Kysymys:
Miksi ei ole avaruusalusta, joka pyörii keinotekoisen painovoiman vuoksi?
Gnubie
2013-08-17 00:37:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Avaruusalukset, jotka pyörivät keinotekoisen painovoiman tuottamiseksi "keskipakovoiman" kautta, ovat yleisiä tieteiskirjallisuudessa, mutta eivät todellisuudessa. Ottaen huomioon pitkien tehtävien ongelmat ( muun muassa: luuhäviö, lihasten menetys, nesteen uudelleenjako, pysyvä näköhäiriö, jalkatauti, heikentynyt immuunipuolustus, vaarallisten mikrobien, kuten ekoli, lisääntynyt kasvu, lisääntynyt silmien ja iho ja keuhkot vapaasti kelluviin mikrobeihin ja pölyyn), miksi tätä menetelmää ei käytetä?

Eikö keinotekoinen painovoima (radiaalikiihtyvyys) yksinkertaistaisi liikkuvien osien käyttävien teknisten laitteiden suunnittelua ja lisäisi niiden luotettavuutta , neste- tai kaasuvirta tai pitääkö lämpöä jakaa? Eikö mikrogravitaation poistaminen eliminoisi kaikkien näiden vakavien ja hyvin erilaisten ongelmien syyn, joilla ei nykyään ole muuta toimivaa ratkaisua?

Ymmärrän, että suuri rakenne, jossa on liikkuvia osia, kuten 2001 on tällä hetkellä mahdoton, mutta entä yksinkertainen kiinnitys veneellä ja vastapaino päissä, kuten bolas? Häiritseekö se viestintää vai edellyttääkö veneen / sidoksen olevan paljon vahvempi?

Teemat: [Keinotekoinen painovoima ISS: llä ja sen johdannaisilla] (http://space.stackexchange.com/q/7693/49)
1) Koska sentrifugin liikkeet häiritsevät aluksella olevia mikrogravitaatiokokeita. 2) Koska simuloitua painovoimaa ei pidetä välttämättömänä ihmisen tehtävänä kuuhun, Marsiin tai sen kuuhun. Se on ylellisyyttä, jonka voimme yksinkertaisesti ohittaa aluksi. Astronautit kärsivät hiukan, mutta he kulkevat kuitenkin mielellään, joten sillä ei ole merkitystä.
ISS painaa noin 450 tonnia, ihmettelen, kuinka kaukana on vastaavan painon tukemisesta maan painovoiman alla. Bitit saattavat pudota (tai pikemminkin: rakennetukea on ehkä lisättävä)
"* Mietin, miksi keinotekoinen painovoima ei sisälly ISS: ään *": Ehkä siksi, että ISS: n ajatuksena on käyttää sitä [mikropainokokeisiin] (http://iss.jaxa.jp/en/kiboexp /seu/categories/microgravity/index.html).
@LocalFluff Voi vahvistaa, että "kärsin" mikrogravitaation kautta mahdollisuudesta mennä ISS: ään.
Älä unohda, että Coriolis-vaikutukset ovat suuria pienissä pyörivissä kappaleissa. Jos pidämme kiinni [suositellusta] (https://en.wikipedia.org/wiki/Artificial_gravity) 2rpm tai (6pi / 60) radiaania sekunnissa, niin omega ^ 2 = 0,1 / s ^ 2, jotta pääset yksi gee tarvitsemme 100 metrin säteen. Todella suuri nykyiselle nostokapasiteetille.
Onko keinotekoinen painovoima oikea termi käyttää tässä? Se ehdottaa minulle scifi-tyylistä painovoimakenttää sen sijaan, että simuloitaisiin painovoimaa pyörimisen kautta.
@LocalFluff - Luulen, että tuomaristo saattaa vielä olla selvillä siitä, onko keinotekoinen painovoima tarpeen Marsin tehtävälle.
@ScottSeidman Voi joo, olen samaa mieltä. Mutta ne, jotka päättävät, ovat tehneet panoksensa. Ja simuloitu painovoima ei ole heidän laudoillaan. On päätetty, että se on ylellisyyttä, jolla astronautit eivät voi varaa. Se on todennäköisesti selviytyvissä, ja monet muut kuolemaa uhkaavat ongelmat ovat joka tapauksessa tärkeämpiä.
@LocalFluff - se ei ole nolla-g-lento, joka tappaa heidät - sen laskeutuminen Marsille ja katoaminen hypovolemian takia, jolloin astronautit ovat kelvottomia tehtävään pahimmalla mahdollisella hetkellä. Laajennetuilta avaruusasematehtäviltä palaavat astronautit ovat * pyörillä * pois sukkulasta.
Kuvittele, että teet EVA: n kehruuasemalla.
@KeithThompson: Mikä siinä ongelma olisi? EVA toruksen sisäpuolella olisi melko miellyttävä + 1G: llä. Myönnän, että EVA ulkopuolelta olisi eri asia, koska työskentelisit tosiasiallisesti äärettömän syvän kuopan yläpuolella. Voit kirjaimellisesti kaatua maahan.
@MSalters: Ajattelin yrittää työskennellä ulkopuolelta tai sivulta. Mutta et voi pudota maahan; jos putoaisit, olisit vain hieman eri kiertoradalla ja aseman radiaalinopeus lisätään kiertoradan nopeuteen.
@KeithThompson: Sivulla työskenteleminen vaatii yhden niistä ikkunanpuhdistusautoista, joita joskus näet pilvenpiirtäjissä. Kiertoradoilta olet tietysti oikeassa, että päädyt eri kiertoradalle. Olen yliarvioinut radiaalinopeuden; se olisi vain noin 40 m / s (käyttäen Jyrkin yllä olevaa kommenttia). Se ei todennäköisesti riitä päästämään sinut kiertoradalle, jolla on "merkittävä" ilmakehän vetovoima.
@TimB: Kyllä. Se on harhaanjohtava nimi, mutta niin yleinen pyrkimys sen hävittämiseen, varsinkin kun ei ole oikeaa kätevää korviketta, on turha pyrkimys. Kaikki tietävät mitä tarkoitat, kaikki tietävät sen olevan väärä nimi, melkein kukaan ei välitä. Samoin kuin "ilmakitka" - sillä on ainakin jonkin verran kätevä oikea korvike, "adiabaattinen puristus". Tässä - jos yrität taistella / korjata sitä, kaikki mitä saavutat, on vetäminen "keskipakovoimaa ei ole" pyhään sotaan.
Viisitoista vastused:
#1
+29
Rory Alsop
2013-08-17 01:56:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ensinnäkin, se ei todellakaan ole keinotekoinen painovoima, se on radiaalikiihtyvyys (tunnetaan usein nimellä centripetaalinen voima) - AlanSE: n vastaus kysymykseen "Aseman koko ja pyöritys" kuvaa, kuinka säteinen kiihtyvyys on hyvin erilainen kuin painovoima.

