Գրավիտացիոն ազդեցության փոփոխության հնարավորության մասին։ Ինչու են տիեզերանավերը պտտվում:

Գենադի Բրաժնիկ, 23 ապրիլի, 2011 թ
Նայելով աշխարհին՝ բացիր աչքերդ... (հին հունական էպոս)
Ինչպե՞ս ստեղծել արհեստական ​​ձգողականություն:
Տիեզերական հետազոտության հիսունամյակը, որը նշվել է այս տարի, ցույց է տվել մարդկային բանականության հսկայական ներուժը շրջապատող Տիեզերքը հասկանալու համար: Միջազգային տիեզերական կայան (ՄՏԿ)՝ օդաչուավոր ուղեծրային կայան՝ համատեղ միջազգային նախագիծ, որին մասնակցում է 23 երկիր,
համոզիչ կերպով ապացուցում է ազգային ծրագրերի շահագրգռվածությունը ինչպես մոտ, այնպես էլ հեռավոր տիեզերքի զարգացման նկատմամբ։ Սա վերաբերում է քննարկվող հարցի և՛ գիտական, և՛ տեխնիկական, և՛ կոմերցիոն կողմին։ Միևնույն ժամանակ, տիեզերքի զանգվածային հետազոտության ճանապարհին խոչընդոտող հիմնական խնդիրը գոյություն ունեցող տիեզերական օբյեկտների անկշռության կամ ձգողության բացակայության խնդիրն է։ «Գրավիտացիան (համընդհանուր ձգողականություն, գրավիտացիա) բոլոր նյութական մարմինների միջև ունիվերսալ հիմնարար փոխազդեցությունն է: Ցածր արագությունների և թույլ գրավիտացիոն փոխազդեցության դեպքում այն ​​նկարագրված է Նյուտոնի գրավիտացիայի տեսությամբ. ընդհանուր դեպքնկարագրված Էյնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությամբ», - այս սահմանումը տրվում է ժամանակակից գիտայս երեւույթը. Ձգողության բնույթը ներկայումս պարզ չէ: Տեսական զարգացումներՏարբեր գրավիտացիոն տեսությունների շրջանակներում չեն գտնում իրենց փորձարարական հաստատումը, ինչը ենթադրում է գրավիտացիոն փոխազդեցության բնույթի գիտական ​​պարադիգմի վաղաժամ հաստատում, որպես չորս հիմնարար փոխազդեցություններից մեկը: Նյուտոնի ձգողականության տեսության համաձայն՝ Երկրի ձգողականության ուժը որոշվում է F=m x g արտահայտությամբ, որտեղ m-ը մարմնի զանգվածն է, իսկ g-ը՝ ձգողության արագացումը։ «G գրավիտացիայի արագացումը վակուումում գտնվող մարմնին տրվող արագացումն է, այսինքն. երկրաչափական գումարմոլորակի (կամ այլ աստղագիտական ​​մարմնի) գրավիտացիոն ձգողականությունը և նրա պտույտի հետևանքով առաջացած իներցիոն ուժերը։ Ըստ Նյուտոնի երկրորդ օրենքի՝ ձգողականության հետևանքով առաջացած արագացումը հավասար է միավոր զանգվածի օբյեկտի վրա ազդող ծանրության ուժին։ Երկրի համար ձգողականության հետևանքով առաջացած արագացման արժեքը սովորաբար հավասար է 9,8 կամ 10 մ/վ╡: Ստանդարտ («նորմալ») արժեքը, որն ընդունվել է միավորների համակարգերի կառուցման ժամանակ, g = 9,80665 m/s╡, իսկ տեխնիկական հաշվարկներում դրանք սովորաբար վերցնում են g = 9,81 m/s╡ Ըստ իմաստի, Երկրի վրա ձգողականության արագացումը մոտավորապես հավասար է ծովի մակարդակի 45,5° լայնության վրա ձգողականության արագացմանը: Երկրի մակերևույթի վրա ձգողականության հետևանքով իրական արագացումը կախված է լայնությունից, օրվա ժամից և այլ գործոններից: Այն տատանվում է 9,780 մ/վ╡ հասարակածում մինչև 9,832 մ/վ╡ բևեռներում։ Այս գիտական ​​անորոշությունը նաև մի շարք հարցեր է առաջացնում՝ կապված հարաբերականության ընդհանուր տեսության գրավիտացիոն հաստատունի հետ։ գրավիտացիոն տեսությունների հիմնական փաստարկները հետևյալն են. Տարբերությունները պայմանավորված են. բանաձևի անճշտությունը պայմանավորված է նրանով, որ մոլորակի զանգվածը բաշխված է այն ծավալի վրա, որն ունի երկրաչափական ձև, տարբերվում է իդեալական գնդակից (գեոիդ); Երկրի տարասեռությունը, որն օգտագործվում է գրավիտացիոն անոմալիաների միջոցով օգտակար հանածոներ որոնելու համար»: Առաջին հայացքից սրանք բավականին համոզիչ փաստարկներ են: Ավելի մանրամասն ուսումնասիրությունից հետո ակնհայտ է դառնում, որ այդ փաստարկները չեն բացատրում երևույթի ֆիզիկական բնույթը: Երկրի վրա տեղեկատու շրջանակը, որը կապված է յուրաքանչյուր աշխարհագրական կետում կենտրոնաձիգ արագացման հետ, բոլոր բաղադրիչներն են ազատ անկման արագացման չափման համար, հետևաբար, և՛ չափված օբյեկտը, և՛ չափված սարքավորումը ենթակա են նույն ազդեցությանը, ներառյալ Երկրի բաշխված զանգվածը: Չափված սարքավորումները, հետևաբար, չափման արդյունքը պետք է լինի հաստատուն, բայց դա տեղի չի ունենում: =8,8 մ/վրկ (2) Տեղական ծանրության փաստացի արժեքը որոշվում է 10(−3)... 10(−1) գ-ի սահմաններում, որը և որոշում է ISS-ի անկշռությունը և, ասես, ազատ անկման վիճակում է, նույնպես անհամոզիչ տեսք ունի: Իսկ ի՞նչ կասեք գեոստացիոնար արբանյակների մասին: g-ի այս հաշվարկված արժեքով նրանք վաղուց Երկիր իջած կլինեին։ Բացի այդ, ցանկացած մարմնի զանգվածը կարող է սահմանվել որպես սեփական էլեկտրական լիցքի քանակական և որակական հատկանիշ։ Այս բոլոր նկատառումները հանգեցնում են այն եզրակացության, որ բնությունը երկրի ձգողականությունըկախված չէ փոխազդող առարկաների զանգվածների հարաբերակցությունից, այլ որոշվում է Երկրի գրավիտացիոն դաշտի էլեկտրական փոխազդեցության կուլոնյան ուժերով։ Եթե ​​մենք հորիզոնական թռիչքով թռչում ենք ինքնաթիռով, տասը կմ բարձրության վրա, ապա ձգողականության օրենքները լիովին բավարարված են, բայց նույն թռիչքի ժամանակ ISS-ով 350 կմ բարձրության վրա, գործնականում գրավիտացիա չկա։ Սա նշանակում է, որ այս բարձունքների ներսում կա մեխանիզմ, որը թույլ է տալիս ձգողականությունը որոշել որպես նյութական մարմինների փոխազդեցության ուժ։ Եվ այս ուժի արժեքը որոշվում է Նյուտոնի օրենքով։ 100 կգ քաշ ունեցող մարդու համար գրավիտացիոն ձգողական ուժը գետնի մակարդակում, բացառությամբ. մթնոլորտային ճնշում, պետք է լինի F = 100 x 9.8 = 980 ն: Առկա տվյալների համաձայն՝ Երկրի մթնոլորտը էլեկտրական է տարասեռ կառուցվածք, որի շերտավորումը որոշվում է իոնոլորտով։ «Իոնոսֆերան (կամ թերմոսֆերան) Երկրի վերին մթնոլորտի մի մասն է, որը խիստ իոնացված է տիեզերական ճառագայթների ճառագայթման պատճառով, որոնք հիմնականում գալիս են Արևից: թթվածին O2) և քվազին չեզոք պլազմա (բացասաբար լիցքավորված մասնիկների թիվը մոտավորապես հավասար է դրական լիցքավորված մասնիկների թվին, իոնացման աստիճանը դառնում է զգալի արդեն 60 կիլոմետր բարձրության վրա և անշեղորեն աճում է Երկրից լիցքավորված մասնիկների խտությունը N, D, E և F շերտերը առանձնանում են D շերտում: −3 - սա թույլ իոնացման շրջան է: Այս տարածաշրջանի իոնացման հիմնական ներդրումն ունեն նաև արևային ռենտգենյան ճառագայթները ճառագայթները, ինչպես նաև մագնիտոսֆերայի էներգետիկ մասնիկները (այս շերտի մեջ բերված մագնիսական փոթորիկներ) Բնութագրված է նաև շերտ D կտրուկ անկումիոնացման աստիճանը գիշերը. Շերտ E Տարածաշրջան E (90-120 կմ) բնութագրվում է պլազմայի խտությամբ մինչև Nmax~ 10(5) սմ−3: Այս շերտում նկատվում է էլեկտրոնի կոնցենտրացիայի աճ ցերեկային ժամերին, քանի որ իոնացման հիմնական աղբյուրը արևի կարճ ալիքի ճառագայթումն է, ընդ որում, այս շերտում իոնների վերահամակցումը շատ արագ է ընթանում, և գիշերը իոնների խտությունը կարող է նվազել մինչև; 10(3) սմ−3։ Այս գործընթացին հակազդում են լիցքերի տարածումը F տարածաշրջանից, որը գտնվում է վերևում, որտեղ իոնների կոնցենտրացիան համեմատաբար բարձր է, և գիշերային իոնացման աղբյուրներով (Արևի գեոկորոնային ճառագայթում, երկնաքարեր, տիեզերական ճառագայթներ և այլն)։ Պարբերաբար 100-110 կմ բարձրությունների վրա առաջանում է ES շերտ՝ շատ բարակ (0,5-1 կմ), բայց խիտ։ Այս ենթաշերտի առանձնահատկությունը էլեկտրոնների բարձր կոնցենտրացիան է (ne~10(5) սմ−3), որոնք էական ազդեցություն ունեն իոնոլորտի այս հատվածից արտացոլվող միջին և նույնիսկ կարճ ռադիոալիքների տարածման վրա։ E շերտը, ազատ հոսանքի կրիչների համեմատաբար բարձր կոնցենտրացիայի շնորհիվ, խաղում է կարևոր դերմիջին և կարճ ալիքների տարածման մեջ։ Շերտ F Տարածաշրջան F-ն այժմ կոչվում է ամբողջ իոնոսֆերան 130-140 կմ բարձրության վրա։ Առավելագույն իոնների ձևավորումը հասնում է 150-200 կմ բարձրությունների վրա: Ցերեկային ժամերին նկատվում է նաև «քայլի» ձևավորում էլեկտրոնների կոնցենտրացիայի մեջ, որն առաջանում է հզոր արևի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման հետևանքով կարճ ռադիոալիքներ F շերտի վերին մասը կոչվում է F2, լիցքավորված մասնիկների խտությունը՝ N ~ 10(5) սմ−3 Գերակշռում են թթվածնի իոնները (400-1000 կմ բարձրության վրա), իսկ ավելի բարձր՝ ջրածնի իոնները (պրոտոններ) և փոքր քանակությամբ՝ հելիումի իոնները»։ Երկու հիմնական ժամանակակից տեսություններՄթնոլորտային էլեկտրականությունը ստեղծվել է քսաներորդ դարի կեսերին անգլիացի գիտնական Չարլզ Ուիլսոնի և խորհրդային գիտնական Յա. Վիլսոնի տեսության համաձայն՝ Երկիրը և իոնոսֆերան խաղում են ամպրոպային ամպերով լիցքավորված կոնդենսատորի թիթեղների դերը։ Թիթեղների միջև առաջացող պոտենցիալ տարբերությունը հանգեցնում է արտաքին տեսքի էլեկտրական