Auch wenn Sie sich nicht besonders für das Thema Weltraum interessieren, besteht die Möglichkeit, dass Sie es in Filmen gesehen, in Büchern darüber gelesen oder Spiele gespielt haben Weltraumthema würde nehmen wichtiger Platz, sind sehr hoch. Gleichzeitig gibt es in den meisten Werken einen Moment, der in der Regel als selbstverständlich angesehen wird - die Schwerkraft Raumschiff. Aber ist es so einfach und offensichtlich, wie es auf den ersten Blick scheint?
Zu Beginn ein wenig Material. Wenn Sie nicht weiter in die Physik eintauchen Schulkurs(und es wird uns heute völlig reichen), dann ist die Schwerkraft grundlegende Interaktion Körper, dank denen sie sich alle gegenseitig anziehen. Massivere ziehen stärker an, weniger massive - schwächer.
Material
In unserem Fall ist Folgendes wichtig. Die Erde ist ein massives Objekt, also werden Menschen, Tiere, Gebäude, Bäume, Grashalme, der Computer, von dem Sie dies lesen, alle von der Erde angezogen. Wir sind daran gewöhnt und denken eigentlich nie über solche scheinbaren Kleinigkeiten nach. Die wichtigste Folge der Schwerkraft der Erde für uns ist Beschleunigung freier Fall , auch bekannt als g, und gleich 9,8 m/s². Diese. Jeder Körper ohne Unterstützung beschleunigt gleichmäßig zum Erdmittelpunkt und gewinnt jede Sekunde an Geschwindigkeit von 9,8 m / s.
Dank dieses Effekts können wir gleichmäßig auf unseren Füßen stehen, die Konzepte „oben“ und „unten“ haben, Dinge auf den Boden fallen lassen usw. Tatsächlich würden viele menschliche Aktivitäten stark verändert, wenn die Schwerkraft der Erde weggenommen würde.
Astronauten, die einen erheblichen Teil ihres Lebens auf der ISS verbringen, wissen das am besten. Sie müssen viele Dinge neu lernen, vom Trinken bis zum Wandern für verschiedene physiologische Bedürfnisse. Hier sind einige Beispiele.
Gleichzeitig existiert in vielen Filmen, Fernsehsendungen, Spielen und anderen Werken der Sci-Fi-Kunst die Schwerkraft auf Raumschiffen „einfach“. Es wird als selbstverständlich hingenommen und oft nicht einmal die Mühe gemacht, es zu erklären. Und wenn doch, ist es irgendwie nicht überzeugend. So etwas wie „Schwerkraftgeneratoren“, deren Funktionsweise etwas mehr als völlig mystisch ist, sodass sich dieser Ansatz tatsächlich kaum von der „Schwerkraft auf einem Schiff“ unterscheidet ISS einfach". Es scheint mir, dass es keine Möglichkeit gibt, es ehrlicher zu erklären.
Theoretische Modelle der künstlichen Schwerkraft
Aber all dies bedeutet keineswegs, dass überhaupt niemand versucht, die künstliche Schwerkraft zu erklären. Wenn Sie darüber nachdenken, kann es auf verschiedene Arten erreicht werden.
Viel Masse
Die erste und "richtigste" Option besteht darin, das Schiff sehr massiv zu machen. Diese Methode kann als „richtig“ angesehen werden, da es die Gravitationswechselwirkung ist, die den erforderlichen Effekt liefert.
Während die Unwirklichkeit diese Methode Ich denke, ist offensichtlich. Für ein solches Schiff wird viel Materie benötigt. Ja, mit Verteilung Schwerkraftfeld(und wir brauchen es einheitlich) wird es notwendig sein, etwas zu entscheiden.
Konstante Beschleunigung
Da müssen wir erreichen konstante Beschleunigung freien Fall von 9,8 m/s², warum dann nicht das Raumschiff in Form einer Plattform gestalten, die mit dieser sehr senkrecht zu ihrer Ebene beschleunigen soll g? Somit wird zweifellos der gewünschte Effekt erzielt.
Aber es gibt mehrere offensichtliche Probleme. Erstens müssen Sie irgendwo Kraftstoff entnehmen, um eine konstante Beschleunigung zu gewährleisten. Und selbst wenn jemand plötzlich auf einen Motor kommt, der ohne den Ausstoß von Materie auskommt, niemand hat den Energieerhaltungssatz aufgehoben.
Das zweite Problem liegt in der Natur der konstanten Beschleunigung. Erstens, nach unserem derzeitigen Verständnis von physikalische Gesetze Du kannst nicht ewig beschleunigen. Die Relativitätstheorie wird stark bekämpft. Zweitens muss das Schiff, selbst wenn es regelmäßig die Richtung ändert, ständig irgendwo hinfliegen, um künstliche Schwerkraft zu erzeugen. Diese. von in der Nähe schwebenden Planeten kann keine Rede sein. Das Schiff wird gezwungen sein, sich wie eine Spitzmaus zu verhalten, die stirbt, wenn sie anhält. Daher ist das für uns keine Option.