Suurin syy tähän on epätodennäköistä jonkin aikaa, on se, että tarvitset erittäin suuren halkaisijan, jotta säteittäinen kiihtyvyys tuntuu painovoimalta. Hänen laskelmiensa mukaan yli 200 metriä. Tämä tuo esiin pari suurta ongelmaa:

  • Kaikkien materiaalien saaminen kiertoradalle. Halkaisijaltaan 200 metrin pituinen asema tai avaruusalus painaa paljon!
  • Sen rakentaminen turvallisesti, jotta avautuminen avaruusjätteistä ei aiheuta suuria ongelmia
  • Kiinteän (tai vastakkaisen pyörän) keskuksen rakentaminen comms-antennille / telakointi jne. vaativat tiivisteiden pyörimistä ... monimutkaisia ​​ja todennäköisesti epäonnistuvia

Pohjimmiltaan voimme tehdä sen - se olisi vain uskomattoman kallista ja vaarallista.

200 metriä on vain varjo enemmän kuin täysin varustettu [Saturn V 111 metrin korkeudella] (https://fi.wikipedia.org/wiki/Saturn_V#Soviet_N1.2FL3).
@MichaelKjörling Mutta Saturn V ei mene yhtenä kappaleena kiertoradalle.
OP ei koskaan sanonut 1G, vain ei 0G, joten 200 metriä ei välttämättä tarvita. He vaativat myös yksinkertaista sidosta, jolla on vastapaino eli ei valtava rakenne.
Katso Robertin vastauksen alla olevat kommentit, miksi et halua käyttää narua tähän!
200 metrin naru ei olisi liian raskas, mutta telakointi olisi ongelmallista
#2
+28
geoffc
2015-08-26 18:28:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Se on pahempaa. Jotta voisit todella suunnitella tulevaa inhimillistä asumista muualla, et halua vain 1G-kenttiä, haluat 1/6: n jäljittelemään Kuua ja 1/3: n matkimaan Marsin.

Sinun on pystyttävä suorittamaan pitkäaikaisia ​​tutkimuksia, joissa verrataan samankaltaisia ​​näytteitä 0G- ja muilla G-tasoilla.

Kibon satamaan taivasta kohti suunniteltiin sentrifugimajoitusmoduuli (JAXA Science -moduuli), mutta se poistettiin rahoituksen takia.

Toiseksi ihmisille riittävän suuren sentrifugin on oltava erittäin suuri, ja se on periaatteessa poissuljettua jotain niin pientä kuin ISS. Sentrifugi hiirillä tai pienillä esineillä tehtävien kokeiden suorittamiseksi tuo toisen ongelman. Tärinä. Tämä voi vaikuttaa muihin 0S: ään luottaviin ISS-kokeisiin. ISS ei ole hieno 0G-laitos, liian monet pirun ihmiset liikkuvat ympäriinsä ja törmäävät seiniin koko ajan, ja kaikki korkeuden säädöt.

