为何各航天大国对太空人造重力都不太感兴趣?
2021-03-06 21:10:52
人造重力可以在很多科幻片中看到,比如幻想下个世纪或者下下个世纪的太空城市,人在里面为了和地面的生活环境类似,会用特殊方法创造人造重力。在大多数科幻片中,都没有详细说人造重力如何创造。但是一旦整个空间城市出现故障,比如有外星人入侵造成巨大的太空城市断电,那么人造重力会立即消失。所有太空城市中的人和物体都自动飘起来,造成系统混乱。按照科幻片中的意思,这些巨大的未来太空城市中的人造重力应该是通过电力产生的。电力直接制造重力,显然不是现代人掌握的技术。所以科幻片还是科幻片,有明显超出常识的东西也可以容忍,极端的比如曲率引擎,超光速飞行,明显违背了广义相对论,但是因为创造这些概念的科幻片比较出名,甚至都成了西方社会中正常的流行词汇和概念。
而按照常规的物理学知识,电力只能产生磁场,磁力可以吸附钢铁。因此用带磁性的鞋子和钢铁的地板,可以产生吸附力。其实这种电磁鞋在太空站上也实际试验过,结果发现非常的不好用,因为只有鞋子和脚被吸引,而人体的其他部分以及所有太空站上的设施物品都不会被吸引产生重力,这种电磁鞋在太空站上会非常的不舒服,等于游泳的时候被别人拽住了两只脚,不但感受不到重力,反倒会给航天员的日常活动帮倒忙。于是“磁力鞋”在各种航天器上都不受欢迎。另外一种人造重力,则更现实一些,这就是把航天器的其中一部分设计成一个以一定速度自转的大圆盘,就像游乐场里面的大摆锤一样,这样因为离心力的作用,在大圆盘的边缘生活,就可以获得和地球上差不多的重力加速度。
如果这种太空中自转的大圆盘的半径足够大,那么生活在圆盘边缘的航天员应该会体验到和地面差不多的重力环境,那么太空中的日常生活会变的更像地球表面。之所以要人造重力,是因为长期在太空微重力环境下生活的人类,会因为长期没有重力的掣肘,肌肉和骨骼都会逐步流失钙质和其他物质而变得日渐松弛,一旦再回到地球有重力的环境下会感到身体素质整体变弱。这也是大多数航天员从太空返回地球以后,都要先坐在椅子上,而不是立即自己到处走动的一个原因,专业名词叫做“重力再适应”。大多数航天员都经过挑选,身体素质都是相对比较强壮的,不是特别长时间的天空飞行对身体影响不大。不过今后有两个因素却需要人造重力。第一是长时间的天空飞行,比如往返火星,一个来回至少需要3到5年,期间大多数时间是纯失重状态。
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第二就是目前还没做过太空妊娠实验,不知道完全在失重状态下发育的新生儿是否各方面都正常。虽然未来人造重力是必须的,但是各大国在这方面的探索似乎并不积极。原因不外乎:第一,太空微重力状态本身是“比较舒适”的。瀚海狼山(匈奴狼山)虽然没体验过天空飞行,但是在过山车等设施上却有近乎完全失重的体验。瞬间失重感觉非常放松。因此让航天员在失重的大环境下非要人造重力,恐怕反对声音更大些。第二,圆盘旋转创造重力,说起来简单,但是在天空实践起来非常的庞大和麻烦;现阶段的航天实力还很难达到。如果怕在太空呆久了肌肉萎缩,那么几个弹簧拉力器就可以解决大部分锻炼的问题。于是人造重力就暂时放一下了。
而按照常规的物理学知识,电力只能产生磁场,磁力可以吸附钢铁。因此用带磁性的鞋子和钢铁的地板,可以产生吸附力。其实这种电磁鞋在太空站上也实际试验过,结果发现非常的不好用,因为只有鞋子和脚被吸引,而人体的其他部分以及所有太空站上的设施物品都不会被吸引产生重力,这种电磁鞋在太空站上会非常的不舒服,等于游泳的时候被别人拽住了两只脚,不但感受不到重力,反倒会给航天员的日常活动帮倒忙。于是“磁力鞋”在各种航天器上都不受欢迎。另外一种人造重力,则更现实一些,这就是把航天器的其中一部分设计成一个以一定速度自转的大圆盘,就像游乐场里面的大摆锤一样,这样因为离心力的作用,在大圆盘的边缘生活,就可以获得和地球上差不多的重力加速度。
如果这种太空中自转的大圆盘的半径足够大,那么生活在圆盘边缘的航天员应该会体验到和地面差不多的重力环境,那么太空中的日常生活会变的更像地球表面。之所以要人造重力,是因为长期在太空微重力环境下生活的人类,会因为长期没有重力的掣肘,肌肉和骨骼都会逐步流失钙质和其他物质而变得日渐松弛,一旦再回到地球有重力的环境下会感到身体素质整体变弱。这也是大多数航天员从太空返回地球以后,都要先坐在椅子上,而不是立即自己到处走动的一个原因,专业名词叫做“重力再适应”。大多数航天员都经过挑选,身体素质都是相对比较强壮的,不是特别长时间的天空飞行对身体影响不大。不过今后有两个因素却需要人造重力。第一是长时间的天空飞行,比如往返火星,一个来回至少需要3到5年,期间大多数时间是纯失重状态。
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第二就是目前还没做过太空妊娠实验,不知道完全在失重状态下发育的新生儿是否各方面都正常。虽然未来人造重力是必须的,但是各大国在这方面的探索似乎并不积极。原因不外乎:第一,太空微重力状态本身是“比较舒适”的。瀚海狼山(匈奴狼山)虽然没体验过天空飞行,但是在过山车等设施上却有近乎完全失重的体验。瞬间失重感觉非常放松。因此让航天员在失重的大环境下非要人造重力,恐怕反对声音更大些。第二,圆盘旋转创造重力,说起来简单,但是在天空实践起来非常的庞大和麻烦;现阶段的航天实力还很难达到。如果怕在太空呆久了肌肉萎缩,那么几个弹簧拉力器就可以解决大部分锻炼的问题。于是人造重力就暂时放一下了。