Karussell Karussell
Und hier beginnt das Interessanteste. Ich bin mir sicher, dass sich jeder der Leser ausmalt, wie das Karussell funktioniert und welche Wirkungen eine Person darin erleben kann. Alles, was darauf ist, neigt dazu, proportional zur Rotationsgeschwindigkeit herauszuspringen. Aus Sicht des Karussells stellt sich heraus, dass alles von einer entlang des Radius gerichteten Kraft beeinflusst wird. Ziemlich Schwerkraft.
Also brauchen wir ein tonnenförmiges Schiff, das sich um eine Längsachse dreht. Solche Optionen sind weit verbreitet in Science-Fiction, also ist die Welt von Sci-Fi nicht so hoffnungslos, wenn es darum geht, die künstliche Schwerkraft zu erklären.
Also noch etwas Physik. Beim Rotieren um eine Achse entsteht eine Zentrifugalkraft, die entlang des Radius gerichtet ist. Durch einfache Berechnungen (durch Division der Kraft durch die Masse) erhalten wir die gewünschte Beschleunigung. Betrachtet wird das Ganze nach einer einfachen Formel:
a=ω²R,
wo a- Beschleunigung, R ist der Rotationsradius a, ω ist die Winkelgeschwindigkeit, gemessen in Radianten pro Sekunde. Ein Bogenmaß entspricht etwa 57,3 Grad.
Was müssen wir bekommen normales Leben auf unserem imaginären Raumkreuzer? Wir brauchen eine solche Kombination aus Schiffsradius und Winkelgeschwindigkeit, dass ihr Produkt insgesamt 9,8 m / s² ergibt.
Ähnliches konnten wir in vielen Werken beobachten: „2001: Odyssee im Weltraum“ Stanley Kubrick, TV-Serie "Babylon 5", Nolanowski « » , Roman "Weltring" Larry Nivena, Universum und andere. Bei allen ist die Freifallbeschleunigung ungefähr gleich g, also stellt sich alles als recht logisch heraus. Allerdings gibt es auch bei diesen Modellen Probleme.
Probleme im Karussell
Das offensichtlichste Problem ist vielleicht am einfachsten zu erklären "Odyssee im Weltraum". Der Radius des Schiffes beträgt ca. 8 Meter. Durch einfache Berechnungen stellen wir fest, dass zum Erreichen einer Beschleunigung gleich g eine Winkelgeschwindigkeit von etwa 1,1 rad / s erforderlich ist, was etwa 10,5 Umdrehungen pro Minute entspricht.
Mit diesen Parametern stellt sich heraus, dass Corioliskraft. Wenn Sie nicht auf technische Details eingehen, besteht das Problem darin, dass sich bewegende Körper in unterschiedlichen „Höhen“ vom Boden beeinflusst werden unterschiedlich stark. Und es hängt von der Winkelgeschwindigkeit ab. In unserem virtuellen Design können wir es uns also nicht leisten, das Schiff zu schnell zu drehen, da dies mit Problemen behaftet ist, die von plötzlichen, unintuitiven Stürzen bis hin zu Problemen reichen Vestibularapparat. Und angesichts der oben genannten Beschleunigungsformel können wir uns das nicht leisten kleiner Radius Schiff. Daher gilt das Modell einer Odyssee im All nicht mehr. Ungefähr das gleiche Problem mit Schiffen aus "Interstellar", obwohl bei den Zahlen nicht alles so offensichtlich ist.
Das zweite Problem liegt sozusagen auf der anderen Seite des Spektrums. Im Roman Larry Nivena "Weltring" das Schiff ist riesiger Ring mit einem Radius von ca gleich dem Radius Erdumlaufbahn (1 AU ≈ 149 Millionen km). Es stellt sich also heraus, dass es sich mit einer recht zufriedenstellenden Geschwindigkeit dreht, so dass der Coriolis-Effekt für den Menschen unsichtbar ist. Alles scheint zusammenzulaufen, aber es gibt eine Sache aber. Um eine solche Struktur zu schaffen, benötigen Sie ein unglaublich starkes Material, das enormen Belastungen standhalten muss, da eine Umdrehung ungefähr 9 Tage dauern sollte. Wie eine ausreichende Festigkeit einer solchen Struktur sichergestellt werden kann, ist der Menschheit unbekannt. Ganz zu schweigen von der Tatsache, dass man irgendwo so viel Materie nehmen und das Ganze aufbauen muss.
Welt-Ring Im Falle von Heiligenschein oder "Babylon 5" Alle vorherigen Probleme scheinen nicht vorhanden zu sein. Und die Rotationsgeschwindigkeit ist ausreichend, damit der Coriolis-Effekt nicht auftritt negative Auswirkung, und der Bau eines solchen Schiffes ist im Prinzip realistisch (zumindest theoretisch). Aber diese Welten haben auch ihre Schattenseiten. Sein Name ist Schwung.
Station von Babylon 5 Indem wir das Schiff um seine Achse drehen, verwandeln wir es in ein riesiges Gyroskop. Und wie Sie wissen, ist es ziemlich schwierig, einen Kreisel von seiner Achse abzulenken. Alles liegt genau am Drehimpuls, dessen Menge im System gespeichert werden muss. Und das bedeutet, dass es schwierig sein wird, irgendwo in eine bestimmte Richtung zu fliegen. Aber auch dieses Problem ist lösbar.