Avaruustieteiden instituutti, jota johtaa Gary Hudson (Of Roton fame), vaatii rahoitusta avaruussentrifugilaitokseen.

Lyhyt vastaus miksi? Raha.

CAM istuu nyt ulkona sateessa :( https://en.wikipedia.org/wiki/Centrifuge_Accommodations_Module
En usko, että ensimmäinen kohta on todella pätevä. Asemalla, joka pyörii tarpeeksi nopeasti, jotta sen ulkopuolella olisi 1 g, keinotekoinen painovoima olisi kuun / marsin tasolla lähempänä napaa. Ainakin näihin tasoihin olisi pääsy niitä pitävien pinnojen kautta. Jos tarvittaisiin enemmän äänenvoimakkuutta, näille tasoille voitaisiin rakentaa ylimääräisiä renkaita; tai kiinteässä sylinterimallissa se olisi vain sisempi tai ulompi "lattia".
@DanNeely Tämä on suunnitelma asemalle, joka on valtavasti suurempi kuin ISS.
#3
+22
wheeler
2015-08-27 11:52:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Minusta tuntuu, että muista vastauksista puuttuu yksi ISS: n perustavanlaatuinen ohjain. Toisin kuin avaruusasemat, kuten pyörivä von Braun -asema tai Stanford Torus, ISS suunniteltiin ensisijaisesti tieteelliseksi avaruusasemaksi eikä avaruuden vapaa-ajan etuvartiona.

Mikrogravity (in tosiasiassa ISS: ssä ei ole absoluuttista nolla-G: tä, mutta hyvin pieni voimaero - katso MrPaulchin kommentti) on suuri ainutlaatuinen ominaisuus, joka erottaa ISS: n kaikista muista ihmisen laboratorioista. Mikään mikropainovoima ei tekisi ISS: stä enemmän tai vähemmän tarpeetonta tieteelliseltä kannalta.

Siksi sitä ei koskaan ollut tarkoitus rakentaa koko pyörivää avaruusasemaa. Tietysti raha on toinen syy (se on aina syy), mutta jos raha on todellinen huolenaihe, ISS: ää ei olisi koskaan rakennettu. Kansainvälisen avaruusaseman rakentaminen ei ollut taloudellinen tai tieteellinen päätös, se oli pääasiassa poliittinen päätös.