դաշտմթնոլորտ. Ֆրենկելի տեսության համաձայն՝ մթնոլորտի էլեկտրական դաշտը ամբողջությամբ բացատրվում է տրոպոսֆերայում տեղի ունեցող էլեկտրական երևույթներով՝ ամպերի բևեռացումով և Երկրի հետ դրանց փոխազդեցությամբ, իսկ իոնոսֆերան էական դեր չի խաղում մթնոլորտային էլեկտրական պրոցեսների ընթացքում։ Մթնոլորտում էլեկտրական փոխազդեցության այս տեսական հասկացությունների ընդհանրացումը ենթադրում է Երկրի ձգողականության հարցի դիտարկում էլեկտրաստատիկության տեսանկյունից։ Ելնելով վերը նշված ընդհանուր առմամբ հայտնի փաստերից, հնարավոր է որոշել նյութական մարմինների գրավիտացիոն էլեկտրական փոխազդեցության արժեքները ծանրության պայմաններում: Դա անելու համար հաշվի առեք հետևյալ մոդելը. Ցանկացած նյութական էներգիայի մարմին, գտնվելով էլեկտրական դաշտում, կիրականացնի որոշակի Կուլոնյան փոխազդեցություն։ Կախված էլեկտրական լիցքի ներքին կազմակերպումից՝ այն կա՛մ ձգվելու է դեպի էլեկտրական բևեռներից մեկը, կա՛մ այս դաշտում կլինի հավասարակշռության վիճակում։ Յուրաքանչյուր մարմնի էլեկտրական լիցքի աստիճանը որոշվում է ազատ էլեկտրոնների սեփական կոնցենտրացիայով (մարդկանց համար՝ կարմիր արյան բջիջների կոնցենտրացիան): Այնուհետև Երկրի ձգողականության գրավիտացիոն փոխազդեցության մոդելը կարելի է ներկայացնել գնդաձև կոնդենսատորի տեսքով, որը բաղկացած է երկու համակենտրոն խոռոչ գնդերից, որոնց շառավիղները որոշվում են Երկրի շառավղով և իոնոլորտային շերտի F2 բարձրությամբ։ Այս էլեկտրական դաշտում կա մարդ կամ մեկ այլ նյութական մարմին։ Երկրի մակերևույթի էլեկտրական լիցքը բացասական է, իոնոսֆերան դրական է Երկրի նկատմամբ։ Մարդու էլեկտրական լիցքը Երկրի մակերևույթի նկատմամբ դրական է, հետևաբար, մակերեսի վրա փոխազդեցության Կուլոնյան ուժը միշտ մարդուն կգրավի Երկիր: Իոնոսֆերային շերտերի առկայությունը ենթադրում է, որ նման կոնդենսատորի ընդհանուր էլեկտրական հզորությունը որոշվում է յուրաքանչյուր շերտի ընդհանուր հզորությամբ, երբ միացված է սերիա՝ 1/Tot = 1/C(E)+1/C(F)+1/C: (F2). Քանի որ կատարվում է մոտավոր ինժեներական հաշվարկ, մենք հաշվի ենք առնելու հիմնական էներգիայի իոնոլորտային շերտերը, որոնց համար կվերցնենք հետևյալ նախնական տվյալները՝ շերտ E - բարձրություն 100 կմ, շերտ F - բարձրություն 200 կմ, շերտ F2 - բարձրություն 400 կմ. Պարզության համար մենք չենք դիտարկի D շերտը և սպորադիկ Es շերտը, որը ձևավորվել է իոնոլորտում արեգակնային ակտիվության ավելացման կամ նվազման ժամանակ: Նկ. Նկար 1-ը ցույց է տալիս Երկրի մթնոլորտի իոնոլորտային շերտերի և էլեկտրականության բաշխման դիագրամը միացման դիագրամքննարկվող գործընթացը։
Նկար 1.ա-ի էլեկտրական սխեման ցույց է տալիս երեք կոնդենսատորների սերիական միացում, որոնց մատակարարվում է հաստատուն լարման Etotal: Էլեկտրաստատիկայի օրենքներին համապատասխան՝ C1, C2 և C3 յուրաքանչյուր կոնդենսատորի թիթեղների վրա էլեկտրական լիցքերի բաշխումը պայմանականորեն ցուցադրվում է +/-։ Էլեկտրական լիցքերի այս բաշխման հիման վրա ցանցում առաջանում են դաշտի տեղային ուժեր, որոնց ուղղությունները հակառակ են ընդհանուր կիրառվող լարմանը։ Ցանցի այս հատվածներում էլեկտրական լիցքերի շարժումը կլինի հակառակ ուղղությամբ՝ ընդհանուրի համեմատ։ Նկար 1.b-ում ներկայացված է Երկրի մթնոլորտի իոնոսֆերային շերտերի դիագրամը, որն ամբողջությամբ նկարագրված է կոնդենսատորների սերիական միացման էլեկտրական շղթայով: Կուլոնյան փոխազդեցության ուժերը իոնոլորտային շերտերի միջև նշանակված են որպես Fg: Ըստ էլեկտրական լիցքերի կոնցենտրացիայի մակարդակի. վերին շերտիոնոսֆերան F2-ը էլեկտրականորեն դրական է երկրի մակերեսի նկատմամբ: Հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ արևային քամու մասնիկները տարբեր կինետիկ էներգիայով թափանցում են մթնոլորտի ամբողջ խորությունը, յուրաքանչյուր շերտի Կուլոնյան փոխազդեցության ընդհանուր ուժը կորոշվի ընդհանուր գրավիտացիոն ուժի վեկտորային գումարով Fg total և ձգողականության ուժով: առանձին իոնոլորտային շերտ: Գնդաձև կոնդենսատորի հզորության հաշվարկման բանաձևը հետևյալն է. r1 - ներքին ոլորտի շառավիղը, գումարին հավասարԵրկրի շառավիղը 6371,0 կմ է, իսկ ստորին իոնոլորտային շերտի բարձրությունը; r2-ը արտաքին ոլորտի շառավիղն է, որը հավասար է Երկրի շառավիղի և վերին իոնոլորտային շերտի բարձրության գումարին. e(a)=e(0)x e - բացարձակ դիէլեկտրական հաստատուն, որտեղ e(0)=8,85x10(-12) fm, e ~ 1: Այնուհետև յուրաքանչյուր իոնոլորտային շերտի հզորության համար կլորացված հաշվարկված արժեքները կունենան հետևյալ արժեքները՝ C (E)=47 µF, C(F)=46 µF, C(F2)=25 µF: Իոնոսֆերայի ընդհանուր ընդհանուր հզորությունը, հաշվի առնելով հիմնական շերտերը, կկազմի մոտ 12 μF։ Իոնոսֆերային շերտերի միջև հեռավորությունը շատ ավելի փոքր է, քան Երկրի շառավիղը, հետևաբար լիցքի վրա ազդող Կուլոնյան ուժի հաշվարկը կարող է իրականացվել՝ օգտագործելով հարթ կոնդենսատորի բանաձևը՝ Fg= e(a) x A x U. (2) /(2xd(2)), որտեղ A-ն տարածքի թիթեղներն է (pi x (Rз+ h)(2)); U - լարման; դ - շերտերի միջև հեռավորությունը; e(a)=e(0)x e - բացարձակ դիէլեկտրական հաստատուն, որտեղ e(0)=8.85x10(-12) fm, e ~ 1: Այնուհետև յուրաքանչյուր իոնոլորտային շերտի Կուլոնյան փոխազդեցության ուժերի հաշվարկված արժեքները կունենան. հետևյալ արժեքները՝ Fg (E)= 58x10(-9)x U(2); Fg(F)= 59x10(-9)x U(2); Fg(F1)= 15x10(-9)x U(2); Fgtot = 3.98x10(-9)x U(2): Եկեք որոշենք մթնոլորտային սթրեսի արժեքը 100 կգ կշռող մարմնի համար: Հաշվարկի բանաձևկունենա հետևյալ ձևը՝ F=m x g= Fg(E) + Fgtot: Փոխարինող հայտնի արժեքներ այս բանաձևի մեջ մենք ստանում ենք U = 126 կՎ արժեքը: Հետևաբար, իոնոլորտային շերտերի Կուլոնյան փոխազդեցության ուժերը կորոշվեն հետևյալ արժեքներով. Fg(E)= 920n; Fg(F)= 936n; Fg(F1)= 238n; Fgtotal= 63n. Վերահաշվարկելով յուրաքանչյուր իոնոլորտային շերտի ազատ անկման արագացումը՝ հաշվի առնելով Նյուտոնի փոխազդեցությունը, ստանում ենք հետևյալ արժեքները. g(E)= +9,83 m/s(2); g(F)= -8.73 մ/վ (2); g(F1)= - 1,75 մ/վ (2): Հարկ է նշել, որ այս հաշվարկված արժեքները հաշվի չեն առնում մթնոլորտի ներքին պարամետրերը, մասնավորապես շրջակա միջավայրի ճնշումը և դիմադրությունը, որոնք առաջանում են իոնոլորտի յուրաքանչյուր շերտում թթվածնի և ազոտի մոլեկուլների կոնցենտրացիայից: Մոտավոր ինժեներական հաշվարկի արդյունքում ստացվել է g(F1) = -1,75 մ/վ (2) արժեքը, որը լավ համընկնում է ISS-ի տեղական ծանրության իրական արժեքի հետ - 10(−3)...10 (−1) գ. Արդյունքների անհամապատասխանությունները պայմանավորված են նրանով, որ ձգողականության արագացումը չափելու համար օգտագործվող ոլորման մնացորդները չեն տրամաչափվում բացասական արժեքներով, ինչը ժամանակակից գիտությունը չէր սպասում: Արհեստական ​​ձգողականություն ստեղծելու համար երկու պայման պետք է պահպանվի. Ստեղծեք էլեկտրական մեկուսացված համակարգ Գաուսի թեորեմի պահանջին համապատասխան, այն է՝ ապահովել էլեկտրական դաշտի ուժգնության վեկտորի շրջանառությունը փակ ոլորտում և այս ոլորտի ներսում ապահովել էլեկտրական դաշտի ուժ, որն անհրաժեշտ է 1000 Ն Կուլոնյան փոխազդեցության ուժ ստեղծելու համար։ Դաշտի ուժը կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով բանաձևը՝ F= e(a) x A x E(2) /2, որտեղ A-ն ափսեի մակերեսն է. E - էլեկտրական դաշտի ուժ; e(a)=e(0)x e - բացարձակ դիէլեկտրական հաստատուն, որտեղ e(0)=8.85x10(-12) fm, e ~ 1. Տվյալները փոխարինելով բանաձևով, 10 քմ-ի համար մենք ստանում ենք արժեքը. էլեկտրական դաշտի ուժգնությունը հավասար է E = 4,75 x 10 (6) Վ/մ: Եթե ​​սենյակի բարձրությունը երեք մետր է, ապա հաշվարկված լարումն ապահովելու համար անհրաժեշտ է հատակ-առաստաղին մշտական ​​լարում կիրառել U = E x d = 14,25 ՄՎ արժեքով։ 1 Ա հոսանքի դեպքում անհրաժեշտ է ապահովել նման կոնդենսատորի թիթեղների դիմադրություն 14,25 ՄՕմ: Փոխելով լարումը, դուք կարող եք ստանալ տարբեր ինքնահոս պարամետրեր: Հաշվարկների մեծության կարգը ցույց է տալիս, որ արհեստական ​​ձգողականության համակարգերի զարգացումը իրական հնարավորություն է։ Հին հույները ճիշտ էին. «Նայելով աշխարհին, բացեք ձեր աչքերը...»: Միայն նման պատասխան կարելի է տալ Երկրի ձգողականության բնույթի վերաբերյալ։ Արդեն 200 տարի մարդկությունը ակտիվորեն ուսումնասիրում է էլեկտրաստատիկայի օրենքները, ներառյալ Կուլոնի օրենքը և Գաուսի թեորեմը: Գնդաձև կոնդենսատորի բանաձևը գործնականում վաղուց է յուրացվել։ Մնում է միայն բացել ձեր աչքերը աշխարհըև սկսում են օգտագործել այն՝ բացատրելու անհնարին թվացողը: Բայց երբ բոլորս հասկանանք, որ արհեստական ​​ձգողականությունը իրականություն է, այն ժամանակ տիեզերական թռիչքների կոմերցիոն օգտագործման հարցերը կդառնան արդիական և թափանցիկ՝ հասկանալու համար։
Մոսկվա, ապրիլ 2011թ Բրաժնիկ Գ.Ն.