Es sollte sein
Diese Lösung heißt "O'Neills Zylinder". Sein Design ist recht einfach. Wir nehmen zwei identische Zylinderschiffe, die entlang einer Achse verbunden sind und sich jeweils in ihre eigene Richtung drehen. Infolgedessen haben wir einen Gesamtdrehimpuls von Null und daher Probleme mit der Richtung des Schiffes nach innen die richtige Richtung sollte nicht. Bei einem Schiffsradius von ca. 500m (wie in Babylon 5) oder mehr sollte alles so funktionieren wie es soll.
Gesamt
Welche Schlussfolgerungen können wir also darüber ziehen, wie künstliche Schwerkraft in Raumfahrzeugen implementiert werden sollte? Von allen Implementierungen, die in verschiedenen Arten von Arbeiten vorgeschlagen werden, sieht die rotierende Struktur am realistischsten aus, bei der die nach "unten" gerichtete Kraft bereitgestellt wird Zentripetalbeschleunigung. Künstliche Schwerkraft auf einem Schiff mit flachen parallelen Strukturen wie Decks zu erzeugen (wie es oft in verschiedenen Sci-Fi-Filmen gezeichnet wird), gegeben unsere modernes Verständnis Gesetze der Physik, es ist nicht möglich
Der Radius des sich drehenden Schiffs muss groß genug sein, damit der Coriolis-Effekt klein genug ist, um eine Person nicht zu beeinflussen. gute Beispiele erfundener Welten, die bereits erwähnten Heiligenschein und Babylon 5.
Um solche Schiffe zu steuern, müssen Sie einen O'Neill-Zylinder bauen - zwei "Fässer", die sich darin drehen andere Richtung um dem System einen Gesamtdrehimpuls von Null zu verleihen. Dies ermöglicht eine angemessene Kontrolle des Schiffes.
Insgesamt haben wir ein sehr reales Rezept, um Astronauten angenehme Gravitationsbedingungen zu bieten. Und bis wir so etwas tatsächlich bauen können, möchte ich die Macher von Spielen, Filmen, Büchern und anderen Werken über den Weltraum bezahlen mehr Aufmerksamkeit physikalischer Realismus.
Wir leben in Yandex.Zene, Versuchen. Es gibt einen Kanal in Telegram. Abonnieren Sie, wir werden uns freuen und es wird für Sie bequem sein 👍 Miau!Bei Objekten im Weltraum ist Rotation eine übliche Sache. Wenn sich zwei Massen relativ zueinander bewegen, aber nicht aufeinander zu oder voneinander weg, ihre Erdanziehungskraft. Als Ergebnis im Sonnensystem alle planeten kreisen um die sonne.
Aber das ist etwas, was der Mensch nicht beeinflusst hat. Warum drehen sich Raumfahrzeuge? Um die Position zu stabilisieren, lenken Sie die Instrumente ständig in die richtige Richtung und in die Zukunft - um künstliche Schwerkraft zu erzeugen. Sehen wir uns diese Fragen genauer an.
Rotationsstabilisierung
Wenn wir ein Auto anschauen, wissen wir, in welche Richtung es fährt. Es wird durch Interaktion mit verwaltet Außenumgebung- Bodenhaftung der Räder. Wo sich die Räder drehen – dort und das ganze Auto. Aber wenn wir ihm diesen Halt nehmen, wenn wir das Auto mit kahlen Reifen zum Eislaufen schicken, dreht es sich in einem Walzer, was für den Fahrer äußerst gefährlich sein wird. Diese Art der Bewegung ist auf der Erde selten, aber im Weltraum ist sie die Norm.B. V. Raushenbakh, Akademiker und Preisträger Lenin-Preis, schrieb in „Spacecraft Motion Control“ über drei Haupttypen von Bewegungssteuerungsaufgaben Raumfahrzeug:
- Erhalten der gewünschten Flugbahn (Steuerung der Bewegung des Massenschwerpunkts),
- Lagekontrolle, d. h. Erhalten der gewünschten Position des Raumfahrzeugkörpers relativ zu externen Orientierungspunkten (control Drehbewegung um den Massenmittelpunkt)
- Der Fall, wenn diese beiden Steuerungsarten gleichzeitig implementiert werden (z. B. wenn sich Raumfahrzeuge einander nähern).
An das Leben unter Bedingungen angepasst Schwere der Körper schafft es, ohne sie zu überleben. Und nicht nur zu überleben, sondern auch aktiv zu arbeiten. Doch dieses kleine Wunder bleibt nicht ohne Folgen. Die über Jahrzehnte gesammelte Erfahrung bemannter Raumfahrt hat gezeigt, dass ein Mensch im All viele Belastungen erfährt, die sich auch auf die Psyche auswirken.
Auf der Erde kämpft unser Körper mit der Schwerkraft, die das Blut nach unten zieht. Im Weltraum geht dieser Kampf weiter, aber die Schwerkraft fehlt. Daher sind die Astronauten geschwollen. Der Hirndruck steigt, der Druck auf die Augen steigt. Dies verformt den Sehnerv und beeinflusst die Form der Augäpfel. Der Plasmagehalt im Blut nimmt ab, und aufgrund der Abnahme der zu pumpenden Blutmenge verkümmern die Herzmuskeln. Der Knochenmassedefekt ist erheblich, die Knochen werden brüchig.