Mutta asema, jonka moduuli oli keskellä ja pyörivä ulompi osa, olisi mahdollistanut mikrogravitaatiokokeet. Toiset ovat huomauttaneet, että se olisi myös todennäköisesti säästänyt aikaa ja siten rahaa, koska astronauttien ei tarvitse tuhlata 2 tuntia päivässä harjoitteluun. Oletan myös, että tämänkaltaisen väärennetyn painovoiman kokeilu on tieteellistä mielenkiintoa, kuten voisimme haluta, jos Mars-operaatioon ja myöhemmin suuriin avaruusasemiin.
ISS diplomaattisena hankkeena. Tässä suhteessa se on ehkä ollut erittäin onnistunut? Nyt kun Venäjän ja lännen välillä on tämä konflikti Krimistä, ISS on vapautettu kaikista sanktioista. Molemmat osapuolet ovat ratkaisevasti riippuvaisia ​​toisistaan. Voi boikotoida elintarvikkeiden tuontia ja tavaraa. Mutta avaruusaseman katkaiseminen merkitsisi kuolemaa sekä Venäjän että NASA: n ja ESA: n avaruusohjelmille. Joten he löytävät keinon tulla toimeen. Se on hyvä asia.
Jokaisessa toisessa huvipuistossa on sentrifugi, joten tieteelliset näkemykset toisesta keinotekoisesta painovoimasta eivät oikeuta kustannuksia sikäli kuin voin kertoa. Olet oikeassa kommentissasi keskusmoduulista. Muut vastaukset tässä eivät ole vääriä. Mutta he eivät mainitse, että keinotekoinen painovoima ei koskaan ollut ISS: n suunnittelun kuljettaja. Voit myös keskustella siitä, onko ihmiskehon käyttäytyminen mikrogravitaatiossa tärkeämpää kuin säästää aikaa ja rahaa tekemättä mitään harjoituksia.
@AdamSmith Se ei ole niin helppoa kuin miltä se saattaa kuulostaa - kitka olisi todellinen tekijä, joten aseman kaksi osaa yrittävät pyöriä samalla nopeudella - tarvitset todella vähintään kaksi pyörää pyörimään vastakkaisiin suuntiin, ja silloinkin se ei ole niin triviaalia kuin miltä se kuulostaa - jopa erittäin laadukkailla laakereilla jne., aseman "staattisessa" osassa olisi huomattavaa tärinää, mikä häiritsisi kokeita. Se ei todellakaan ole sen arvoinen asemalle, joka on suunniteltu tutkimaan mikrogravitaatiota.
Siksi en pidä termistä * mikropainovoima *. Kirjoitat, että "... on edelleen olemassa pieni painovoima. [ISS: ssä]". Se on harhaanjohtava lausuma. Maapallon ISS: ään kohdistama painovoima on noin 90% kaikesta pinnalla olevasta. Mikropainovoima kuvaa painottomuuden elinten kokemusta ISS: stä sen kiertoradan liikkeestä johtuen. Ehdotan, että selventätte sitä vastauksessanne.
En näe sentrifugien ja "rengasrakenteen" ja vastaavien tarvetta sentripetaalisen pseudopainovoiman saavuttamiseksi. Ota kaksi kappaletta, anna niiden pyöriä sopivan säteen omaavan keskipisteen ympäri ja kytke ne toisiinsa köydellä tai jonkinlaisella rakenteella. Sijoita sijoitus- ja työmoduulit toiseen päähän ja varaosamoduulit ja aurinkopaneelit toiseen. Jopa pitkäkestoiset avaruusajoneuvot voitaisiin helposti varustaa tällaisella järjestelmällä. Se on pikemminkin a) päätös, jota halutaan tieteellisestä näkökulmasta, ja b) kuluttaisiko kukaan siihen rahaa.
@MrPaulch Olet oikeassa, lausuntoni oli harhaanjohtava. Viittasin kommenttiisi.
@Luaan: Tämä on todellinen asia. Yritys yhdistää kehruuasema ja mikrogravitaatioympäristö yhdeksi alukseksi on resepti kustannuksiin. Kaikkien pitkäaikaisten elinympäristöjen (ei laboratorioiden) on vaihdeltava, mutta ne eivät ole laboratorioita. Todellakin laboratoriokokeet voitaisiin tehdä etänä. Todellinen kysymys on, voidaanko uima-allas rakentaa elinympäristön keskipisteeseen: Tällainen kokemus saattaa vain vakuuttaa tarpeeksi rikkaista rahoittamaan elinympäristöä ...
@syck Sitä on ehdotettu esimerkiksi Mars-retkikunnalle - se on täysin hyödytöntä, jos * haluat * vapaasti putoavan ympäristön, koska ei ole paikkaa ilman "painovoimaa". Jopa planeettojen välisellä avaruusaluksella se ei kuitenkaan toimi kovin hyvin - tarvitset silti potkurisi kurssin korjaamiseen jne. Toisinaan sinun on lopetettava kierto, saatettava kaksi osaa yhteen, tehtävä kurssikorjaus ja pyöritä uudestaan ​​- ja toisin kuin kaksipyöräisessä mallissa, tarvitset * potkuria spin-up- ja spin-down-moottoreihin. Se ei ole niin käytännöllistä kuin miltä näyttää siltä, ​​että tarvitset jotain joustavaa.
@MrPaulch Siksi yritän kovasti käyttää * pudotusympäristöä * painottomuuden tai * mikrogravitaation * sijaan. "Laskuympäristö" on paljon lähempänä sitä, mitä se todellisuudessa on, käsittelemättä kaikkia yksityiskohtia; "painottomuus" tai "mikrogravitaatio" on puhekielinen tapa kuvata siitä johtuvaa esineiden käyttäytymistä kyseisessä ympäristössä. Voit saada täsmälleen samanlaisen esineiden käyttäytymisen, yleensä lyhyesti sanottuna, ympäristöissä, joissa ihmiset eivät yleensä liity painottomuuteen lainkaan, kuten hississä tai [lentokoneessa] (https://fi.wikipedia.org/wiki/Reduced -gravity_aircraft).
#4
+15
Max Williams
2015-08-27 20:46:04 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tähän mennessä ei ole mainittu painovoiman aiheuttamia ylimääräisiä ongelmia : painovoima ei ole vain kallista ja hankalaa ylellisyyttä, vaan tuo myös ongelmia. (Tässä vastauksessa sanon vain "painovoima" tarkoittaakseni vakiota voimaa yhdellä akselilla, onko se todellinen tai simuloitu.)

Esteettömyys

Nollassa-g voit päästä mihin tahansa aluksella työntämällä / vetämällä / ajautumalla sinne. Painovoimalla et voi, ellei kaikki ole niin pienikokoista, että pääset mihin tahansa ripustamalla tikkailta tai vain seisomaan ja ojentamalla. Vaikka saavutat kaiken, saatat olla, että et pääse siihen oikeasta kulmasta käyttääksesi sitä helpoimmin. Nolla-g: ssä voit peittää jokaisen pinnan "tavaroilla" ja olla huolimatta siitä, missä kulmassa ihmiset ovat, kun he käyttävät sitä, koska he voivat aina vain kiertää itseään.

Onnettomuudet

Yhtäkkiä voit pudota tikkaita tai pudottaa jotain toiselle astronautille. Tämä ei ole ongelma nolla-g: ssä.