Նույնիսկ տիեզերքով չհետաքրքրված մարդը գոնե մեկ անգամ տեսել է տիեզերական ճանապարհորդության մասին ֆիլմ կամ նման բաների մասին գրքերում կարդացել։ Գրեթե բոլոր նման աշխատանքներում մարդիկ շրջում են նավի շուրջը, նորմալ քնում, ուտելու հետ կապված խնդիրներ չեն ունենում։ Սա նշանակում է, որ այս՝ հորինված, նավերն ունեն արհեստական ​​ձգողականություն։ Հեռուստադիտողների մեծամասնությունը սա ընկալում է որպես միանգամայն բնական բան, բայց դա ամենևին էլ այդպես չէ։

Արհեստական ​​ձգողականություն

Սա կոչվում է փոխելու (ցանկացած ուղղությամբ) ձգողականությունը, որին մենք սովոր ենք կիրառելով տարբեր ձևերով. Եվ դա արվում է ոչ միայն գիտաֆանտաստիկ ստեղծագործություններում, այլեւ շատ իրական երկրային իրավիճակներում, առավել հաճախ՝ փորձերի համար։

Տեսականորեն, արհեստական ​​ձգողականության ստեղծումն այնքան էլ դժվար չի թվում: Օրինակ՝ այն կարելի է վերստեղծել իներցիայի օգնությամբ, ավելի ճիշտ՝ այդ ուժի անհրաժեշտությունը երեկ չի առաջացել՝ դա տեղի է ունեցել անմիջապես, հենց որ մարդը սկսել է երազել երկար տիեզերական թռիչքների մասին։ Տիեզերքում արհեստական ​​ձգողականության ստեղծումը հնարավորություն կտա խուսափել բազմաթիվ խնդիրներից, որոնք առաջանում են երկարատև անկշռության ժամանակ: Տիեզերագնացների մկանները թուլանում են, իսկ ոսկորները դառնում են ավելի քիչ ամուր: Նման պայմաններում ամիսներով ճանապարհորդելը կարող է որոշ մկանների ատրոֆիա առաջացնել։

Այսպիսով, այսօր արհեստական ​​ձգողականության ստեղծումը չափազանց կարևոր խնդիր է առանց այդ հմտության:

Նյութ

Նույնիսկ նրանք, ովքեր ֆիզիկա գիտեն միայն մակարդակով դպրոցական ծրագիր, հասկանալ, որ գրավիտացիան մեկն է հիմնարար օրենքներմեր աշխարհը. բոլոր մարմինները փոխազդում են միմյանց հետ՝ զգալով փոխադարձ գրավչություն/վանողություն: Ինչպես ավելի մեծ մարմին, այնքան բարձր է նրա գրավիչ ուժը։

Երկիրը մեր իրականության համար շատ զանգվածային օբյեկտ է: Այդ պատճառով նրան շրջապատող բոլոր մարմինները, առանց բացառության, գրավում են նրան։

Մեզ համար սա նշանակում է, որը սովորաբար չափվում է g-ով, հավասար է 9,8 մետր քառակուսի վայրկյանում: Սա նշանակում է, որ եթե մենք մեր ոտքերի տակ հենարան չունենայինք, կնվազեինք ամեն վայրկյան 9,8 մետրով ավելացող արագությամբ։

Այսպիսով, միայն ձգողականության շնորհիվ մենք կարողանում ենք նորմալ կանգնել, ընկնել, ուտել և խմել, հասկանալ, թե որտեղ է վերև, որտեղ՝ ներքև։ Եթե ​​ձգողականությունը անհետանա, մենք կհայտնվենք անկշռության մեջ։

Այս երևույթին հատկապես ծանոթ են տիեզերագնացները, ովքեր հայտնվել են տիեզերքում՝ ճախրող՝ ազատ անկման վիճակում։

Տեսականորեն գիտնականները գիտեն, թե ինչպես ստեղծել արհեստական ​​ձգողականություն: Կան մի քանի մեթոդներ.

Մեծ զանգված

Ամենատրամաբանական տարբերակն այն այնքան մեծացնելն է, որ վրան արհեստական ​​ձգողականություն հայտնվի։ Դուք կարող եք հարմարավետ զգալ նավի վրա, քանի որ դուք չեք կորցնի կողմնորոշումը տարածության մեջ:

Ցավոք, այս մեթոդը ժամանակակից զարգացումտեխնոլոգիան անիրատեսական է. Նման օբյեկտ կառուցելու համար չափազանց շատ ռեսուրսներ են պահանջվում: Բացի այդ, այն բարձրացնելու համար անհավատալի էներգիա կպահանջվեր:

Արագացում

Թվում է, թե եթե ցանկանում եք հասնել երկրայինին հավասար g, ապա պարզապես անհրաժեշտ է նավին տալ հարթ (հարթակի նման) ձև և ստիպել այն շարժվել ինքնաթիռին ուղղահայաց պահանջվող արագացումով: Այս կերպ կստացվի արհեստական ​​ձգողականություն, ընդ որում՝ իդեալական։

Սակայն իրականում ամեն ինչ շատ ավելի բարդ է։

Առաջին հերթին արժե հաշվի առնել վառելիքի հարցը։ Որպեսզի կայանը անընդհատ արագանա, անհրաժեշտ է ունենալ անխափան սնուցում։ Նույնիսկ եթե հանկարծ հայտնվի շարժիչ, որը չի արտանետում նյութը, էներգիայի պահպանման օրենքը ուժի մեջ կմնա։

Երկրորդ խնդիրը հենց գաղափարն է մշտական ​​արագացում. Մեր գիտելիքների և ֆիզիկական օրենքների համաձայն՝ անհնար է անվերջ արագանալ։

Բացի այդ, նման մեքենան հարմար չէ հետազոտական ​​առաքելությունների համար, քանի որ այն պետք է անընդհատ արագանա՝ թռչի: Նա չի կարողանա կանգ առնել մոլորակն ուսումնասիրելու համար, նա նույնիսկ չի կարողանա դանդաղ թռչել դրա շուրջը. նա պետք է արագացնի:

Այսպիսով, պարզ է դառնում, որ նման արհեստական ​​ձգողականությունը մեզ դեռ հասանելի չէ։

Կարուսել

Բոլորին է հայտնի, թե ինչպես է կարուսելի պտույտը ազդում մարմնի վրա։ Ուստի այս սկզբունքի վրա հիմնված արհեստական ​​ձգողականության սարքը թվում է ամենաիրատեսականը։

Այն ամենը, ինչ գտնվում է կարուսելի տրամագծի մեջ, հակված է նրանից դուրս ընկնել պտտման արագությանը մոտավորապես հավասար արագությամբ։ Ստացվում է, որ մարմինների վրա գործում է պտտվող առարկայի շառավղով ուղղված ուժը։ Այն շատ նման է ձգողականությանը:

Այսպիսով, պահանջվում է գլանաձեւ նավ։ Միեւնույն ժամանակ, այն պետք է պտտվի իր առանցքի շուրջ: Ի դեպ, արհեստական ​​ձգողականություն տիեզերանավԱյս սկզբունքով ստեղծված , հաճախ ցուցադրվում է գիտաֆանտաստիկ ֆիլմերում։

Տակառային նավը պտտվում է շուրջը երկայնական առանցք, ստեղծում է կենտրոնախույս ուժ, որի ուղղությունը համապատասխանում է օբյեկտի շառավղին։ Ստացված արագացումը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է ուժը բաժանել զանգվածի վրա։

Այս բանաձևում հաշվարկի արդյունքը արագացումն է, առաջին փոփոխականը հանգուցային արագությունն է (չափվում է ռադիաններով վայրկյանում), երկրորդը՝ շառավիղը։

Ըստ այդմ՝ մեզ սովոր գը ստանալու համար անհրաժեշտ է ճիշտ համատեղել տիեզերական տրանսպորտի շառավիղը։

Նմանատիպ խնդիր ընդգծված է այնպիսի ֆիլմերում, ինչպիսիք են Intersolah, Babylon 5, 2001. A Space Odyssey և այլն: Այս բոլոր դեպքերում արհեստական ​​ձգողականությունը մոտ է երկրագնդի արագացմանը ձգողության պատճառով։

Որքան էլ գաղափարը լավն է, այն իրականացնելը բավականին դժվար է։

Կարուսելի մեթոդի հետ կապված խնդիրներ

Ամենաակնառու խնդիրը ընդգծված է «Տիեզերական ոդիսականում»: «Տիեզերական կրիչի» շառավիղը մոտ 8 մետր է։ 9,8 արագացում ստանալու համար պտույտը պետք է կատարվի մոտավորապես 10,5 պտույտ յուրաքանչյուր րոպեի արագությամբ։

Այս արժեքների դեպքում հայտնվում է «Կորիոլիսի էֆեկտը», որը բաղկացած է նրանից, որ տարբեր ուժեր գործում են հատակից տարբեր հեռավորությունների վրա: Դա ուղղակիորեն կախված է անկյունային արագություն.

Պարզվում է, որ տիեզերքում կստեղծվի արհեստական ​​ձգողականություն, սակայն մարմնի չափազանց արագ պտույտը կհանգեցնի խնդիրների. ներքին ականջը. Սա իր հերթին առաջացնում է անհավասարակշռություն, խնդիրներ հետ վեստիբուլյար ապարատև այլ՝ նմանատիպ դժվարություններ։

Այս խոչընդոտի առաջացումը հուշում է, որ նման մոդելը չափազանց անհաջող է։

Կարելի է փորձել հակառակից գնալ, ինչպես արեցին «Մատանիների աշխարհը» վեպում։ Այստեղ նավը պատրաստված է օղակի տեսքով, որի շառավիղը մոտ է մեր ուղեծրի շառավղին (մոտ 150 մլն կմ): Այս չափի դեպքում նրա պտտման արագությունը բավարար է Կորիոլիսի էֆեկտը անտեսելու համար:

Դուք կարող եք ենթադրել, որ խնդիրը լուծված է, բայց դա ամենևին էլ այդպես չէ։ Փաստն այն է, որ այս կառույցի ամբողջական պտույտը իր առանցքի շուրջ տեւում է 9 օր։ Սա հուշում է, որ բեռները չափազանց մեծ կլինեն: Որպեսզի կառույցը դրանց դիմանա, շատ ամուր նյութ է պետք, որն այսօր մեր տրամադրության տակ չունենք։ Բացի այդ, խնդիրը նյութի քանակն է և բուն շինարարության գործընթացը:

Նմանատիպ թեմաներով խաղերում, ինչպես «Բաբելոն 5» ֆիլմում, այս խնդիրները ինչ-որ կերպ լուծվում են. պտտման արագությունը բավականին բավարար է, Coriolis էֆեկտը նշանակալի չէ, հիպոթետիկորեն հնարավոր է ստեղծել այդպիսի նավ:

Այնուամենայնիվ, նույնիսկ նման աշխարհներն ունեն թերություն. Նրա անունը անկյունային իմպուլս է։

Նավը, պտտվելով իր առանցքի շուրջ, վերածվում է հսկայական գիրոսկոպի։ Ինչպես գիտեք, չափազանց դժվար է ստիպել գիրոսկոպին շեղվել իր առանցքից, քանի որ կարևոր է, որ դրա քանակը դուրս չգա համակարգից: Սա նշանակում է, որ այս օբյեկտին ուղղություն տալը շատ դժվար կլինի։ Այնուամենայնիվ, այս խնդիրը հնարավոր է լուծել:

Լուծում

Տիեզերական կայանի վրա արհեստական ​​ձգողականությունը հասանելի է դառնում, երբ օգնության է հասնում Օ'Նիլ բալոնը: Այս դիզայնը ստեղծելու համար պահանջվում են նույնական գլանաձեւ նավեր, որոնք միացված են առանցքի երկայնքով։ Նրանք պետք է պտտվեն տարբեր ուղղություններով: Նման հավաքման արդյունքը զրոյական անկյունային իմպուլս է, ուստի դժվարություն չպետք է լինի նավին անհրաժեշտ ուղղությունը տալու համար:

Եթե ​​հնարավոր լինի մոտ 500 մետր շառավղով նավ պատրաստել, ապա այն կաշխատի ճիշտ այնպես, ինչպես պետք է։ Միաժամանակ տիեզերքում արհեստական ​​ձգողականությունը բավականին հարմարավետ և հարմար կլինի նավերով կամ հետազոտական ​​կայաններով երկար թռիչքների համար։

Տիեզերական ինժեներներ

Խաղի ստեղծողները գիտեն, թե ինչպես ստեղծել արհեստական ​​ձգողականություն: Այնուամենայնիվ, այս ֆանտաստիկ աշխարհում գրավիտացիան մարմինների փոխադարձ ձգողություն չէ, այլ գծային ուժ, որը նախատեսված է տվյալ ուղղությամբ առարկաները արագացնելու համար: Այստեղ գրավչությունը բացարձակ չէ, այն փոխվում է, երբ աղբյուրը վերահղվում է:

Տիեզերական կայանի վրա արհեստական ​​ձգողականությունը ստեղծվում է հատուկ գեներատորի միջոցով։ Գեներատորի տիրույթում միատեսակ է և հավասարաչափ: Այսպիսով, իրական աշխարհում, եթե դուք նստեիք նավի տակ, որտեղ տեղադրված է գեներատոր, ձեզ կքաշեին դեպի կորպուսը: Այնուամենայնիվ, խաղի հերոսը կընկնի այնքան ժամանակ, քանի դեռ չի հեռանալ սարքի պարագծից:

Այսօր նման սարքի միջոցով ստեղծված արհեստական ​​ձգողականությունը մարդկության համար անհասանելի է։ Այնուամենայնիվ, նույնիսկ ալեհեր մշակողները չեն դադարում երազել դրա մասին:

Գնդաձև գեներատոր

Սա սարքավորումների ավելի իրատեսական տարբերակ է: Տեղադրվելիս ձգողականությունն ուղղված է դեպի գեներատորը: Սա հնարավորություն է տալիս ստեղծել կայան, որի ձգողականությունը հավասար կլինի մոլորակայինին։

Ցենտրիֆուգ

Այսօր Երկրի վրա արհեստական ​​ձգողականությունը հայտնաբերվում է տարբեր սարքերում: Դրանք հիմնականում հիմնված են իներցիայի վրա, քանի որ այս ուժը մեր կողմից զգացվում է գրավիտացիոն ազդեցության նման ձևով. մարմինը չի տարբերում, թե ինչ պատճառ է առաջացնում արագացում: Օրինակ՝ վերելակ բարձրացող մարդը զգում է իներցիայի ազդեցությունը։ Ֆիզիկոսի աչքերով. վերելակի բարձրացումը ավելացնում է խցիկի արագացումը ազատ անկման արագացմանը: Երբ խցիկը վերադառնում է չափված շարժմանը, քաշի «ավելացումն» անհետանում է՝ վերադարձնելով սովորական սենսացիաներ։

Գիտնականներին վաղուց է հետաքրքրում արհեստական ​​ձգողականությունը: Այս նպատակների համար առավել հաճախ օգտագործվում է ցենտրիֆուգ: Այս մեթոդը հարմար է ոչ միայն տիեզերանավերի, այլ նաև ցամաքային կայանների համար, որտեղ անհրաժեշտ է ուսումնասիրել գրավիտացիայի ազդեցությունը մարդու մարմինը.

Սովորեք Երկրի վրա, դիմեք...