Um diese Auswirkungen zu überwinden, müssen Menschen im Orbit täglich Sport treiben. Daher wird die Schaffung künstlicher Schwerkraft langfristig als wünschenswert angesehen Raumfahrt. Eine solche Technologie soll physiologisch natürliche Bedingungen für das Leben der Menschen an Bord des Fahrzeugs schaffen. Sogar Konstantin Tsiolkovsky glaubte, dass künstliche Schwerkraft helfen würde, viele medizinische Probleme des menschlichen Flugs ins All zu lösen.
Die Idee selbst basiert auf dem Äquivalenzprinzip zwischen Schwerkraft und Trägheitskraft, das besagt: „Die Kräfte Gravitationswechselwirkung sind proportional zur schweren Masse des Körpers, während die Trägheitskräfte proportional zur trägen Masse des Körpers sind. Wenn die Trägheits- und die Gravitationsmasse gleich sind, ist es unmöglich zu unterscheiden, welche Kraft auf einen gegebenen ausreichend kleinen Körper wirkt - Gravitations- oder Trägheitskraft.
Diese Technologie hat Nachteile. Bei einem Gerät mit kleinem Radius wirken unterschiedliche Kräfte auf die Beine und auf den Kopf – je weiter vom Rotationszentrum entfernt, desto stärker die künstliche Schwerkraft. Das zweite Problem ist die Coriolis-Kraft, aufgrund derer eine Person bei einer Bewegung relativ zur Drehrichtung geschüttelt wird. Um dies zu vermeiden, muss der Apparat riesig sein. Und drittens wichtige Frage verbunden mit der Komplexität des Entwerfens und Zusammenbauens einer solchen Vorrichtung. Bei der Erstellung eines solchen Mechanismus ist es wichtig, darüber nachzudenken, wie der Besatzung ein ständiger Zugriff auf künstliche Gravitationskammern ermöglicht werden kann und wie dieser Torus reibungslos bewegt werden kann.
BEI wahres Leben Eine solche Technologie für den Bau von Raumfahrzeugen wurde noch nicht verwendet. Für die ISS wurde ein aufblasbares künstliches Gravitationsmodul vorgeschlagen, um den Nautilus-X-Prototypen des Raumfahrzeugs zu demonstrieren. Aber das Modul ist teuer und würde erhebliche Vibrationen erzeugen. Die Herstellung der gesamten ISS in künstlicher Schwerkraft mit aktuellen Raketen ist schwierig - Sie müssten alles im Orbit in Teilen zusammenbauen, was den Umfang der Operationen erheblich erschweren würde. Und doch würde diese künstliche Schwerkraft das Wesen der ISS als fliegendes Mikrogravitationslabor durchstreichen.
Das Konzept eines aufblasbaren Mikrogravitationsmoduls für die ISS.
Aber künstliche Schwerkraft lebt in der Fantasie von Science-Fiction-Autoren. Das Schiff "Hermes" aus dem Film "Der Marsianer" hat in der Mitte einen rotierenden Torus, der künstliche Schwerkraft erzeugt, um den Zustand der Besatzung zu verbessern und die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den Körper zu verringern.
Die US National Aerospace Agency hat eine neunstufige TRL-Technologiebereitschaftsskala entwickelt: von eins bis sechs - Entwicklung im Rahmen von Forschung und Entwicklung, ab sieben - Entwicklungsarbeit und Demonstration der Technologieleistung. Die Technik aus dem Film „Der Marsianer“ entspricht bisher nur dem dritten oder vierten Level.
Es gibt viele Anwendungen für diese Idee in der Science-Fiction-Literatur und in Filmen. Arthur C. Clarkes Romanreihe A Space Odyssey beschrieb „Discovery One“ in Form einer Hantel, deren Bedeutung es ist, sich zu trennen Kernreaktor mit Motor aus Wohngebiet. Am Äquator der Kugel befindet sich ein „Karussell“ mit einem Durchmesser von 11 Metern, das sich mit einer Geschwindigkeit von etwa fünf Umdrehungen pro Minute dreht. Diese Zentrifuge erzeugt eine Schwerkraft, die der des Mondes entspricht, was eine physikalische Atrophie in Mikrogravitation verhindern soll.
„Discovery One“ aus „Space Odyssey“
In der Anime-Serie Planetes verfügt die Raumstation ISPV-7 über riesige Räume mit der bekannten Erdgravitation. Der Wohnbereich und der Bereich für die Pflanzenproduktion befinden sich in zwei Tori, die sich in verschiedene Richtungen drehen.
Selbst harte Science-Fiction ignoriert die enormen Kosten einer solchen Lösung. Als Vorbild dienten Enthusiasten das Elysium-Schiff aus dem gleichnamigen Film. Der Raddurchmesser beträgt 16 Kilometer. Gewicht - etwa eine Million Tonnen. Das Senden von Fracht in den Orbit kostet 2.700 US-Dollar pro Kilogramm, und der SpaceX Falcon wird diese Zahl auf 1.650 US-Dollar pro Kilogramm senken. Aber es wären 18.382 Starts nötig, um diese Menge an Material zu liefern. Das sind 1 Billion 650 Milliarden US-Dollar – fast hundert Jahresbudgets der NASA.