Johdonmukaisuus

Useimmat avaruusasemat ovat tavallaan pitkiä sylintereitä, ehkä muutaman haarautuvan sylinterin kanssa. Missä sinulla olisi vakavuus tässä tilanteessa? Olisiko se yhdensuuntainen aluksen pitkän akselin kanssa, joten kiipeät ylös ja alas kuljettaaksesi alusta? Tai sivusakselin suuntaisesti niin, että seisot sylinterin puolella ja kävelet sen ympäri ikään kuin se kaikki makaisi maan päällä? Kummassakin tapauksessa on vaikea saavuttaa yhtenäinen keskipakovoima (vai onko se keskipitkä? En voi koskaan saada sitä) koko avaruusasemalla. Mitä pidemmälle pääset pyörimisakselilta, sitä enemmän tuntuu putoavan kohti seiniä.

Telakointi

Telakointia pyörivillä tavaroilla on paljon vaikeampaa. Telakointipiste voi toimia vain, jos se on keskellä pyörimisakselia, mikä tuo lisärajoituksia aseman suunnitteluun ja asetteluun. Tarve sovittaa kierto lisää myös telakointiin erityisen monimutkaista, mikä on todennäköisesti tarpeeksi vaarallista.

#5
+6
areologist
2013-08-17 11:02:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

On paperitehtäviä, jotka sisältävät siteen ja simuloidun painovoiman habissa, mutta ainoat pitkäaikaiset pysymiset avaruudessa ovat olleet LEO: ssa. ISS on suunniteltu mikrogravitaatiotutkimuslaitokseksi, joten pyörivälle suunnittelulle on vähän motivaatiota. Oli japanilainen sentrifugimoduuli, joka oli kehitetty mutta jota ei koskaan käynnistetty ( sentrifugimoduulimoduuli). Siellä oli myös puhallettava nukkuva sentrifugi, josta on puhuttu.

Mars Direct is one famous mission design that comes to mind as including a rotating tethered spacecraft. If only such missions had been pursued in the 1990s.
#6
+6
Doug Warren
2015-08-26 19:48:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Koska keskipitkän voiman lisääminen tekee kaikesta monimutkaisemman ja kalliimman, ja on jo niin vaikeaa ja kallista laittaa mitään, ja varsinkin ihmisiä, avaruuteen, että se on vain ollut aloittelija. Koska ihmiset voivat selviytyä suhteellisen lyhyestä ajasta nollagee-tilassa, jolla on vain vähän pysyviä terveysvaikutuksia, miehistön siirtäminen on helpompaa kuin pelkääminen biljoonan dollarin avaruusaseman puolittumisesta, koska keinotekoisen painovoiman järjestelmä kiinnittyy johonkin. / p>

Muistan lukeneeni hyvin harvoista kokeista näiden linjojen mukaisesti. Luulen, että artikkelissa The Mars for kirjoittaja ehdotti, että voisimme kiinnittää laivan vastapainoon pitkällä hihnalla ja kääntää kyseisen kokoonpanon painovoiman vuoksi. Luulen, että hän mainitsi jonkin edellisen tehtävän, jossa he olivat kokeilleet sitä kokeiluna, ja kaapeli suli tai jotain, mahdollisesti siksi, että he lähettivät liikaa sähköä sen yli.

Tämä jälkimmäinen osa olisi Zubrinin ajatus käyttää käytettyä ylempää vaihetta vastapainona. Viittausosa, johon viitat, [tehtiin LEO: ssa] (http://www-istp.gsfc.nasa.gov/Education/wtether.html). Sähkövirta, joka lopulta katkaisi sen, oli ympäristövaikutus (plasman kertyminen), ei jotain tarkoituksellista.
@TildalWave Vau. Linkkisi seuraamisen jälkeen kuulostaa siltä, ​​että yksi tehtävän todellisista tavoitteista oli nähdä, voisitko käyttää hihnaa sähkögeneraattorina. Se näyttää siltä, ​​että laitoin kärryni hevosen eteen minulle. Se on kuin ryhmä 1800-luvun tiedemiehiä, jotka yrittävät selvittää polttomoottorin toteutettavuutta, mutta jostain syystä he vaativat kaikkien kokeiden suorittamista sukellusveneillä.
@DougWarren Mielestäni syy sen tekemiseen avaruudessa on, että koska kiertoradan nopeus on niin nopea, hihnaa voitaisiin käyttää tuottamaan paljon enemmän sähköä kuin maan päällä.
@DougWarren Se ei ole niin outoa. Toki se olisi ymmärrettävämpää, ennen kuin aurinkosähkö olisi asia (se oli yksi iso yllätys sci-fi-kirjoittajille :)), mutta silti se voi silti olla hyödyllistä tuottaa sähköä esimerkiksi Jupiterin ympäristössä olevalle koettimelle. RTG: llä on omat ongelmansa - pitkäaikaisuus ja esimerkiksi radioaktiivisten materiaalien käyttö (rakettien laukaisut epäonnistuvat silloin tällöin, tiedät).
#7
+3
Robert Walker
2014-02-12 17:49:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oikeastaan ​​se ei ole vaarallista, jos hihna katkeaa, ainakin: avaruusalus lentäisi toisistaan ​​vain muutaman mailin tunnissa ja olisi helppo päästä takaisin yhteen. Ja sidoksen on oltava vain tarpeeksi vahva pitämään elinympäristön paino painovoiman alaisena; ei supermateriaali, aivan kuten sellaiset kaapelit kuin nostureissakin.

Lisäksi sinulla voi olla useita pienempiä pidikkeitä, kuten riippusilta, ehdotin tässä ajatusta putkesta, jonka voit rullata sisäisten tukien kanssa, joten se toimii myös tapana yhdistää kaksi moduulia ja ehkä myös riittävän leveä kasvihuoneen tila kasveille.

Saatat pitää blogikirjoituksestani tästä kaikesta.

Jos hihna rikkoutuu, yksi vaara on se, että se itse piiskaa takaisin ja vahingoittaa avaruusalusta.
@Hobbes Mutta pyörimisnopeus olisi vain muutama metri sekunnissa, ja naru on kevyt, ja voisi käyttää myös jotain sellaista kuin ilmapalkin kiinnitys. Törmäys sellaisen kohteen kanssa, joka on tarpeeksi suuri leikkaamaan laajempi sidos, on erittäin epätodennäköinen, ja se tappaisi joka tapauksessa mikropainovoima-avaruusaseman.
Sidos on jännitteessä yhtä suuri kuin aseman paino 1G: ssä. Kaapeliin on varastoitu potentiaalienergiaa sen elastisuuden ansiosta. Tämä tarkoittaa, että usean tonnin jännitteinen kaapeli napsahtaa voimakkaasti, riippumatta aseman pyörimisnopeudesta.
200 metrin säteellä ja 2 kierrosta pr minuutti saan; (2 * 200 * pi) m / kierto * 2 kierrosta / min * 60 min / h = 150 km / h. En halua tehdä EVA: ta tästä.
@LocalFluff Ensimmäinen (ja ainoa) hakutulos sanalle "air beam tether" on kommenttisi. Mikä on ilmapalkin kiinnitys?
Ilmapalkkisidoksen idea on tästä Joe Carrollin artikkelista - ja hän on vastuussa nauhojen lähettämisestä avaruuteen, ja jotkut ovat rikkoutuneet häneen, joten hän tietää yhden tai kaksi asiaa rikkoutuneista nauhoista. Ei ole vielä tehnyt AG-kokeilua, mutta hänen mielestään se on toteuttamiskelpoinen.
Katkaisevan sidoksen avulla - maapallolla köyden rikkoutuessa - molemmat päät ovat kiinteät tai joku seisoo maassa tai jotain. Avaruudessa on erilaista, ettet saisi "piiskaa takaisin", en usko. Enemmän kevyttä narua, joka heiluttaa avaruudessa. Suurin riski on äkillinen kuorman muutos, joka voi napsauttaa aurinkopaneelin irti avaruusaluksesta, ja hän ehdottaa, että se hoidetaan asettamalla paneelit roikkumaan ulospäin. Mutta toisaalta aurinkopaneelit asennetaan yleensä tarpeeksi vahvoille kiinnikkeille, jotta voit laajentaa niitä maahan paitsi avaruudessa testausta varten. Se on korkeintaan 1 g - 0 g
Saisit ehdottomasti ruoskan takaisin, kuten @Hobbes kommentoi. Fysiikka ei pysähdy vain siksi, että olet avaruudessa.
Asia on maan päällä, kun hihna napsahtaa, sitten piiska takaisin tapahtuu, koska molemmat päät on ankkuroitu maahan. Kun hihna rikkoutuu avaruudessa, kumpikaan pää ei ole ankkuroitu. Se on vähän kuin jos pyörität kiveä pään ympärillä köydellä, sitten päästät köyden irti. Köysi ei piiskaa kiveä takaisin. Sen sijaan molemmat lentävät yhdessä. Köysi vain aaltoilee hieman. Jos kierrät köyttä ympärilläsi ja se rikkoutuu keskellä, saat ruoskan takaisin käsiisi, koska olet ankkuroitu, mutta kivi ei saa sitä, koska se ei ole. Toivon, että se on nyt selvempi.
#8
+3
Mick Wagner
2018-01-09 13:22:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Itse asiassa vuoden 2001 pyörivä avaruusasema on melko tarkka esitys tarvittavasta koosta ja pyörimisnopeudesta. Ei keskikeskiötä, jonka ympäri kiertää - eikä tiivisteitä tai laakereita mene huonosti - ja suuri keskitetty telakointiasema. Tietenkin on huomattava, että kuvitteellinen avaruusasema on osa suurempaa kuljetusjärjestelmää Kuuhun ja takaisin; niin siinä on. Sikäli kuin yritetään käyttää keskipakovoimaa painovoiman simuloimiseksi pitkäaikaisessa avaruusoperaatiossa, se on hieman hankalampaa - kaikista jo luetelluista syistä - mutta minusta näyttää siltä, ​​ettei ole mitään syytä, miksi koko avaruusalus voisi pyöriä, mikä se on pohjimmiltaan todellinen "lentävä lautanen".

#9
+2
user23816
2018-02-27 23:42:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Älkäämme ensin laittako olkimiesargumenttia, jossa sen on oltava joko 1 g painovoima tai 0 g. Suurimmat 0-g: n haittapuolet työ- ja työympäristönä ovat verenkiertolihasten atrofia (ja kehon nesteongelmat) ja ajan menettäminen kiinnittämällä kaikki esineet alas. Ehkä on makea kohta 0,5 g, 0,3 g, jne. Kutsutaan tätä painovoimakertoimeksi f.

Kaava, joka määrittää rummun kaltaisen rakenteen säteen r (annettu f ja T , pyörimisjakso) on:

9,8 f = V ^^ 2 / r (V on tangentiaalinen nopeus rummun ulkoreunalla)

9,8 f = (2 pi r / T) ^^ 2 / r

9,8 f = 39,5 r / T ^^ 2

r = 9,8 f T ^^ 2 / 39,5 = .2482 f T ^^ 2

tai, jos haluamme määrittää säteen ja ratkaista kiertojaksolle T:

T = sqrt (r / .2482 f)

Kuvitellaan rumpurakenne 30 m: n säteellä ja 0,5 g: n keinotekoisella painovoimalla. Kuinka kauan kestää yksi kierros? 15 sekuntia.

Ikkunan "näkymä" olisi liian hämmentävä katsomaan sitä, joten näkymä sillasta näkyisi suurilla näytöillä, joissa kierto peruutetaan grafiikassa.

Suuri haaste olisi saada kaikki rakennemateriaalit kiertoradalle ... esimerkiksi lasikuitu-epoksinapa ja pinnat. Toinen suuri haaste olisi rummun pitäminen täydellisen tasapainossa (kuten tehdään rengasta tasapainottaessa). Jos epätasapainoinen, vakavan painovoiman illuusio rikkoutuisi, ja astronautit tuntisivat painonsa heiluvan jatkuvasti (pyöräilemällä 15 sekunnin välein). pyörivä telakointiasema keskiakselilla. Telakointi tällä tavalla olisi epämukavaa astronauteille, jotka kokevat huimauksen. On olemassa muita telakointirakenteita, joihin liittyy tangentiaalinen sieppaus, mikä olisi mahdollista algoritmisessa ohjauksessa, mutta vaatisi rummulta dynaamisen painolastijärjestelmän nopeaan tasapainottamiseen.

#10
+2
ZeroG
2018-03-17 02:32:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Luulen, että Eu: CROPIS Mission of German Aerospace Center DLR saattaa olla ensimmäinen, joka todella käyttää kiertoa keinotekoisena painovoimana.

http://www.dlr.de/dlr/ fi / desktopdefault.aspx / tabid-10081 / 151_read-17874 / # / gallery / 23027

Epävirallisessa Skylab 500: ssa astronautit juoksivat varastorenkaan ympäri. Se antoi heille 0,5 gee jaloissa ja vähintään 0,25 gee päähän. Tuloksena oleva vääntömomentti häiritsi aurinkoputken osoittamista, joten he eivät jatkaneet harjoittelua. Kiinnitä BA330 ISS: ään vastaavanlaisen mahdollisuuden saamiseksi, ja tilaa on myös 3 m: n säteellä olevalle sentrifugille. Se voisi myös olla hyvä paikka wc-tiloille ja muulle putkistolle. JAXA suoritti 1 geen hiiren tutkimuksen KIBO: ssa https://www.nature.com/articles/s41598-017-10998-4 ja suunnittelee osittaisia ​​gee-kokeita.
#11
+1
Eric Volpiano
2018-03-23 02:23:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ballance-ongelmat muuttuvat jatkuvasti riippuen siitä, kuka / mikä oli missä ja milloin. Se lopulta lopettaa pyörimisen tämän vuoksi, sen kiertorata ja / tai polku avaruuden läpi muuttuisi jatkuvasti epätasapainon vuoksi.

Jonkin kontrollin tulisi estää sitä edeltämästä, mutta sisäiset liikkeet eivät voi muuttaa sen kiertorataa.
#12
  0
LocalFluff
2015-04-17 05:29:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mikropainovoima ei ole haitallista lyhyemmissä jaksoissa, kuten muutaman viikon. Mikään avaruusjärjestö ei suunnittele ihmisten lähettämistä pitkäaikaiseen tehtävään, kuten lähetykseen Kuun ulkopuolella. Ei myöskään aiota antaa ihmisten pysyä pitkään kuun painovoimassa. Joten kenelläkään ei ole mitään hyötyä simuloidusta painovoimasta.

ISS on mikrogravitaatiolaboratorio, joka paljastaa tarkoituksellisesti astronautteja 6-12 kuukauden ajan kerrallaan. Se on lääketieteellinen kokeilu ihmisten kanssa selvittääkseen tarkalleen, kuinka astronauttien terveys tuhoutuu ja pystyvätkö he parantumaan siitä palattuaan maahan. Vaikka mikrogravitaatio on yksi terveyskysymys, joka ei vaivaa ihmisiä maan päällä, lääketieteellinen yhteisö toivoo, että tällaiset kokeet löytävät jonain päivänä jotain hyödyllistä ihmislääketieteelle yleensä. (ISS maksaa vain suunnilleen yhtä paljon kuin koskaan tehty syöpätutkimus, joten se on ehkä sen arvoista etsimällä serendipitoista löytöä?)

Oletan, että et laske täällä NASAn suunniteltua Mars-operaatiota 2030-luvun puolivälissä. ISS ei myöskään ole * ensisijaisesti * lääketieteellinen kokeilu.
@NathanTuggy En ole kuullut yhtään NASA: n Mars-operaatiota 20 vuoden aikana. Onko sinulla nimi lähetystyöstä tai lähetystyön päätutkijasta ja mikä budjetti hänellä on? ISS ensisijaisesti mikrogravitaatioasemana kilpailee vain sen käytöstä maapallon havaintoasemana.
Mikrogravity, kyllä. Lääketieteelliset kokeet ihmisillä, ei niin paljon. (Ei, että se ei ole pieni osa siitä, vain se, että se ei ole läheskään pääkohdetta.) Miehitetty Marsin operaatio: https://www.nasa.gov/content/nasas-orion-flight-test-and -matka-marsiin / index.html # .VH62pTGVJK8
#13
  0
A. Flowers
2016-12-07 10:41:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Keskisuuntaisen voiman käyttö on erittäin toteutettavissa oleva ratkaisu. Syy, miksi mikään nykyinen avaruusalus ei käytä pyörimistä keinotekoiseen painovoimaan, johtuu siitä, ettei mikään tähän mennessä tai tällä hetkellä suunniteltu avaruusmatka ole riittävän pitkä vaatia sitä.

#14
  0
Ragnar Von Lodbrok
2018-01-09 23:58:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

katsokaa näitä:
1966, Gemini XI: n (11) ensimmäinen säteittäinen kiihtyvyys- / keskisuuntaisen voiman kokeilu käyttäen jakoa ( youtube-viite)
1996, Tethered Satellite System -kokeilu STS-75: n aikana ( youtube-viite).

Olen lukenut ongelmat, mutta en ole vielä varma, miksi he eivät yrittäneet parantaa tätä. Kustannukset voivat olla korkeampia johtuen ensisijaisista &-toissijaisista varmuuskopiomoduuleista, tarpeesta kopioida elämän tuki, telakointiasiat jne ... ...

#15
-2
LazyReader
2020-05-25 08:00:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Painovoimaa simuloiva keskipakovoima ei ole sama kuin keinotekoinen painovoima. Silti NASA on kokeillut indusoitua painoa jonkin aikaa. Yksi syy on tuottaa "maan painovoima", joko joko rakennettava todella suuri sentrifugi vaatimattomalla pyörimisnopeudella; kohtuuttoman kallis asia. Tai rakenna pieni, mutta sen pitäisi pyöriä erittäin nopeasti, desorientaatio ja huimaus tekisivät kaikki astronauttien liikkeet sairaiksi. enter image description here Erityisesti yksi Gemini-tehtävä he käänsivät aluksensa sidottuun esineeseen simuloi painovoimaa, vaikkakin alle 1/100 normaali g. Toinen syy, miksi NASA ei häiritse, on se, että nolla g on juuri se ympäristö, jota he haluavat joka tapauksessa erilaisille tieteellisille kokeille. Solukasvu, kasvinviljely, kide, lääkkeiden valmistus, keinotekoiset materiaalit jne. Tietyt molekyyli- ja atomisidokset ja tietyt kemialliset prosessit ovat saavutettavissa vain ilman painovoimaa. NASA postitoi kuitenkin moduulin, joka tuottaisi erilaisia ​​G: itä aseman avaruudessa . Yksi tällainen moduuli peruttiin 2000-luvun alussa, kun ISS: n budjetti kutistui Columbian onnettomuuden jälkeen.

`-1, koska tämä ei vastaa kysymykseen" Miksi ei ole avaruusalusta, joka pyörii keinotekoisen painovoiman vuoksi? ". Jos kuitenkin laajensit "Yksi tällainen moduuli peruutettiin 2000-luvun alussa, kun ISS: n budjetti pieneni, Columbian onnettomuuden jälkeen". saatat pystyä muuttamaan tämän erinomaiseksi vastaukseksi!


ⓘ
Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...