Չնայած ձգողականության ուսումնասիրությունը սկսվել է տիեզերքում, այն շատ երկրային գիտություն է: Այսօր էլ այս ոլորտում առաջընթացը գտել է իր կիրառությունը, օրինակ՝ բժշկության մեջ։ Իմանալով, թե արդյոք հնարավոր է արհեստական ​​ձգողականություն ստեղծել մոլորակի վրա, այն կարող է օգտագործվել մկանային-կմախքային համակարգի հետ կապված խնդիրների բուժման համար կամ նյարդային համակարգ. Ընդ որում, այս ուժի ուսումնասիրությունն իրականացվում է հիմնականում Երկրի վրա։ Սա հնարավորություն է տալիս տիեզերագնացներին փորձեր անցկացնել՝ միաժամանակ մնալով բժիշկների ուշադիր ուշադրության ներքո: Տիեզերքում արհեստական ​​ձգողականությունը այլ հարց է, այնտեղ չկան մարդիկ, ովքեր կարող են օգնել տիեզերագնացներին անկանխատեսելի իրավիճակի դեպքում:

Հաշվի առնելով լիակատար անկշռությունը՝ չի կարելի հաշվի առնել արբանյակը, որը գտնվում է Երկրի ցածր ուղեծրում։ Այս օբյեկտները, թեև փոքր չափով, ենթարկվում են գրավիտացիայի ազդեցությանը։ Նման դեպքերում առաջացող ծանրության ուժը կոչվում է միկրոգրավիտացիա: Իրական ձգողականությունը զգացվում է միայն թռչող մեքենայի մեջ հաստատուն արագությունարտաքին տարածության մեջ։ Այնուամենայնիվ, մարդու մարմինը չի զգում այս տարբերությունը:

Դուք կարող եք անկշռություն զգալ երկար ցատկի ժամանակ (մինչ հովանոցը բացելը) կամ օդանավի պարաբոլիկ վայրէջքի ժամանակ։ Նման փորձերը հաճախ են իրականացվում ԱՄՆ-ում, բայց ինքնաթիռում այս սենսացիան տևում է ընդամենը 40 վայրկյան, սա չափազանց կարճ է ամբողջական ուսումնասիրության համար։

ԽՍՀՄ-ում դեռ 1973-ին գիտեին՝ հնարավո՞ր է արհեստական ​​ձգողականություն ստեղծել։ Եվ ոչ միայն ստեղծել են, այլեւ ինչ-որ կերպ փոխել են։ Վառ օրինակձգողականության արհեստական ​​կրճատում - չոր ընկղմում, ընկղմում: Ցանկալի էֆեկտի հասնելու համար հարկավոր է ջրի մակերեսին հաստ թաղանթ տեղադրել: Մարդը դրվում է դրա վրա: Մարմնի ծանրության տակ մարմինը սուզվում է ջրի տակ՝ վերեւում թողնելով միայն գլուխը։ Այս մոդելը ցույց է տալիս օվկիանոսի առանց օժանդակության, ցածր գրավիտացիոն բնույթը:

Տիեզերք գնալու կարիք չկա՝ զգալու անկշռության հակառակ ուժը՝ հիպերգրավիտացիա։ Երբ տիեզերանավը օդ է բարձրանում և վայրէջք է կատարում ցենտրիֆուգում, գերբեռնվածությունը ոչ միայն կարելի է զգալ, այլև ուսումնասիրել։

Ինքնահոս բուժում

Գրավիտացիոն ֆիզիկան ուսումնասիրում է նաև անկշռության ազդեցությունը մարդու օրգանիզմի վրա՝ փորձելով նվազագույնի հասցնել դրա հետևանքները։ Այնուամենայնիվ, այս գիտության մեծ թվով ձեռքբերումները կարող են օգտակար լինել նաև մոլորակի սովորական բնակիչներին:

Բժիշկները մեծ հույսեր են կապում միոպաթիայի ժամանակ մկանային ֆերմենտների վարքագծի հետազոտության վրա: Սա լուրջ հիվանդությունհանգեցնում է վաղ մահվան:

Երբ ակտիվ է ֆիզիկական գործունեությունարյան մեջ առողջ մարդմատակարարվում է կրեատին ֆոսֆոկինազ ֆերմենտի մեծ ծավալ: Այս երևույթի պատճառն անհասկանալի է. Միոպաթիայով հիվանդները նույն ազդեցությունն են ստանում առանց վարժությունների: Տիեզերագնացների դիտարկումները ցույց են տալիս, որ անկշռության դեպքում ակտիվ ֆերմենտի հոսքը արյան մեջ զգալիորեն կրճատվում է։ Այս բացահայտումը ենթադրում է, որ ընկղմման օգտագործումը կնվազեցնի միոպաթիա առաջացնող գործոնների բացասական ազդեցությունը: IN այս պահինկատարվում են կենդանիների փորձեր.

Որոշ հիվանդությունների բուժումն արդեն իրականացվում է՝ օգտագործելով ծանրության, այդ թվում՝ արհեստական ​​ձգողականության ուսումնասիրությունից ստացված տվյալները։ Օրինակ, այն իրականացվում է ուղեղային կաթվածի բուժում, ինսուլտներ, Պարկինսոնի հիվանդություն՝ ծանրաբեռնված կոստյումների օգտագործմամբ: Գրեթե ավարտվել է աջակցության՝ օդաճնշական կոշիկի դրական ազդեցությունների ուսումնասիրությունը:

Կթռչե՞նք Մարս։

Տիեզերագնացների վերջին ձեռքբերումները հույս են տալիս նախագծի իրականությանը։ Երկրից երկար հեռու մնալու ընթացքում մարդուն բժշկական օգնություն ցուցաբերելու փորձ կա: Հետազոտական ​​թռիչքները դեպի Լուսին, որոնց գրավիտացիոն ուժը 6 անգամ ավելի քիչ է, քան մերը, նույնպես շատ օգուտներ են բերել։ Այժմ տիեզերագնացներն ու գիտնականներն իրենց առջեւ նոր նպատակ են դնում՝ Մարս:

Կարմիր մոլորակի տոմսի համար հերթագրվելուց առաջ դուք պետք է իմանաք, թե ինչ է սպասվում մարմնին արդեն աշխատանքի առաջին փուլում՝ ճանապարհին: Միջին հաշվով անապատային մոլորակ տանող ճանապարհը կտևի մեկուկես տարի՝ մոտ 500 օր։ Ճանապարհին դուք ստիպված կլինեք ապավինել միայն ձեր ուժերին, պարզապես սպասելու տեղ չկա:

Շատ գործոններ կխաթարեն ձեր ուժը՝ սթրես, ճառագայթում, դրա բացակայություն մագնիսական դաշտը. Մարմնի համար ամենակարեւոր թեստը ձգողականության փոփոխությունն է։ Ճանապարհորդության ընթացքում մարդը «ծանոթանում» է ձգողականության մի քանի մակարդակի։ Առաջին հերթին դրանք ծանրաբեռնվածություններ են թռիչքի ժամանակ։ Հետո՝ անկշռություն թռիչքի ժամանակ։ Դրանից հետո՝ հիպոգրավիտացիա նշանակման վայրում, քանի որ Մարսի ձգողականությունը Երկրի ձգողականության 40%-ից քիչ է:

Ինչպե՞ս եք դիմակայում երկար թռիչքի ժամանակ անկշռության բացասական հետևանքներին: Հույս կա, որ արհեստական ​​ձգողականության ոլորտում զարգացումները կօգնեն մոտ ապագայում լուծել այս խնդիրը։ Cosmos 936-ով ճամփորդող առնետների վրա կատարված փորձերը ցույց են տալիս, որ այս տեխնիկան չի լուծում բոլոր խնդիրները:

ՕՀ-ի փորձն այդքանը ցույց է տվել ավելի շատ օգուտմարմինը կարող է օգուտ քաղել ուսումնական համալիրների օգտագործումից, որոնք կարող են առանձին որոշել յուրաքանչյուր տիեզերագնացի համար անհրաժեշտ բեռը:

Առայժմ ենթադրվում է, որ Մարս կթռչեն ոչ միայն հետազոտողները, այլ նաև զբոսաշրջիկները, ովքեր ցանկանում են Կարմիր մոլորակի վրա գաղութ հիմնել։ Նրանց համար, գոնե առաջին անգամ, անկշռության մեջ լինելու սենսացիաները կգերազանցեն բժիշկների բոլոր փաստարկները նման պայմաններում երկարատև մնալու վտանգների մասին։ Այնուամենայնիվ, մի քանի շաբաթից նրանք նույնպես օգնության կարիք կունենան, այդ իսկ պատճառով շատ կարևոր է տիեզերանավի վրա արհեստական ​​ձգողականություն ստեղծելու միջոց գտնելը։

Արդյունքներ

Ի՞նչ եզրակացություններ կարելի է անել տիեզերքում արհեստական ​​ձգողության ստեղծման վերաբերյալ:

Ներկայումս դիտարկվող բոլոր տարբերակների շարքում պտտվող կառուցվածքն ամենաիրատեսականն է թվում: Այնուամենայնիվ, ֆիզիկական օրենքների ներկայիս ըմբռնմամբ դա անհնար է, քանի որ նավը խոռոչ գլան չէ: Ներսում կան համընկնումներ, որոնք խանգարում են գաղափարների իրականացմանը։

Բացի այդ, նավի շառավիղը պետք է այնքան մեծ լինի, որ Coriolis էֆեկտը էական ազդեցություն չունենա։

Նման բան կառավարելու համար անհրաժեշտ է վերը նշված O'Neill մխոցը, որը ձեզ հնարավորություն կտա կառավարել նավը: Այս դեպքում մեծանում են միջմոլորակային թռիչքների համար նման դիզայնի օգտագործման հնարավորությունները՝ միաժամանակ անձնակազմին հարմարավետ ձգողականության մակարդակով ապահովելու համար։

Մինչ մարդկությանը կհաջողվի իրականացնել իր երազանքները, ես կցանկանայի գիտաֆանտաստիկ ստեղծագործություններում տեսնել մի փոքր ավելի ռեալիզմ և նույնիսկ ավելի շատ գիտելիքներ ֆիզիկայի օրենքների վերաբերյալ:

Երկարատև տիեզերական թռիչքները, այլ մոլորակների հետախուզումը, ինչի մասին նախկինում գրել էին գիտաֆանտաստիկ գրողներ Իսահակ Ասիմովը, Ստանիսլավ Լեմը, Ալեքսանդր Բելյաևը և այլք, ամբողջությամբ կդառնան։ հնարավոր իրականությունգիտելիքի շնորհիվ։ Քանի որ վերստեղծելով երկրագնդի ձգողության մակարդակը, մենք կկարողանանք խուսափել միկրոգրավիտացիայի (անկշռություն) բացասական հետևանքներից մարդկանց համար (մկանային ատրոֆիա, զգայական, շարժիչ և ինքնավար խանգարումներ): Այսինքն՝ գրեթե ցանկացած մարդ, ով ցանկանում է, կարող է տիեզերք գնալ՝ անկախ իր մարմնի ֆիզիկական հատկանիշներից։ Միևնույն ժամանակ, տիեզերանավի վրա ձեր մնալը ավելի հարմարավետ կդառնա: Մարդիկ կկարողանան օգտվել առկա սարքերից և հարմարություններից, որոնք ծանոթ են իրենց (օրինակ՝ ցնցուղ, զուգարան):