Es ist noch ein langer Weg bis zu echten Siedlungen im Weltraum, wo die Menschen die bekannte Beschleunigung des freien Falls von 9,8 m / s² genießen können. Vielleicht bringt die Wiederverwendung von Raketenteilen und Weltraumaufzügen eine solche Ära näher.
Lang Raumflüge, die Erforschung anderer Planeten, worüber die Science-Fiction-Autoren Isaac Asimov, Stanislav Lem, Alexander Belyaev und andere zuvor geschrieben haben, wird dank des Wissens zu einer sehr möglichen Realität. Denn bei der Wiederherstellung der Erdanziehungskraft können wir die negativen Folgen der Mikrogravitation (Schwerelosigkeit) für den Menschen (Muskelschwund, sensorische, motorische und vegetative Störungen) vermeiden. Das heißt, fast jede Person, die es wünscht, kann den Weltraum besuchen, unabhängig davon physikalische Eigenschaften Karosserie. Gleichzeitig wird der Aufenthalt an Bord des Raumfahrzeugs komfortabler. Die Menschen können bereits vorhandene, vertraute Geräte und Einrichtungen (z. B. eine Dusche, eine Toilette) nutzen.
Auf der Erde wird die Schwerkraft durch die Erdbeschleunigung im Durchschnitt bestimmt und beträgt 9,81 m / s 2 ("Überlastung" 1 g), während sie im Weltraum unter Schwerelosigkeit etwa 10 -6 g beträgt. K.E. Tsiolkovsky führte Analogien zwischen dem Gefühl des Körpergewichts beim Eintauchen in Wasser oder beim Liegen im Bett mit einem Zustand der Schwerelosigkeit im Weltraum an.
"Die Erde ist die Wiege des Geistes, aber man kann nicht ewig in der Wiege leben."
"Die Welt sollte noch einfacher werden."
Konstantin Ziolkowski
Interessanterweise wird für die Gravitationsbiologie die Fähigkeit, unterschiedliche Gravitationsbedingungen zu schaffen, ein echter Durchbruch sein. Es wird möglich zu studieren: wie sich die Struktur verändert, funktioniert auf der Mikro-, Makroebene, Gesetzmäßigkeiten unter Gravitationseinflüssen verschiedene Größen und Richtung. Diese Entdeckungen wiederum werden dazu beitragen, jetzt eine ziemlich neue Richtung zu entwickeln - die Gravitationstherapie. Die Möglichkeit und Wirksamkeit der Anwendung zur Behandlung von Änderungen der Schwerkraft (erhöht im Vergleich zur Erde) wird betrachtet. Wir spüren die Zunahme der Schwerkraft, als wäre der Körper etwas schwerer. Heute laufen Studien zum Einsatz der Gravitationstherapie bei Bluthochdruck sowie zur Wiederherstellung von Knochengewebe bei Frakturen.
(künstliche Schwerkraft) basieren in den meisten Fällen auf dem Prinzip der Äquivalenz der Trägheits- und Schwerkraftkräfte. Das Äquivalenzprinzip besagt, dass wir ungefähr die gleiche Beschleunigung der Bewegung spüren, ohne die Ursache zu unterscheiden, die sie verursacht hat: die Schwerkraft oder die Trägheitskräfte. Bei der ersten Variante entsteht die Beschleunigung durch den Einfluss des Gravitationsfeldes, bei der zweiten durch die Beschleunigung der Bewegung eines nicht inertialen (beschleunigten) Bezugssystems, in dem sich eine Person befindet. Zum Beispiel erfährt eine Person in einem Aufzug (nicht-trägheitsbezogener Bezugsrahmen) eine ähnliche Wirkung von Trägheitskräften während eines starken Anstiegs (beim Beschleunigen fühlt es sich an, als würde der Körper für einige Sekunden schwerer werden) oder Bremsen (das Gefühl der Boden bewegt sich unter den Füßen weg). Aus physikalischer Sicht: Wenn der Aufzug steigt, wird die Beschleunigung der Kabinenbewegung zur Beschleunigung des freien Falls in einem nicht trägen System hinzugefügt. Wann erholt es sich gleichmäßige Bewegung- „Gewichtszunahme“ verschwindet, das heißt, das übliche Gefühl des Körpergewichts kehrt zurück.
Heute wie vor fast 50 Jahren werden Zentrifugen zur Erzeugung künstlicher Schwerkraft (used Zentrifugalbeschleunigung während der Drehung Raumfahrtsysteme). Mit anderen Worten, während der Rotation Raumstation Um seine Achse herum tritt eine Zentrifugalbeschleunigung auf, die die Person vom Rotationszentrum weg „drückt“, wodurch der Astronaut oder andere Objekte auf dem „Boden“ sein können. Zum besseren Verständnis dieses Prozesses und vor welchen Schwierigkeiten Wissenschaftler stehen, schauen wir uns die Formel an, mit der die Zentrifugalkraft bestimmt wird, wenn sich die Zentrifuge dreht:
F=m*v 2 *r, wobei m Masse ist, v ist Liniengeschwindigkeit, r ist der Abstand vom Rotationszentrum.
Die lineare Geschwindigkeit ist gleich: v=2π*rT, wobei T die Anzahl der Umdrehungen pro Sekunde ist, π ≈3,14…
Das heißt, je schneller sich das Raumschiff dreht und je weiter der Astronaut vom Zentrum entfernt ist, desto stärker wird die erzeugte künstliche Schwerkraft sein.
Wenn wir uns die Abbildung genau ansehen, können wir feststellen, dass bei einem kleinen Radius die Schwerkraft für den Kopf und für die Beine einer Person erheblich unterschiedlich ist, was wiederum die Bewegung erschwert.
Bewegt sich der Astronaut in Drehrichtung, entsteht die Coriolis-Kraft. Gleichzeitig besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass eine Person ständig geschaukelt wird. Dies kann bei einer Schiffsgeschwindigkeit von 2 Umdrehungen pro Minute umgangen werden, während sich eine künstliche Schwerkraft von 1 g (wie auf der Erde) ausbildet. In diesem Fall beträgt der Radius jedoch 224 Meter (ungefähr ¼ Kilometer, diese Entfernung entspricht der Höhe eines 95-stöckigen Gebäudes oder der Länge zweier großer Mammutbäume). Das heißt, es ist theoretisch möglich, eine Orbitalstation oder ein Raumschiff dieser Größe zu bauen. In der Praxis erfordert dies jedoch einen erheblichen Ressourcen-, Arbeits- und Zeitaufwand, der unter den Bedingungen des Annäherns globale Katastrophen(siehe Bericht
) menschlicher direkt zu echte Hilfe Bedürftige.
Aufgrund der Unfähigkeit zur Wiederherstellung erforderlicher Wert Schweregrad für eine Person auf Orbitalstation oder ein Raumschiff, beschlossen die Wissenschaftler, die Möglichkeit zu untersuchen, "die Messlatte zu senken", dh eine Schwerkraft zu erzeugen, die geringer ist als die der Erde. Was darauf hindeutet, dass es in einem halben Jahrhundert Forschung nicht möglich war, zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen. Dies ist nicht verwunderlich, da sie in Experimenten versuchen, Bedingungen zu schaffen, unter denen die Trägheitskraft oder andere eine ähnliche Wirkung wie die Wirkung der Schwerkraft auf der Erde haben würden. Das heißt, es stellt sich heraus, dass künstliche Schwerkraft tatsächlich keine Schwerkraft ist.
Heutzutage gibt es in der Wissenschaft nur Theorien darüber, was Gravitation ist, von denen die meisten auf der Relativitätstheorie basieren. Gleichzeitig ist keiner von ihnen vollständig (erklärt nicht den Fluss, die Ergebnisse von Experimenten unter allen Bedingungen und stimmt darüber hinaus manchmal nicht mit anderen überein Physikalische Theorien experimentell bestätigt). Es gibt kein klares Wissen und Verständnis: Was ist Schwerkraft, wie hängt die Schwerkraft mit Raum und Zeit zusammen, aus welchen Teilchen besteht sie und welche Eigenschaften haben sie? Antworten auf diese und viele andere Fragen finden Sie beim Vergleich der Informationen aus dem Buch "Ezoosmos" von A. Novykh und dem Bericht PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS. Angebote komplett neuer Ansatz, die auf basiert Grundwissen Primäre Grundlagen der Physik fundamentale Teilchen , Muster ihrer Interaktion. Das heißt, basierend auf einem tiefen Verständnis des Wesens des Gravitationsprozesses und der daraus resultierenden Möglichkeit einer genauen Berechnung, um beliebige Werte der Gravitationsbedingungen sowohl im Weltraum als auch auf der Erde (Gravitationstherapie) vorherzusagen die Ergebnisse denkbarer und unvorstellbarer Experimente von Mensch und Natur.
PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS ist viel mehr als nur Physik. Sie öffnet mögliche Lösungen Aufgaben jeglicher Komplexität. Aber die Hauptsache liegt an der Kenntnis der Prozesse, die auf der Ebene von Partikeln und stattfinden echte Aktion jeder Mensch kann den Sinn seines Lebens erkennen, herausfinden, wie das System funktioniert und bekommen praktische Erfahrung Kontakt mit der geistigen Welt. Um die Globalität und den Primat des Spirituellen zu erkennen, um aus den Rahmen-/Schablonenbeschränkungen des Bewusstseins herauszukommen, jenseits der Grenzen des Systems, um wahre Freiheit zu erlangen.
„Wie heißt es so schön: Wenn man universelle Schlüssel in der Hand hat (Wissen über die Grundlagen der Elementarteilchen), kann man jede Tür (der Mikro- und Makrowelt) öffnen.“
„Unter solchen Bedingungen ist es qualitativ möglich neuer Übergang Zivilisation auf Kurs spirituelle Selbstentfaltung, Skala wissenschaftliches Wissen die Welt und dich selbst."
„Alles, was einen Menschen auf dieser Welt bedrückt, angefangen bei intrusive Gedanken, aggressive Emotionen und endet mit den stereotypen Wünschen eines egoistischen Verbrauchers ‒ Dies ist das Ergebnis der Entscheidung einer Person zugunsten des Septon-Feldes- Material intelligentes System, die die Menschheit stereotyp ausbeutet. Aber wenn eine Person seiner Wahl folgt Spiritualität dann wird er unsterblich. Und darin liegt keine Religion, wohl aber das Wissen um die Physik, ihre Urgrundlagen.
