Ang Science Fictional Artificial Gravity ay hindi gagana; Let's Talk G-Forces

Ang gravity ay matigas. Matagal nang kinuha ni Newton ang mga ito at maraming Newtonian physicists isang daang taon upang kumpirmahin ang gravitational teorya ng Einstein. At iyon ang natural na bagay na nagaganap. Ang artipisyal na gravity ay isang mas mahusay na pakikitungo na nakakalito.

Sci-fi mining - kung saan nakakagulat na mabunga para sa futuristic problema paglutas - ay walang pag-asa dito. Isaalang-alang Star Wars lore, na kung saan stuck isang grubby daliri sa bawat midichlorian-laki ng butas na maaari. Ang artipisyal na grabidad sa Millennium Falcon at bawat iba pang mga basura ng junk space? Ito ay binuo ng isang artipisyal na generator ng grabidad. Ang Wookieepedia, na may sampung libo na mga salita sa Darth Maul, ay may lahat ng dalawang pangungusap sa Lucas na lohika na natalo ang zero- g:

Ang mga artipisyal na generator ng gravity ay ginamit upang lumikha ng isang matatag na larangan ng gravity sa labas ng natural na gravity ng isang planeta na mabuti, kaya aiding buhay sa espasyo. Ginagamit din ang mga ito upang i-compress ang mga bagay-para sa mga layunin ng imbakan na may mga gas na pinagkukunan, at kung minsan ay lumikha ng mga sintetikong hiyas.

Kahit na Star Trek, na kung saan ay dapat na Star Wars para sa mga batang Modelo ng U.N., ay hindi mas mabuti. Ngunit hindi talaga makatarungang pumili sa fiction sa agham. Ang sintetikong gravity, tulad ng gravity na nilikha ng mga tao, ay kasalukuyang lampas sa aming pang-unawa.

Ang problema

Ang problema ay na, kumpara sa iba pang mga pwersa, ang gravity ay mahina - ang mga magnet na piddly ay maaaring talunin ito. Ang ibig sabihin nito sa praktika ay, ang pinakamadaling paraan upang bumuo ng isang sasakyang pangkalawakan na may artipisyal na grabidad na katumbas ng panlupa gravity ay upang mabigyan ito ng masa ng Earth. Ang paghadlang sa ilang mga kakaibang sobrang siksik na materyal na walang kapararakan o hindi maihahambing na pag-aaral ay biglang nakakakuha ng replicated, na wala sa tanong.

Gayunman, hindi ito nangangahulugan na walang mas kumplikadong solusyon. Ang artipisyal na pagpapataw ng normal na gravity ay hindi lamang magiging isa sa mga ito.

Ang Probable Solution

Kung pinabilis mo ang tamang halaga - alinman sa isang linya o isang bilog - maaari kang lumikha ng g-pwersa na katumbas ng gravity. Ang problema sa pag-accelerate sa isang direksyon ay ang iyong gasolina sa kalaunan ay maubos. Sa kabutihang palad, ang espasyo ay isang vacuum, kaya sa sandaling ang pag-ikot ng palitin ang ginagawa nito, walang makapagpabagal sa roll ng espasyo ng istasyon. Nakita mo na ito sa mga screen sa Elysium, Ang Martian, at Halo - at ito ay sumasalamin sa mga konsepto ng NASA na tagapagtatag. (Hindi lang ito matanda Ang mga konsepto tulad ng 1969 art sa itaas - spinning spaceships ay nasa 2015 roadmap ng NASA para sa hinaharap.)

Tulad ng lahat ng mga pwersa, ang konsepto ay bumababa hanggang sa pagpapabilis ng masa. Sa kasong ito, ang pabilog na acceleration ay ω ^ 2 beses R (kung saan ω ay angular velocity at R ay ang radius ng barko). Dahil ang masa ay nananatili ang parehong nasaan ka man, ang paglikha ng tamang pekeng gravity equation ay nagiging ehersisyo sa paggawa ng iyong barko sa tamang sukat at pag-ikot nito sa tamang bilis.

Ang Problema Gamit ang Marahil Solusyon

Ngunit ang pagtatayo ng Goldilocks ay hindi madali. Kung ang radius ay masyadong maliit, ikaw ay nakikipagbuno laban sa epekto ng Coriolis. Kapag ang iyong panloob na frame ay mabilis na umiikot, ang mga simpleng pagkilos ay tumatagal ng mga kakaibang katangian. Maaari kang maging komportable na tulad ng g-pwersa na Earth na nakatayo pa rin, ngunit kahit na Pagkiling iyong ulo ay maaaring itapon ang iyong dalawang panloob na mga tainga sa labas ng pag-sync. Ito ang dahilan kung bakit hindi ka maaaring magtapon ng isang basketball tuwid sa isang carousel, itinuturo ang oras ng serye ng PBS 'Space Space:

Kung gagawin mo ang barko sapat na malaki, hindi mo kailangang iikot ito nang mabilis - ngunit nakakakuha ka ng hindi kapani-paniwalang mga stress sa makina sa iyong spacecraft kung gagawin mo itong napakalaking. Ang matamis na lugar ng Sci-Fi, PBS Space Time sabi ni, ay malapit sa ring ni Halo. Isinasaalang-alang na ito ay sampu-sampung libong dolyar bawat libra upang makakuha ng mga materyales sa labas-planeta, "astronomya," tulad ng isang astronomer ng Cornell University na naglagay nito, kailangan nating itayo ang bagay sa espasyo. Dahil sa sapat na malaking Kickstarter, maaari mong gawin ang zero-g sa iisang digit.