Երկրի վրա ձգողականության մակարդակը որոշվում է ձգողության արագացումով, միջինում հավասար է 9,81 մ/վ 2 («գերբեռնվածություն» 1 գ), մինչդեռ տիեզերքում՝ անկշռության պայմաններում, մոտավորապես 10 -6 գ։ Կ.Ե. Ցիոլկովսկին մեջբերեց նմանություններ մարմնի քաշի սենսացիայի միջև ջրի մեջ ընկղմվելիս կամ անկողնում պառկելու և տարածության մեջ անկշռության վիճակի միջև:

«Երկիրը մտքի օրրանն է, բայց դու չես կարող հավերժ ապրել օրորոցում»:
«Աշխարհը պետք է ավելի պարզ լինի».
Կոնստանտին Ցիոլկովսկի

Հետաքրքիր է, որ գրավիտացիոն կենսաբանության համար գրավիտացիոն տարբեր պայմաններ ստեղծելու ունակությունը իսկական բեկում կլինի: Հնարավոր կլինի ուսումնասիրել՝ ինչպես են փոխվում կառուցվածքը, ֆունկցիաները միկրո և մակրո մակարդակներում, տարբեր մեծությունների և ուղղությունների գրավիտացիոն ազդեցության տակ գտնվող օրինաչափությունները։ Այս հայտնագործություններն իրենց հերթին կօգնեն զարգացնել բավականին նոր ուղղություն՝ գրավիտացիոն թերապիա։ Դիտարկվում է բուժման նպատակով ձգողականության (երկրայինի համեմատ ավելացած) փոփոխություններն օգտագործելու հնարավորությունն ու արդյունավետությունը: Մենք զգում ենք ձգողականության աճ, կարծես մարմինը մի փոքր ծանրացել է։ Այսօր հետազոտություն է անցկացվում ինքնահոս թերապիայի օգտագործման վերաբերյալ հիպերտոնիա, ինչպես նաև կոտրվածքների ժամանակ ոսկրային հյուսվածքի վերականգնման համար։

(արհեստական ​​ձգողականություն) շատ դեպքերում հիմնված են իներցիայի և ձգողականության ուժերի համարժեքության սկզբունքի վրա։ Համարժեքության սկզբունքն ասում է, որ մենք զգում ենք շարժման մոտավորապես նույն արագացումը՝ չտարբերելով դրա առաջացման պատճառը՝ ձգողականությունը կամ իներցիոն ուժերը։ Առաջին տարբերակում արագացումն առաջանում է գրավիտացիոն դաշտի ազդեցությամբ, երկրորդում՝ ոչ իներցիոն հղման համակարգի (արագացումով շարժվող համակարգ) շարժման արագացման շնորհիվ, որում գտնվում է մարդը։ Օրինակ, իներցիոն ուժերի նման ազդեցություն է ունենում վերելակում գտնվող մարդը (ոչ իներցիոն հղման համակարգ) կտրուկ վերելքի ժամանակ (արագացումով, այնպիսի զգացողություն, կարծես մարմինը մի քանի վայրկյանով ավելի է ծանրացել) կամ արգելակելիս: (զգացողությունը, որ հատակը հեռանում է ոտքերի տակից): Ֆիզիկայի տեսանկյունից. երբ վերելակը բարձրանում է դեպի վեր, խցիկի շարժման արագացումը գումարվում է ոչ իներցիոն համակարգում ազատ անկման արագացմանը։ Երբ վերականգնվում է միատեսակ շարժում- քաշի «գումարը» անհետանում է, այսինքն՝ վերադառնում է մարմնի քաշի սովորական զգացողությունը։

Այսօր, ինչպես և գրեթե 50 տարի առաջ, ցենտրիֆուգներն օգտագործվում են արհեստական ​​ձգողականություն ստեղծելու համար (կենտրոնախույս արագացումն օգտագործվում է տիեզերական համակարգերի պտտման ժամանակ): Պարզ ասած՝ տիեզերակայանի առանցքի շուրջ պտտվելու ժամանակ տեղի կունենա կենտրոնախույս արագացում, որը մարդուն «կհեռացնի» պտտման կենտրոնից և արդյունքում տիեզերագնացը կամ այլ առարկաներ կկարողանան գտնվել « հատակ". Որպեսզի ավելի լավ հասկանանք, թե այս գործընթացը և ինչ դժվարությունների են հանդիպում գիտնականները, եկեք նայենք բանաձևին, որը որոշում է կենտրոնախույս ուժը ցենտրիֆուգը պտտելիս.

F=m*v 2 *r, որտեղ m-ը զանգված է, v-ն գծային արագություն է, r-ն հեռավորություն է պտտման կենտրոնից:

Գծային արագությունը հավասար է՝ v=2π*rT, որտեղ T-ը վայրկյանում պտույտների թիվն է, π ≈3.14…

Այսինքն՝ որքան արագ է պտտվում տիեզերանավը, և որքան հեռու է տիեզերագնացը կենտրոնից, այնքան ավելի ուժեղ կլինի ստեղծված արհեստական ​​ձգողականությունը։

Ուշադիր նայելով պատկերին՝ կարող ենք նկատել, որ փոքր շառավղով մարդու գլխի և ոտքերի համար ծանրության ուժը զգալիորեն տարբերվելու է, ինչն իր հերթին կդժվարացնի շարժումը։

Երբ տիեզերագնացը շարժվում է պտտման ուղղությամբ, առաջանում է Կորիոլիսի ուժը։ Այս դեպքում մեծ է հավանականությունը, որ մարդն անընդհատ շարժման հիվանդությամբ է հիվանդանալու։ Սա կարելի է շրջանցել, եթե նավը պտտվում է րոպեում 2 պտույտ հաճախականությամբ, ինչը ստեղծում է 1 գ արհեստական ​​ձգողական ուժ (ինչպես Երկրի վրա): Բայց շառավիղը կլինի 224 մետր (մոտավորապես ¼ կիլոմետր, այս հեռավորությունը նման է 95 հարկանի շենքի բարձրությանը կամ երկու մեծ կարմրածառի երկարությանը): Այսինքն՝ տեսականորեն հնարավոր է կառուցել այս չափի ուղեծրային կայան կամ տիեզերանավ։ Բայց գործնականում դա պահանջում է ռեսուրսների, ջանքերի և ժամանակի զգալի ծախսեր, որոնք, գլոբալ աղետների մոտեցման համատեքստում (տես զեկույց ) ավելի մարդկայնորեն ուղղված իրական օգնության կարիք ունեցողներին:

Անձի համար ձգողականության անհրաժեշտ մակարդակը վերստեղծելու անհնարինության պատճառով ուղեծրային կայանկամ տիեզերանավ, գիտնականները որոշեցին ուսումնասիրել «սանդղակը իջեցնելու» հնարավորությունը, այսինքն՝ ստեղծելով ավելի քիչ ձգողական ուժ, քան Երկրի ուժը: Ինչը խոսում է այն մասին, որ ավելի քան կեսդարյա հետազոտությունների արդյունքում հնարավոր չի եղել գոհացուցիչ արդյունքներ ստանալ։ Սա զարմանալի չէ, քանի որ փորձերի ժամանակ նրանք ձգտում են ստեղծել այնպիսի պայմաններ, որոնց դեպքում իներցիայի կամ այլ ուժերը կունենան Երկրի վրա ձգողականության ազդեցության նման ազդեցություն: Այսինքն՝ ստացվում է, որ արհեստական ​​ձգողականությունը, ըստ էության, գրավիտացիա չէ։

Այսօր գիտության մեջ կան միայն տեսություններ այն մասին, թե ինչ է գրավիտացիան, որոնց մեծ մասը հիմնված է հարաբերականության տեսության վրա։ Ընդ որում, դրանցից ոչ մեկն ամբողջական չէ (չի բացատրում ընթացքը, որևէ փորձի արդյունքները որևէ պայմաններում, և բացի այդ, երբեմն այն համահունչ չէ փորձարարորեն հաստատված այլ ֆիզիկական տեսություններին): Չկա հստակ գիտելիք և հասկացողություն՝ ինչ է գրավիտացիան, ինչպես է ձգողականությունը կապված տարածության և ժամանակի հետ, ինչ մասնիկներից է այն բաղկացած և ինչ հատկություններ ունեն։ Այս և շատ այլ հարցերի պատասխանները կարելի է գտնել՝ համեմատելով Ա. Նովիխի «Էզոոսմոս» գրքում ներկայացված տեղեկատվությունը և «ՊՐԻՄՈՐԴԻԱԼ ԱԼԼԱՏՐԱ ՖԻԶԻԿԱ» զեկույցը: առաջարկում է բացարձակապես նոր մոտեցում, որը հիմնված է ֆիզիկայի առաջնային սկզբունքների հիմնական գիտելիքների վրա հիմնարար մասնիկներ, դրանց փոխազդեցության օրինաչափությունները։ Այսինքն՝ հիմնվելով գրավիտացիոն գործընթացի էության խորը ըմբռնման և, որպես հետևանք, ճշգրիտ հաշվարկների հնարավորության վրա՝ ինչպես տիեզերքում, այնպես էլ Երկրի վրա գրավիտացիոն պայմանների ցանկացած արժեք վերստեղծելու համար (գրավիտացիոն թերապիա), կանխատեսելով արդյունքները: պատկերացնելի և աներևակայելի փորձեր, որոնք իրականացվել են ինչպես մարդու, այնպես էլ բնության կողմից:

PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS-ը շատ ավելին է, քան պարզապես ֆիզիկան: Նա բացում է հնարավոր լուծումներցանկացած բարդության առաջադրանքներ. Բայց ամենակարևորը, մասնիկների և իրական գործողությունների մակարդակում տեղի ունեցող գործընթացների իմացության շնորհիվ յուրաքանչյուր մարդ կարող է հասկանալ իր կյանքի իմաստը, հասկանալ, թե ինչպես է աշխատում համակարգը և գործնական փորձ ձեռք բերել հոգևոր աշխարհի հետ շփման մեջ: Գիտակցել Հոգևորի գլոբալությունն ու առաջնայնությունը, դուրս գալ գիտակցության շրջանակներից/կաղապարային սահմանափակումներից, համակարգի սահմաններից դուրս, գտնել Ճշմարիտ Ազատությունը։

«Ինչպես ասում են, երբ ձեր ձեռքերում ունեք ունիվերսալ բանալիներ (հիմունքների իմացություն տարրական մասնիկներ), ապա կարող ես բացել ցանկացած դուռ (միկրո և մակրոաշխարհի)»։

«Նման պայմաններում հնարավոր է որակապես նոր անցումքաղաքակրթությունը հոգևոր ինքնազարգացման հիմնական հոսքի, աշխարհի և սեփական անձի մասին լայնածավալ գիտական ​​իմացության մեջ»:

«Այն ամենն, ինչ ճնշում է մարդուն այս աշխարհում՝ սկսած մոլուցքային մտքեր, ագրեսիվ հույզեր և վերջացրած էգոիստ սպառողի կարծրատիպային ցանկություններով ‒ սա սեպտոնի դաշտի օգտին մարդու ընտրության արդյունքն է‒ նյութական խելացի համակարգ, որը կանոնավոր կերպով շահագործում է մարդկությունը: Բայց եթե մարդ հետեւում է իր հոգեւոր սկզբի ընտրությանը, ապա նա ձեռք է բերում անմահություն։ Եվ սրանում կրոն չկա, այլ կա ֆիզիկայի գիտելիք, նրա սկզբնական հիմքերը»:

Ելենա Ֆեդորովա

Նույնիսկ եթե ձեզ առանձնապես չի հետաքրքրում տիեզերքը, հավանական է, որ այն տեսել եք ֆիլմերում, կարդացել եք այդ մասին գրքերում կամ խաղացել եք խաղեր, որտեղ տիեզերական թեմակարևոր տեղ կզբաղեցներ, շատ բարձր։ Միևնույն ժամանակ, աշխատանքների մեծ մասում կա մեկ կետ, որը, որպես կանոն, ընդունվում է որպես կանոն՝ ձգողականությունը տիեզերանավի վրա։ Բայց մի՞թե դա այնքան պարզ և ակնհայտ է, որքան թվում է առաջին հայացքից:

Նախ, մի փոքր սարքավորում: Եթե ​​դուք չեք խորանում ֆիզիկայի մեջ դպրոցական դասընթացից դուրս (և դա մեզ համար լիովին բավարար կլինի այսօր), ապա գրավիտացիան մարմինների հիմնարար փոխազդեցությունն է, որի շնորհիվ նրանք բոլորը գրավում են միմյանց: Ավելի զանգվածայիններն ավելի ուժեղ են գրավում, ավելի քիչ զանգվածը՝ ավելի թույլ:

Նյութ

Մեր դեպքում կարևոր է հետևյալը. Երկիրը հսկայական օբյեկտ է, ուստի մարդիկ, կենդանիները, շենքերը, ծառերը, խոտի շեղբերները, համակարգիչը, որից դուք կարդում եք սա, բոլորը գրավում են Երկիրը: Մենք սովոր ենք դրան և իրականում երբեք չենք մտածում նման թվացյալ մանրուքների մասին: Մեզ համար Երկրի ձգողականության հիմնական հետևանքն է ձգողության արագացում, հայտնի է նաեւ որպես է, և հավասար է 9,8 մ/վ. Նրանք. ցանկացած մարմին հենարանի բացակայության դեպքում հավասարապես արագանում է դեպի Երկրի կենտրոն՝ ամեն վայրկյան ձեռք բերելով 9,8 մ/վ արագություն։

Այս էֆեկտի շնորհիվ է, որ մենք կարող ենք ուղիղ կանգնել մեր ոտքերի վրա, ունենալ «վերև» և «ներքև» հասկացությունները, իրերը գցել հատակին և այլն: Իրականում, մարդկային գործունեության շատ տեսակներ մեծապես կփոփոխվեն, եթե Երկրի ձգողականությունը հեռացվեր:

Սա լավագույնս հայտնի է տիեզերագնացներին, ովքեր իրենց կյանքի զգալի մասը անցկացնում են ISS-ում: Նրանք պետք է նորից սովորեն, թե ինչպես անել շատ բաներ՝ սկսած այն բանից, թե ինչպես են նրանք խմում, վերջացրած ինչպես են նրանք գնում տարբեր ֆիզիոլոգիական կարիքների համար: Ահա մի քանի օրինակներ.

Միևնույն ժամանակ, շատ ֆիլմերում, հեռուստասերիալներում, խաղերում և գիտաֆանտաստիկ արվեստի այլ գործերում տիեզերանավերի վրա ձգողականությունը «ուղղակի գոյություն ունի»։ Դա ընկալվում է որպես սովորական և հաճախ նույնիսկ նեղություն չի տալիս բացատրելու: Եվ եթե նրանք դա բացատրում են, դա ինչ-որ կերպ անհամոզիչ է: «Ձգողականության գեներատորների» նման մի բան, որի գործողության սկզբունքը մի փոքր ավելի առեղծվածային է, քան ամբողջությամբ, ուստի իրականում այս մոտեցումը քիչ է տարբերվում «նավով ձգողականությունից» հենց այնտեղ« Ինձ թվում է, որ ընդհանրապես չբացատրելը ինչ-որ կերպ ավելի ազնիվ է։

Արհեստական ​​ծանրության տեսական մոդելներ

Բայց այս ամենը չի նշանակում, որ ոչ ոք ընդհանրապես չի փորձում բացատրել արհեստական ​​ձգողականությունը։ Եթե ​​մտածես դրա մասին, կարող ես դրան հասնել մի քանի ճանապարհով։

Շատ զանգված

Առաջին և ամենաճիշտ տարբերակը նավը շատ զանգվածային դարձնելն է: Այս մեթոդը կարելի է «ճիշտ» համարել, քանի որ հենց գրավիտացիոն փոխազդեցությունն է ապահովելու անհրաժեշտ ազդեցությունը։

Միաժամանակ անիրականություն այս մեթոդը, կարծում եմ, ակնհայտ է։ Նման նավի համար ձեզ շատ նյութ կպահանջվի։ Իսկ գրավիտացիոն դաշտի բաշխման դեպքում (և մեզ անհրաժեշտ է, որ այն լինի միատեսակ), ինչ-որ բան պետք է որոշվի:

Մշտական ​​արագացում

Քանի որ մենք պետք է հասնենք 9,8 մ/վրկ կայուն գրավիտացիոն արագացման, ինչու չդարձնենք տիեզերանավը հարթակի տեսքով, որը կարագանա իր հարթությանը ուղղահայաց այս նույնով: է? Այս կերպ, անկասկած, ձեռք կբերվի ցանկալի էֆեկտը։

Բայց կան մի քանի ակնհայտ խնդիրներ. Նախ պետք է ինչ-որ տեղից վառելիք ստանալ՝ մշտական ​​արագացում ապահովելու համար: Եվ նույնիսկ եթե ինչ-որ մեկը հանկարծ հայտնվի այնպիսի շարժիչով, որը չի պահանջում նյութի արտանետում, ոչ ոք չի չեղարկել էներգիայի պահպանման օրենքը:

Երկրորդ խնդիրը մշտական ​​արագացման բնույթն է: Նախ, մեր ներկայիս պատկերացումների համաձայն ֆիզիկական օրենքներ, դուք չեք կարող հավերժ արագացնել: Հարաբերականության տեսությանը կտրականապես հակադրվում է։ Երկրորդ, եթե անգամ նավը պարբերաբար փոխում է ուղղությունը, արհեստական ​​ձգողականություն ապահովելու համար նրան անընդհատ ինչ-որ տեղ պետք է թռչել։ Նրանք. Մոլորակների մոտ սավառնելու մասին խոսք լինել չի կարող։ Նավը կստիպվի իրեն պահել խորամանկի պես, որը եթե կանգ առնի, կմահանա։ Այսպիսով, այս տարբերակը մեզ չի համապատասխանում:

Կարուսել կարուսել

Եվ ահա, որտեղ սկսվում է զվարճանքը: Համոզված եմ, որ ընթերցողներից յուրաքանչյուրը կարող է պատկերացնել, թե ինչպես է աշխատում կարուսելը և ինչ ազդեցություն կարող է ունենալ դրանում գտնվող մարդը։ Այն ամենը, ինչ կա դրա վրա, հակված է ցատկելու պտտման արագությանը համամասնորեն: Կարուսելի տեսանկյունից պարզվում է, որ ամեն ինչի վրա ազդում է շառավղով ուղղված ուժը։ Բավականին «ինքնահոս» բան։

Այսպիսով, մենք պետք է տակառաձեւ նավ, որը պտտվելու է իր երկայնական առանցքի շուրջ. Նման տարբերակները բավականին տարածված են գիտաֆանտաստիկ գրականության մեջ, ուստի գիտաֆանտաստիկ աշխարհն այնքան էլ անհույս չէ արհեստական ​​ձգողականությունը բացատրելու առումով։

Այսպիսով, մի քիչ ավելի շատ ֆիզիկա: Առանցքի շուրջ պտտվելիս առաջանում է կենտրոնախույս ուժ՝ ուղղված շառավղով։ Պարզ հաշվարկների արդյունքում (ուժը բաժանելով զանգվածի) ստանում ենք ցանկալի արագացում։ Այս ամբողջը հաշվարկվում է պարզ բանաձևով.

a=ω²R,

Որտեղ ա- արագացում, Ռ- պտտման շառավիղ, ա, ω - անկյունային արագություն, որը չափվում է ռադիաններով վայրկյանում: Ռադիանը մոտավորապես 57,3 աստիճան է:

Ի՞նչ է մեզ պետք ստանալ մեր երևակայական տիեզերական հածանավով նորմալ կյանքի համար: Մեզ անհրաժեշտ է նավի շառավիղի և անկյունային արագության համադրություն, որպեսզի դրանց արդյունքը ստացվի ընդհանուր առմամբ 9,8 մ/վ:

Նման բան մենք կարող էինք տեսնել բազմաթիվ աշխատանքներում. «2001. Տիեզերական ոդիսական» Սթենլի Կուբրիկ, շարք «Բաբելոն 5», Նոլանի « » , վեպ «Օղակների աշխարհ» Լարի Նիվեն, Տիեզերք եւ ուրիշներ. Դրանցում բոլորի մոտ ձգողության արագացումը մոտավորապես հավասար է է, այնպես որ ամեն ինչ միանգամայն տրամաբանական է ստացվում։ Այնուամենայնիվ, այս մոդելները նույնպես խնդիրներ ունեն.