Elena Fedorova
Ich weiß nicht, woher ich komme, wohin ich gehe oder wer ich bin.
E.Schrödinger
In einer Reihe von Arbeiten wurde ein interessanter Effekt festgestellt, der in einer Gewichtsänderung von Objekten in Gegenwart rotierender Massen bestand. Die Gewichtsänderung erfolgte entlang der Rotationsachse der Masse. In den Arbeiten von N. Kozyrev wurde eine Gewichtsänderung eines rotierenden Gyroskops beobachtet. Außerdem kam es je nach Drehrichtung des Kreiselrotors entweder zu einer Gewichtsabnahme oder -zunahme des Kreisels selbst. In der Arbeit von E. Podkletnov wurde eine Gewichtsabnahme eines Objekts beobachtet, das sich über einer supraleitenden rotierenden Scheibe befand, die sich in einem Magnetfeld befand. In der Arbeit von V. Roshchin und S. Godin besteht das Gewicht einer massiven rotierenden Scheibe aus magnetisches Material, die selbst die Quelle war Magnetfeld.
In diesen Experimenten, einem gemeinsamer Faktor- das Vorhandensein einer rotierenden Masse.
Rotation ist allen Objekten unseres Universums eigen, vom Mikrokosmos bis zum Makrokosmos. Elementarteilchen haben ihr eigenes mechanisches Moment - Spin, alle Planeten, Sterne, Galaxien drehen sich auch um ihre Achse. Mit anderen Worten, die Rotation eines materiellen Objekts um seine Achse ist seine inhärente Eigenschaft. Eine natürliche Frage stellt sich: Was ist der Grund für eine solche Rotation?
Wenn die Hypothese über das Chronofeld und seinen Einfluss auf den Raum richtig ist, können wir davon ausgehen, dass die Ausdehnung des Raums aufgrund seiner Rotation unter dem Einfluss des Chronofelds erfolgt. Das heißt, das Chronofeld in unserer dreidimensionalen Welt erweitert den Raum vom Bereich des Subraums zum Bereich des Superraums und dreht ihn gemäß einer streng definierten Abhängigkeit.
Wie bereits erwähnt, nimmt in Gegenwart einer Gravitationsmasse die Energie des Chronofelds ab, der Raum dehnt sich langsamer aus, was zum Auftreten von Schwerkraft führt. Wenn Sie sich von der Gravitationsmasse entfernen, nimmt die Energie des Chronofelds zu, die Expansionsrate des Raums nimmt zu und der Gravitationseffekt nimmt ab. Wenn in irgendeinem Bereich in der Nähe der Gravitationsmasse die Expansionsrate des Raums in irgendeiner Weise erhöht oder verringert wird, führt dies zu einer Änderung des Gewichts von Objekten, die sich in diesem Bereich befinden.
Es ist wahrscheinlich, dass Experimente mit rotierenden Massen eine solche Änderung der Expansionsrate des Weltraums verursacht haben. Der Raum interagiert irgendwie mit der rotierenden Masse. Bei einer ausreichend hohen Rotationsgeschwindigkeit eines massiven Objekts ist es möglich, die Geschwindigkeit der Raumausdehnung zu erhöhen oder zu verringern und dementsprechend das Gewicht von Objekten zu ändern, die sich entlang der Rotationsachse befinden.
Der Autor hat versucht, die experimentell aufgestellte Annahme zu überprüfen. Als rotierende Masse wurde ein Flugzeuggyroskop genommen. Das Schema des Experiments entsprach dem Experiment von E. Podkletnov. Jede Menge Materialien unterschiedliche Dichte wurden auf einer Analysenwaage mit einer Messgenauigkeit von bis zu 0,05 mg ausgewogen. Das Gewicht der Ladung betrug 10 gr. Ein Gyroskop wurde mit einer Last unter die Waage gelegt, die sich mit genug drehte schnelle Geschwindigkeit. Die Frequenz der Gyroskopstromversorgung betrug 400 Hz. Es wurden Kreisel unterschiedlicher Massen mit unterschiedlichen Trägheitsmomenten verwendet. Das maximale Gewicht des Kreiselrotors erreichte 1200 g. Die Kreisel wurden sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn gedreht.
Langzeitversuche von der zweiten Märzhälfte bis August 2002 brachten keine positiven Ergebnisse. Gelegentlich wurden geringfügige Gewichtsabweichungen innerhalb einer Teilung beobachtet. Sie könnten auf Fehler zurückzuführen sein, die durch Vibrationen oder sonstige äußere Einflüsse entstanden sind. Die Art dieser Abweichungen war jedoch eindeutig. Beim Drehen des Gyroskops gegen den Uhrzeigersinn wurde eine Gewichtsabnahme und im Uhrzeigersinn eine Gewichtszunahme beobachtet.
Während des Experiments änderte sich die Position des Kreisels, die Richtung seiner Achse, in verschiedenen Winkeln zum Horizont. Aber auch dies brachte keine Ergebnisse.
In seiner Arbeit stellte N. Kozyrev fest, dass eine Gewichtsänderung eines Gyroskops festgestellt werden konnte Spätherbst und im Winter, und selbst in diesem Fall änderten sich die Messwerte im Laufe des Tages. Offensichtlich liegt dies an der Position der Erde relativ zur Sonne. N. Kozyrev führte seine Experimente in durch Pulkovo-Observatorium, die etwa bei 60° liegt nördlicher Breite. BEI Winterzeit Jahr ist die Position der Erde relativ zur Sonne so, dass die Richtung der Schwerkraft auf diesem Breitengrad fast senkrecht zur Ebene der Ekliptik (7°) liegt Tageszeit. Diese. die Drehachse des Kreisels war praktisch parallel zur Achse der Ekliptikebene. BEI Sommerzeit, um ein Ergebnis zu erhalten, musste das Experiment nachts durchgeführt werden. Vielleicht erlaubte der gleiche Grund nicht, das Experiment von E. Podkletnov in anderen Labors zu wiederholen.
Auf dem Breitengrad der Stadt Zhitomir (ca. 50°N), wo die Experimente vom Autor durchgeführt wurden, beträgt der Winkel zwischen der Richtung der Schwerkraft und der Senkrechten zur Ebene der Ekliptik im Sommer fast 63°. Vielleicht aus diesem Grund wurden nur geringfügige Abweichungen beobachtet. Es ist aber auch möglich, dass der Effekt auch auf Ausgleichsgewichte wirkte. In diesem Fall äußerte sich der Gewichtsunterschied aufgrund des unterschiedlichen Abstands der gewogenen und ausgleichenden Gewichte zum Kreisel.
Man kann sich den folgenden Mechanismus der Gewichtsveränderung vorstellen. Drehung Gravitationsmassen und andere Objekte und Systeme im Universum treten unter dem Einfluss des Chronofelds auf. Die Drehung erfolgt jedoch um eine einzige Achse, deren Position im Raum von einigen Faktoren abhängt, die uns noch unbekannt sind. Dementsprechend erhält die Raumausdehnung unter dem Einfluss des Chronofeldes in Gegenwart solcher rotierender Objekte einen gerichteten Charakter. Das heißt, in Richtung der Rotationsachse des Systems erfolgt die Raumausdehnung schneller als in jeder anderen Richtung.
Der Raum kann dargestellt werden als Quantengas das füllt auch innen alles aus Atomkern. Es gibt eine Wechselwirkung zwischen dem Raum und den materiellen Objekten, in denen er sich befindet, die unter dem Einfluss von verstärkt werden können externe Faktoren B. in Gegenwart eines Magnetfelds. Befindet sich die rotierende Masse in der Rotationsebene des Gravitationssystems und rotiert mit ausreichend hoher Geschwindigkeit in die gleiche Richtung, dann dehnt sich der Raum entlang der Rotationsachse durch die Wechselwirkung von Raum und rotierender Masse schneller aus. Wenn die Richtung der Schwerkraft und die Ausdehnung des Raums zusammenfallen, nimmt das Gewicht von Objekten ab. Bei entgegengesetzter Drehung verlangsamt sich die Raumausdehnung, was zu einer Gewichtszunahme führt.
In den Fällen, in denen die Wirkungsrichtungen der Schwerkraft und der Raumausdehnung nicht zusammenfallen, ändert sich die resultierende Kraft nur unwesentlich und ist schwer zu registrieren.
Die rotierende Masse verändert die Stärke des Gravitationsfeldes bestimmten Ort. In der Formel für die Stärke des Gravitationsfeldes g = (G· M) / R 2 Gravitationskonstante G und die Masse der Erde M kann nicht ändern. Daher ändert sich der Wert R ist der Abstand vom Erdmittelpunkt zum zu wiegenden Objekt. Durch die zusätzliche Raumausdehnung erhöht sich dieser Wert um Δ R. Das heißt, die Last steigt sozusagen um diesen Betrag über die Erdoberfläche, was zu einer Änderung der Intensität des Gravitationsfelds führt g" = (G· M) / (R + Δ R) 2 .
Im Falle einer Verlangsamung der Raumausdehnung ist der Wert von Δ R wird abgezogen R was zu einer Gewichtszunahme führen wird.
Versuche mit Gewichtsänderungen in Gegenwart einer rotierenden Masse lassen keine hohe Messgenauigkeit zu. Möglicherweise reicht die Drehgeschwindigkeit des Kreisels nicht aus, um das Gewicht merklich zu verändern, da die zusätzliche Raumausdehnung nicht sehr ins Gewicht fällt. Wenn solche Experimente mit durchgeführt werden Quantenuhr können Sie eine höhere Messgenauigkeit erreichen, indem Sie die Messwerte zweier Uhren vergleichen. In einem Bereich, in dem sich der Raum schneller ausdehnt, nimmt die Chronofeldstärke zu und die Uhr läuft schneller und umgekehrt.
Informationsquellen:
- Kozyrev N.A. Über die Möglichkeit der experimentellen Untersuchung der Eigenschaften der Zeit. // Zeit in Wissenschaft und Philosophie. Praga, 1971. S. 111...132.
- Roshchin V.V., Godin S.M. Experimentelle Untersuchung nichtlinearer Effekte in einem dynamischen magnetischen System. , 2001.
- Jumaschew V.E.