Խնդիրներ «կարուսելում».

Ամենաակնհայտ խնդիրը, թերևս, ամենահեշտն է բացատրելը «Տիեզերական ոդիսական». Նավի շառավիղը մոտավորապես 8 մետր է։ Պարզ հաշվարկների միջոցով մենք գտնում ենք, որ g-ին հավասար արագացման հասնելու համար անհրաժեշտ է մոտավորապես 1,1 ռադ/վ անկյունային արագություն, որը հավասար է րոպեում մոտավորապես 10,5 պտույտի։

Այս պարամետրերով ստացվում է, որ Coriolis էֆեկտ. Չխորանալով տեխնիկական մանրամասների մեջ՝ խնդիրն այն է, որ հատակից տարբեր «բարձրությունների» վրա շարժվող մարմինների վրա կգործեն տարբեր ուժեր։ Եվ դա կախված է անկյունային արագությունից: Այսպիսով, մեր վիրտուալ դիզայնի մեջ մենք չենք կարող մեզ թույլ տալ նավը շատ արագ պտտել, քանի որ դա հղի է խնդիրներով՝ սկսած հանկարծակի, ոչ ինտուիտիվ անկումից մինչև վեստիբուլյար համակարգի հետ կապված խնդիրներ: Եվ հաշվի առնելով վերը նշված արագացման բանաձեւը՝ մենք չենք կարող մեզ թույլ տալ նավի փոքր շառավիղ։ Ուստի տիեզերական ոդիսական մոդելն այլևս պետք չէ։ Նույն խնդրի մասին նավերից «Միջաստղային», թեև թվերով ամեն ինչ այնքան էլ ակնհայտ չէ։

Երկրորդ խնդիրը, այսպես ասած, սպեկտրի մյուս կողմում է: Վեպում Լարի Նիվեն «Օղակների աշխարհ»նավը հսկա օղակ է, որի շառավիղը մոտավորապես հավասար է երկրի ուղեծրի շառավղին (1 AU ≈ 149 միլիոն կմ): Այսպիսով, պարզվում է, որ այն պտտվում է բավականին բավարար արագությամբ, այնպես որ Coriolis էֆեկտն անտեսանելի է մարդկանց համար։ Ամեն ինչ կարծես տեղավորվում է, բայց կա մի բան Բայց. Նման կառույց ստեղծելու համար ձեզ հարկավոր կլինի աներևակայելի ամուր նյութ, որը պետք է դիմակայել հսկայական բեռների, քանի որ մեկ հեղափոխությունը պետք է տևի մոտ 9 օր։ Մարդկությունը չգիտի, թե ինչպես ապահովել նման կառույցի բավարար ամրությունը։ Էլ չեմ խոսում այն ​​մասին, որ ինչ-որ տեղ պետք է այդքան նյութ վերցնել և ամբողջը կառուցել:

Ring World

Դեպքում Հալոկամ «Բաբելոն 5»բոլոր նախկին խնդիրները կարծես թե բացակայում են։ Իսկ ռոտացիայի արագությունը բավարար է, որպեսզի Coriolis էֆեկտը չունենա բացասական ազդեցություն, և սկզբունքորեն հնարավոր է նման նավ կառուցել (գոնե տեսականորեն)։ Բայց այս աշխարհներն ունեն նաև իրենց թերությունները. Նրա անունը անկյունային իմպուլս է։

Կայան Բաբելոնից 5

Նավը պտտելով իր առանցքի շուրջ՝ մենք այն վերածում ենք հսկա գիրոսկոպի։ Եվ հայտնի է, որ բավականին դժվար է գիրոսկոպը շեղել իր առանցքից: Այս ամենը հենց անկյունային իմպուլսի պատճառով, որի քանակը պետք է պահպանվի համակարգում: Սա նշանակում է, որ ինչ-որ տեղ որոշակի ուղղությամբ թռչելը դժվար կլինի։ Բայց այս խնդիրը նույնպես կարող է լուծվել։

Դա պետք է լինի

Այս լուծումը կոչվում է «Օ'Նիլի գլան». Դրա դիզայնը բավականին պարզ է. Մենք վերցնում ենք երկու նույնական գլանային նավ, որոնք կապված են առանցքի երկայնքով, որոնցից յուրաքանչյուրը պտտվում է իր ուղղությամբ: Արդյունքում մենք ունենք զրոյական ընդհանուր անկյունային իմպուլս, ինչը նշանակում է, որ նավը ցանկալի ուղղությամբ ուղղորդելու հետ կապված խնդիրներ չպետք է լինեն։ Մոտավորապես 500 մ նավի շառավղով (ինչպես Բաբելոն 5-ում) կամ ավելի, ամեն ինչ պետք է աշխատի այնպես, ինչպես պետք է:

Ընդամենը

Այսպիսով, ի՞նչ եզրակացություններ կարող ենք անել այն մասին, թե ինչպես պետք է արհեստական ​​ձգողականությունը կիրառվի տիեզերանավի մեջ: Բոլոր այն իրականացումներից, որոնք առաջարկվում են տարբեր տեսակներաշխատում է, դա պտտվող կառուցվածքն է, որն առավել իրատեսական է թվում, որտեղ «ներքև» ուղղված ուժն ապահովվում է կենտրոնաձիգ արագացումով: Հնարավոր չէ արհեստական ​​ձգողականություն ստեղծել տախտակամածների պես հարթ զուգահեռ կառուցվածքներով նավի վրա (ինչպես հաճախ պատկերված է տարբեր գիտաֆանտաստիկ ժանրերում)՝ հաշվի առնելով ֆիզիկայի օրենքների մեր ժամանակակից պատկերացումը։

Պտտվող նավի շառավիղը պետք է բավարար լինի, որ Coriolis էֆեկտը այնքան փոքր լինի, որ չազդի մարդկանց վրա: Լավ օրինակներհորինված աշխարհները կարող են ծառայել որպես արդեն նշված ՀալոԵվ Բաբելոն 5.

Նման նավերը կառավարելու համար հարկավոր է O’Neill մխոց կառուցել՝ երկու «տակառ», որոնք պտտվում են տարբեր ուղղություններով՝ համակարգի համար զրոյական ընդհանուր անկյունային իմպուլս ապահովելու համար: Դա թույլ կտա նավը պատշաճ կերպով վերահսկել:

Ընդհանուր առմամբ, մենք ունենք տիեզերագնացներին հարմարավետ գրավիտացիոն պայմաններ ապահովելու շատ իրատեսական բաղադրատոմս: Եվ քանի դեռ մենք չենք կարող իրականում նման բան կառուցել, ես կցանկանայի, որ տիեզերքի մասին խաղերի, ֆիլմերի, գրքերի և այլ ստեղծագործությունների ստեղծողները ավելի շատ ուշադրություն դարձնեն ֆիզիկական ռեալիզմին:

Մենք ապրում ենք Yandex.Zene, փորձիր։ Telegram-ում կա ալիք։ Բաժանորդագրվեք, մենք գոհ կլինենք, և դուք հարմարավետ կզգաք 👍 Meow!

Բ.Վ. Ռաուշենբախը՝ Կորոլևի զինակիցը, պատմել է այն մասին, թե ինչպես է նրա մոտ առաջացել տիեզերանավի վրա արհեստական ​​ձգողականություն ստեղծելու գաղափարը. 1963 թվականի ձմռան վերջին գլխավոր դիզայները, ով մաքրում էր ձյան ճանապարհը։ Օստանկինսկայա փողոցում գտնվող իր տան մոտ, կարելի է ասել, Աստվածահայտնություն է ունեցել։ Չսպասելով երկուշաբթիին, նա զանգահարեց մոտակայքում ապրող Ռաուշենբախին, և շուտով նրանք միասին սկսեցին «բացել ճանապարհը» դեպի տիեզերք երկար թռիչքների համար։
Գաղափարը, ինչպես հաճախ է պատահում, պարզվեց. այն պետք է լինի պարզ, այլապես գործնականում ոչինչ չի կարող ստացվել:

Պատկերը լրացնելու համար. Մարտ 1966, Ամերիկացիները Երկվորյակների 11-ին.

Ժամը 11:29-ին, Երկվորյակ 11-ը հանվեց Ագենայից: Հիմա սկսվում է զվարճանքը՝ ինչպե՞ս կվարվեն մալուխով միացված երկու առարկաներ։ Սկզբում Կոնրադը փորձեց կապը մտցնել գրավիտացիոն կայունացման մեջ, որպեսզի հրթիռը կախված լինի ներքևում, նավը վերևում և մալուխը ձգված լինի:
Սակայն առանց ուժեղ թրթռումներ առաջացնելու հնարավոր չի եղել 30 մ հեռանալ։ Ժամը 11:55-ին անցանք փորձի երկրորդ մասին՝ «արհեստական ​​ձգողականություն»: Կոնրադը մտցրեց կապանը ռոտացիայի մեջ; Սկզբում մալուխը ձգվեց կոր գծի երկայնքով, բայց 20 րոպե անց այն ուղղվեց, և պտույտը դարձավ բավականին ճիշտ: Կոնրադը բարձրացրել է իր արագությունը մինչև 38 °/րոպե, իսկ ընթրիքից հետո մինչև 55 °/րոպե՝ ստեղծելով 0,00078 գ ծանրություն։ Դուք չէիք կարող զգալ այն «դիպչելիս», բայց իրերը դանդաղ նստեցին պարկուճի հատակին: Ժամը 14:42-ին, երեք ժամ պտույտից հետո, պտուտակն անջատվեց, և Երկվորյակը հեռացավ հրթիռից: