Nega bizda kosmosda sun'iy tortishish yo'q? Sun'iy tortishish va universal magnit Gravitatsiyani oshiring.

Kosmosda, garchi koinotdagi barcha massalar tortishish kuchiga bo'ysunsa ham, odatdagidek, Yerdagi kabi "yuqoriga" va "pastga" yo'q, chunki kosmik kema va bortdagi hamma narsa tortishish kuchi bilan bir xil tezlikda tezlashadi.

Agar siz odamni kosmosga joylashtirsangiz, u Yer yuzasida boshdan kechiradigan tortishish ta'siridan uzoqda bo'lsa, u vaznsizlikni boshdan kechiradi. Garchi koinotning barcha massalari uni o'ziga jalb qilishda davom etsa-da, ular kosmik kemani o'ziga jalb qilishda davom etadilar, shuning uchun odam ichkarida "suzadi". Star Trek, Star Wars, Battlecruiser Galactica va boshqa ko'plab teleseriallar va filmlarda bizga har doim ekipaj a'zolari boshqa sharoitlardan qat'i nazar, kemada qanday barqaror turishlari ko'rsatiladi. Bu sun'iy tortishish yaratish qobiliyatini talab qiladi - lekin bugungi kunda biz bilgan fizika qonunlarini hisobga olsak, bu juda qiyin vazifa.



Kapitan Gabriel Lorka Klingonlar bilan taqlid qilingan jang paytida Discovery ko'prigida. Butun jamoa sun'iy tortishish kuchi bilan "pastga" tortiladi - bugungi ilmiy fantastika texnologiyasi

Ekvivalentlik printsipining muhim saboqlari tortishish bilan bog'liq: bir xil tezlanayotgan sanoq tizimi tortishish maydonidan farq qilmaydi. Agar siz raketada bo'lsangiz va tashqariga qaray olmasangiz, nima bo'layotganini bilishning imkoni yo'q: sizni tortishish kuchi "pastga" itarib yuboryaptimi yoki raketa bir yo'nalishda bir tekisda tezlashyaptimi? Bu g'oya umumiy nisbiylik nazariyasini shakllantirishga olib keldi va yuz yildan ko'proq vaqt o'tgach, bu bizga ma'lum bo'lgan tortishish va tezlanishning eng to'g'ri tavsifi.

Tezlashayotgan raketada va Yerda erga tushgan to'pning bir xil harakati Eynshteynning ekvivalentlik printsipini ko'rsatadi.

Biz foydalanishimiz mumkin bo'lgan yana bir hiyla bor: kemani aylantiring. Chiziqli tezlashuv (raketaning tezlashtiruvchi kuchi) o'rniga siz markazdan qochmani olishingiz mumkin, bunda bortdagi odam uni kema korpusi qanday jalb qilishini his qiladi. 2001 yil: Kosmik Odissey filmi shu bilan mashhur va bu kuch, etarlicha katta kema berilganda, tortishish kuchidan ajralib turolmaydi.

Lekin hammasi shu. Tezlanishning uch turi - tortishish, chiziqli va aylanish - bizning ixtiyorimizdagi gravitatsion ta'sirga ega bo'lgan yagona kuchlardir. Kosmik kema bortida bo‘lganlar uchun esa bu katta, katta muammo.

1969 yildagi kosmik stantsiya kontseptsiyasi, u Apollon dasturining ishlatilgan bosqichlaridan orbitada yig'ilishi kerak edi. Stansiya markaziy o'q atrofida aylanishi va sun'iy tortishish hosil qilishi kerak edi.

Nega? Chunki boshqa yulduz tizimiga sayohat qilish uchun siz u erga boradigan yo'lda kemani tezlashtirishingiz va yetib borganingizda uni sekinlashtirishingiz kerak bo'ladi. Agar siz ushbu tezlashuvlardan himoya qila olmasangiz, siz fiaskoga duch kelasiz. Misol uchun, Star Trekning "impuls tezligi" ga, yorug'lik tezligining bir necha foizigacha tezlashishi uchun bir soat davomida 4000 g tezlanishni ushlab turish kerak bo'ladi. Bu sizning tanangiz orqali qon oqimining oldini oladigan tezlikni 100 baravar oshirish - eng kamida, juda asabiy holat.

1992 yilda Kolumbiya shattlining ishga tushirilishi raketaning tezlashishi bir zumda emas, balki ancha uzoq vaqt, ko'p daqiqalar davom etishini ko'rsatadi. Kosmik kema inson tanasi bardosh bera oladigan darajadan ko'proq tezlashishi kerak edi.

Bundan tashqari, agar siz uzoq safarda vaznsiz bo'lishni istamasangiz va suyaklarning yo'qolishi va kosmik ko'rlik kabi dahshatli biologik ta'sirlarni boshdan kechirishni istamasangiz, tanangizga doimiy ta'sir qiluvchi kuch kerak bo'ladi. Gravitatsiyadan boshqa kuchlar uchun bu muammo bo'lmaydi. Masalan, elektromagnit ta'sir qilish uchun buyruqni o'tkazuvchi qobiqqa joylashtirish mumkin bo'ladi va bu barcha tashqi elektromagnit maydonlarni yo'q qiladi. Va keyin ichkarida ikkita parallel plastinani tashkil qilish va zaryadlarni ma'lum bir yo'nalishda harakatga keltiradigan doimiy elektr maydonini tashkil qilish mumkin edi.

Oh, agar tortishish kuchi xuddi shunday ishlagan bo'lsa.

Ikki parallel o'tkazgich plitasi bir xil kattalikdagi zaryadlarga ega bo'lgan va ular o'rtasida elektr maydoni hosil qiluvchi kondansatörning sxematik diagrammasi.

Hech qanday "gravitatsiya o'tkazgichlari" yo'q va tortishish kuchiga qarshi himoya yo'q. Kosmosning ma'lum bir hududida har qanday plitalar o'rtasida bir xil tortishish maydonini yaratish mumkin emas. Sababi, musbat va manfiy zaryadlardan hosil bo'lgan elektrdan farqli o'laroq, tortishish "zaryadi" bir turdagi, massa-energiyada keladi. Og'irlik kuchi har doim o'ziga tortadi va bu bilan hech narsa qilish mumkin emas. Tezlashtirishning uchta mavjud turi bilan qo'lingizdan kelganini qilishingiz kerak - tortishish, chiziqli va aylanish.

Koinotdagi kvark va leptonlarning katta qismi materiyadan iborat, lekin ularning har biri uchun tortishish massalari aniqlanmagan antimateriya zarralari ham mavjud.

Sizni kema tezlanishining ta'siridan himoya qiladigan va tezlashmasdan doimiy "pastga" tortilishini ta'minlaydigan sun'iy tortishish kuchini yaratishning yagona yo'li yangi turdagi salbiy tortishish massasini kashf qilish bo'ladi. Biz kashf etgan barcha zarralar va antizarralar musbat massaga ega, ammo bular inertial massalar, ya’ni zarrachalarning tezlashishi yoki hosil bo‘lishi bilan bog‘liq bo‘lgan massalardir (ya’ni bu F = ma va E = mc 2 tenglamalaridan m). Biz barcha maʼlum boʻlgan zarralar uchun inertial va tortishish massalari bir xil ekanligini koʻrsatdik, ammo antimateriya va antizarrachalarni hali yetarli darajada sinchkovlik bilan tekshirmadik.

ALPHA hamkorligi gravitatsiyaviy maydonda neytral antimateriyaning harakatini o'lchash uchun boshqa tajribalarga qaraganda yaqinroqdir.

Va bu sohada tajribalar hozir davom etmoqda! CERN da ALPHA tajribasi antivodorodni - neytral antimaterning barqaror shaklini ishlab chiqardi va hozir uni boshqa barcha zarrachalardan past tezlikda ajratib olish ustida ishlamoqda. Agar u etarlicha sezgir bo'lib chiqsa, biz antimateriyaning tortishish maydonida qaysi tomonga harakat qilishini o'lchashimiz mumkin. Agar u odatdagidek yiqilsa, uning tortishish massasi noldan katta bo'ladi va uni tortish o'tkazgichini yaratish uchun ishlatib bo'lmaydi. Ammo agar u yuqoriga tushib qolsa, bu hamma narsani o'zgartiradi. Birgina eksperimental natija to'satdan sun'iy tortishishni jismoniy jihatdan mumkin bo'ladi.

Sun'iy tortishish kuchini olish imkoniyati jozibador, ammo bu salbiy tortishish massasining mavjudligini talab qiladi. Antimateriya bunday massaga aylanishi mumkin, ammo bu hali noma'lum.

Agar antimater manfiy gravitatsion massaga ega bo'lsa, u holda antimateriya xonasining shiftini va materiyaning tagini yasash orqali biz sizni doimo "pastga" tortadigan sun'iy tortishish maydonini yaratishimiz mumkin. Kema qobig'ini gravitatsiyaviy o'tkazgichdan qurish orqali biz uning ichidagi barchani o'ta yuqori tezlanish kuchlaridan himoya qilamiz, aks holda bu halokatli bo'ladi. Va eng muhimi, kosmosdagi odamlar endi zamonaviy kosmonavtlarni qiynayotgan vestibulyar buzilishlardan tortib yurak mushaklarining atrofiyasigacha bo'lgan salbiy fiziologik ta'sirlardan azob chekmaydilar. Ammo biz manfiy tortishish massasiga ega bo'lgan zarrachani (yoki zarrachalar to'plamini) kashf qilmagunimizcha, sun'iy tortishish faqat tezlanish orqali olinishi mumkin.

Siz kulishingiz mumkin, lekin universal magnit misolini uzoqdan izlashning hojati yo'q. Shunday qilib, biz sharikli qalam yoki flomasterdan yorqin sariq, yashil yoki qizil rangli plastik qutini olamiz, uni jun matoga lavsan bilan surtamiz va uni turli xil qattiq moddalarning mayda zarralariga keltiramiz. Men darhol rezervatsiya qilishim kerak: zarralari, ular aytganidek, elektrlashtirilgan jismga tortilmaydigan bunday moddani topa olmadim. Va bu erda shuni ta'kidlash kerakki, masalan, qo'rg'oshin chiplari bizning tutqichimizga misdan ancha kuchliroq va alyuminiydan ancha kuchliroq tortiladi. Bundan xulosa kelib chiqadi: tajribamizdagi turli oddiy moddalarni tortish kuchi atom massalariga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Bu juda muhim nuqta. Bundan tashqari, o'simlik barglari va kichik tirik organizmlar tutqichga tortiladi, masalan, baliqchilar tomonidan o'lja sifatida ishlatiladigan taniqli qon qurti. Bundan tashqari, "malina" hech narsa bo'lmagandek, dastani tanasi bo'ylab teskari emaklaydi.

Darhaqiqat, bu uy tajribasida o'zaro tortishish kuchi qarama-qarshi elektr zaryadlarining kattaligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir - tutqich va "eksperimental" jismlar. Biroq, normal holatdagi barcha jismlar elektr neytraldir. Demak, bu elektr energiyasi haqida emas.

Gravitatsion fizika tabiatda har qanday elektr zaryadlarining mavjudligini inkor etadi (Aytgancha, bu allaqachon 2010 yilda Katta adron kollayderida isbotlangan). Unda yadro yoʻldoshlarining tana atomlarida sinxron harakati hamda koʻp sonli sinxron va qoʻzgʻaluvchan atomlarning tortishish momentlarining qoʻshilishi bilan bogʻliq boʻlgan barcha fizik hodisalar faqat odatiy va amaliy maqsadda magnit, elektromagnit va elektr deb ataladi. sabablar. Qalamning plastik korpusini matoga ishqalab, bir muncha vaqt "polimagnit" xususiyatlarga ega nisbatan doimiy polimer magnitini olamiz. Darhaqiqat, ishqalanish orqali biz qalam tanasini tashkil etuvchi turli xil kimyoviy elementlarning atomlarini qo'zg'atamiz va sinxronlashtiramiz va natijada biz bir murakkab moddada bir nechta turli xil doimiy magnitlarni olamiz.

Haqiqatan ham, doimiy ferromagnit faqat temir narsalar bilan kuchli ta'sir o'tkazadi. Shu bilan birga, magnitning qo'zg'aluvchan va sinxron atomlari bir xil temir atomlarini qo'zg'atadi va sinxronlashtiradi, masalan, temir tirnoq, o'sha paytda o'zi magnitga aylanadi. Magnit va tirnoq o'zlarining sinxron atomlarining umumiy harakati bilan bir-biriga qarab harakatlanadi, bu kuch chiziqlarining tarangligi bilan emas, balki biron bir maxsus "magnit" maydon yordamida emas. Magnit va tirnoqning sinxron atomlarining kuchli o'zaro ta'sirining sababini ikkalasining bir xil atomlarining tortishish momentlari chastotalarining mos kelishi bilan izohlash mumkin. Qisqasi, hamma narsa chastotaga bog'liq. "Polimagnet" ko'p chastotali yoki "keng polosali" magnitdir. Hatto havo molekulalari ham bunday magnit bilan o'zaro ta'sir qiladi. Bu ko'pincha qarsillash va ko'rinadigan "elektr zaryadlari" yoki "uchqunlar" bilan birga keladi.

Va shunga qaramay, tananing magnit xususiyatlari hech qanday maxsus moddaning miqdoriga bog'liq emas, balki magnitlangan tananing qo'zg'aluvchan va sinxron atomlari soniga bog'liq. Shuning uchun har qanday doimiy magnitni osongina demagnetizatsiya qilish mumkin. Misol uchun, agar mebel eshigi ushlagichidan olib tashlangan fitting magnit gaz plitasida biroz qizdirilsa va uning ustiga suv tushirilsa, u butunlay magnitsizlanadi. Ammo, agar bunday magnit yana qizdirilsa va unga faol magnit qo'yilsa, u bunday "bo'ysunuvchi" holatda sovutib, barcha "sehrli" xususiyatlarini qaytaradi yoki hatto yaxshilaydi. (Doimiy magnitlarni magnitsizlantirish va magnitlashning bu "yumshoq" usuli, shuningdek, elektr energiyasini ishlab chiqarishning bir nechta original usullari menga atomning tortishish nazariyasi tomonidan ham taklif qilingan.)

Endi orbital stansiya polidagi polimer plitani tasavvur qiling. Kimyoviy elementlar to'plamiga va ularning miqdoriy nisbatiga ko'ra, plastinkaning moddasi taxminan inson tanasida mavjud bo'lganlarga mos keladi. Ishonchim komilki, agar bunday plastinkaning kimyoviy elementlarining turli guruhlarida atomlarni qo'zg'atish va sinxronlashtirish mumkin bo'lsa, odam unga "magnitlanadi" - xuddi mashhur "qon qurti" yoki "qon qurti" nomi ostidagi tolali chivin lichinkasi kabi. malina” sakrab turdi va qalamimiz tanasiga tortildi.

"Universal magnit" ning barcha atomlarini faqat "polimerlardagi elektr toki" deb atash mumkin bo'lgan narsa yordamida qo'zg'atish va sinxronlashtirish mumkin. Kuchli "polimer oqimlari" ni olishning samarali usullari hali ham sir bo'lib qolmoqda. Xayr. Biroq, agar an'anaviy oqim generatorining rotorli o'rashidagi mis sim maxsus polimer ip bilan almashtirilsa ... keyin biror narsa allaqachon ishlashi mumkin.

Mana oddiy tajriba. Biz oddiy mos magnitni pastdan muvozanatli tutqichli tarozilarning ebonit stakaniga keltiramiz. Bu holatda tarozilarning muvozanati buzilmaydi. Biz buni magnitlarning izolyatorlar bilan o'zaro ta'sir qilmasligi bilan izohlaymiz. Biz tarozilarni mis stakan bilan olamiz. Tajriba natijasi bir xil bo'lib qolmoqda. Va endi, magnitni stakanga olib, biz uni asta-sekin tushirishni boshlaymiz. Tarozi kosasi, xoh mis, xoh ebonit, xuddi yopishtirilgandek harakatlanuvchi magnitni kuzatib boradi. Biz magnitni zich ob'ekt bilan almashtiramiz va shunga o'xshash manipulyatsiyalar bilan biz o'lchovli panani unga "yopishtirish" ni kuzatmaymiz. Xuddi shunday, biz harakatlanuvchi doimiy magnitlarning turli zich jismlar bilan o'zaro ta'sir qilish hodisasini kuzatishimiz mumkin. Savol: Gravitatsion o'zaro ta'sir va el o'rtasidagi asosiy farq nima. magnit?

Sharhlar

Viktor, rahmat, juda ma'lumotli maqola.
Kechagina mening kichkina o'g'limning o'zi shunday xulosaga keldiki, bizning Yerimiz kichikroq jismlarni (shu jumladan bizni ham) o'ziga tortadigan ulkan magnit kabi ishlaydi, shuning uchun biz undan uchib ketmaymiz. Bundan tashqari, atmosferaning o'ziga xos og'irligi ham bor. Va sayyoraning massasi qanchalik katta bo'lsa, tortishish shunchalik kuchli bo'ladi.
Darhaqiqat, kosmos miqyosida tortishish kichikroq miqyosda elektromagnit maydon kabi ishlaydi, faqat uning intensivligi elektromagnit o'zaro ta'sir paytida moddalarning atom massalariga emas, balki birinchi navbatda jismlarning massasiga bog'liq. Ammo ikkala holatda ham tortishish intensivligi jismlar orasidagi masofaga bog'liq.
Rahmat va omad tilaymiz!
Hurmat bilan,

Kosmosga qiziqmaydigan odam ham hech bo'lmaganda bir marta kosmik sayohat haqidagi filmni ko'rgan yoki kitoblardan bunday narsalarni o'qigan. Deyarli barcha bunday ishlarda odamlar kema atrofida yurishadi, odatdagidek uxlashadi va ovqatlanish bilan bog'liq muammolarga duch kelmaydilar. Bu shuni anglatadiki, bu xayoliy kemalar sun'iy tortishish kuchiga ega. Aksariyat tomoshabinlar buni mutlaqo tabiiy narsa deb bilishadi, ammo bu unchalik emas.

sun'iy tortishish

Bu turli usullarni qo'llash orqali bizga tanish bo'lgan tortishishning (har qanday yo'nalishda) o'zgarishining nomi. Va bu nafaqat hayoliy ishlarda, balki juda haqiqiy erdagi vaziyatlarda, ko'pincha tajribalar uchun amalga oshiriladi.

Nazariy jihatdan, sun'iy tortishish yaratish unchalik qiyin ko'rinmaydi. Misol uchun, uni inertsiya yordamida qayta tiklash mumkin, aniqrog'i, bu kuchga bo'lgan ehtiyoj kechagina paydo bo'lmagan - bu odam uzoq muddatli kosmik parvozlarni orzu qila boshlagan zahotiyoq sodir bo'ldi. Kosmosda sun'iy tortishishning yaratilishi vaznsizlikda uzoq vaqt qolish paytida yuzaga keladigan ko'plab muammolarni oldini olishga imkon beradi. Astronavtlarning mushaklari zaiflashadi, suyaklar kuchsizlanadi. Bunday sharoitda bir necha oy davomida sayohat qilish, siz ba'zi mushaklarning atrofiyasini olishingiz mumkin.

Shunday qilib, bugungi kunda sun'iy tortishish yaratish juda muhim vazifa bo'lib, bu mahoratsiz buning iloji yo'q.

material

Hatto fizikani faqat maktab o'quv dasturi darajasida biladiganlar ham tortishish bizning dunyomizning asosiy qonunlaridan biri ekanligini tushunishadi: barcha jismlar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi, o'zaro tortishish / itarishni boshdan kechiradi. Tana qanchalik katta bo'lsa, uning tortishish kuchi shunchalik katta bo'ladi.

Bizning haqiqatimiz uchun Yer juda katta ob'ektdir. Shuning uchun, istisnosiz, uning atrofidagi barcha jismlar unga jalb qilinadi.

Biz uchun bu odatda g bilan o'lchanadigan, kvadrat soniyasiga 9,8 metrga teng degan ma'noni anglatadi. Bu shuni anglatadiki, agar oyog'imiz ostida hech qanday tayanch bo'lmasa, biz har soniyada 9,8 metrga ko'tariladigan tezlikda yiqilib tushamiz.

Shunday qilib, faqat tortishish tufayli biz normal turishimiz, yiqilishimiz, ovqatlanishimiz va ichishimiz, tepa qayerda, pastki qismi qayerda ekanligini tushunishimiz mumkin. Agar diqqatga sazovor joy yo'qolsa, biz o'zimizni vaznsizlikda topamiz.

Kosmosda ko'tarilish - erkin tushish holatida bo'lgan astronavtlar bu hodisani ayniqsa yaxshi bilishadi.

Nazariy jihatdan, olimlar sun'iy tortishishni qanday yaratishni bilishadi. Bir necha usullar mavjud.

Katta massa

Eng mantiqiy variant - uni shunchalik katta qilishki, unda sun'iy tortishish paydo bo'ladi. Kemada o'zingizni qulay his qilishingiz mumkin bo'ladi, chunki kosmosdagi yo'nalish yo'qolmaydi.

Afsuski, texnologiyaning zamonaviy rivojlanishi bilan bu usul haqiqiy emas. Bunday ob'ektni qurish juda ko'p resurslarni talab qiladi. Bundan tashqari, uni ko'tarish uchun aql bovar qilmaydigan miqdorda energiya talab qilinadi.

Tezlashtirish

Agar siz Yernikiga teng g ga erishmoqchi bo'lsangiz, shunchaki kemaga tekis (platforma) shakl berishingiz va uni tekislikka perpendikulyar ravishda kerakli tezlashtirish bilan harakatlantirishingiz kerak. Shunday qilib, sun'iy tortishish olinadi va - ideal.

Biroq, aslida, hamma narsa ancha murakkab.

Avvalo, yoqilg'i masalasini ko'rib chiqishga arziydi. Stansiya doimiy ravishda tezlashishi uchun uzluksiz quvvat manbai bo'lishi kerak. Agar to'satdan moddani chiqarib yubormaydigan dvigatel paydo bo'lsa ham, energiya saqlanish qonuni o'z kuchida qoladi.

Ikkinchi muammo doimiy tezlashtirish g'oyasida yotadi. Bizning bilimlarimiz va jismoniy qonunlarimizga ko'ra, cheksizlikka tezlashish mumkin emas.

Bundan tashqari, bunday transport tadqiqot missiyalari uchun mos emas, chunki u doimo tezlashishi kerak - uchish. U sayyorani o'rganish uchun to'xtab qololmaydi, u hatto uning atrofida sekin ucha olmaydi - u tezlashishi kerak.

Shunday qilib, bunday sun'iy tortishish hali biz uchun mavjud emasligi aniq bo'ladi.

Karusel

Karuselning aylanishi tanaga qanday ta'sir qilishini hamma biladi. Shu sababli, ushbu printsipga muvofiq sun'iy tortishish moslamasi eng real ko'rinadi.

Karuselning diametridagi hamma narsa aylanish tezligiga teng tezlikda undan tushishga moyildir. Ma'lum bo'lishicha, jismga aylanadigan jismning radiusi bo'ylab yo'naltirilgan kuch ta'sir qiladi. Bu tortishish kuchiga juda o'xshaydi.

Shunday qilib, silindrsimon shaklga ega bo'lgan kema kerak. Shu bilan birga, u o'z o'qi atrofida aylanishi kerak. Aytgancha, ushbu tamoyilga muvofiq yaratilgan kosmik kemadagi sun'iy tortishish ko'pincha ilmiy-fantastik filmlarda namoyish etiladi.

Uzunlamasına o'q atrofida aylanadigan barrel shaklidagi kema markazdan qochma kuchni hosil qiladi, uning yo'nalishi ob'ektning radiusiga to'g'ri keladi. Olingan tezlashtirishni hisoblash uchun siz kuchni massaga bo'lishingiz kerak.

Ushbu formulada hisoblash natijasi tezlashuv, birinchi o'zgaruvchi - tugun tezligi (sekundiga radyanlarda o'lchanadi), ikkinchisi - radius.

Shunga ko'ra, odatiy g ni olish uchun kosmik tashish radiusini to'g'ri birlashtirish kerak.

Shunga o'xshash muammo Intersolach, Babylon 5, 2001: A Space Odyssey va shunga o'xshash filmlarda ta'kidlangan. Bu barcha holatlarda sun'iy tortishish quruqlikdagi erkin tushish tezlashishiga yaqin.

G'oya qanchalik yaxshi bo'lmasin, uni amalga oshirish juda qiyin.

Karusel usuli muammolari

Eng aniq muammo "Space Odyssey"da ta'kidlangan. "Kosmik tashuvchi" ning radiusi taxminan 8 metrni tashkil qiladi. 9,8 tezlashuvni olish uchun aylanish har daqiqada taxminan 10,5 aylanish tezligida sodir bo'lishi kerak.

Ushbu qiymatlar bilan "koriolis effekti" namoyon bo'ladi, bu boshqa kuchning poldan boshqa masofada harakat qilishidan iborat. Bu to'g'ridan-to'g'ri burchak tezligiga bog'liq.

Ma'lum bo'lishicha, kosmosda sun'iy tortishish paydo bo'ladi, ammo korpusning juda tez aylanishi ichki quloq bilan bog'liq muammolarga olib keladi. Bu, o'z navbatida, nomutanosiblik, vestibulyar apparatlar bilan bog'liq muammolar va boshqa shunga o'xshash qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi.

Ushbu to'siqning paydo bo'lishi bunday modelning juda muvaffaqiyatsiz ekanligini ko'rsatadi.

Siz "Dunyo uzuk" romanida bo'lgani kabi, aksincha, borishga harakat qilishingiz mumkin. Bu erda kema halqa shaklida qilingan, uning radiusi bizning orbita radiusiga yaqin (taxminan 150 million km). Bunday o'lchamda uning aylanish tezligi Coriolis effektini e'tiborsiz qoldirish uchun etarli.

Muammo hal qilindi, deb o'ylashingiz mumkin, ammo bu unchalik emas. Gap shundaki, bu strukturaning o'z o'qi atrofida to'liq aylanishi 9 kun davom etadi. Bu yuklarning juda katta bo'lishini taxmin qilish imkonini beradi. Tuzilish ularga bardosh bera olishi uchun bugungi kunda bizning ixtiyorimizda bo'lmagan juda kuchli material kerak. Bundan tashqari, muammo materialning miqdori va qurilish jarayonining o'zi.

Xuddi shunga o'xshash mavzudagi o'yinlarda, xuddi "Bobil 5" filmidagi kabi, bu muammolar qandaydir tarzda hal qilinadi: aylanish tezligi juda etarli, Koriolis effekti muhim emas, gipotetik jihatdan bunday kemani yaratish mumkin.

Biroq, bunday olamlarning ham kamchiligi bor. Bu impuls deb ataladi.

Kema o'z o'qi atrofida aylanib, ulkan giroskopga aylanadi. Ma'lumki, giroskopni o'qdan chetga surib qo'yish juda qiyin, chunki uning miqdori tizimni tark etmaydi. Bu shuni anglatadiki, ushbu ob'ekt uchun yo'nalishni belgilash juda qiyin bo'ladi. Biroq, bu muammoni hal qilish mumkin.

Muammolarni bartaraf etish

Koinot stantsiyasida sun'iy tortishish "O'Neill top shapka" yordamga kelganda mavjud bo'ladi. Ushbu dizaynni yaratish uchun eksa bo'ylab bog'langan bir xil silindrsimon kemalar kerak bo'ladi. Ular turli yo'nalishlarda aylanishi kerak. Bunday yig'ilishning natijasi nol burchak momentidir, shuning uchun kemaga kerakli yo'nalishni berishda hech qanday qiyinchilik bo'lmasligi kerak.

Agar radiusi taxminan 500 metr bo'lgan kema yasash mumkin bo'lsa, u xuddi shunday ishlaydi. Shu bilan birga, kosmosdagi sun'iy tortishish juda qulay va kemalarda yoki tadqiqot stantsiyalarida uzoq parvozlar uchun mos keladi.

Kosmik muhandislar

Sun'iy tortishish qanday yaratilishi o'yinni yaratuvchilarga ma'lum. Biroq, bu hayoliy dunyoda tortishish jismlarning o'zaro tortishishi emas, balki ma'lum bir yo'nalishda jismlarni tezlashtirish uchun mo'ljallangan chiziqli kuchdir. Bu erda diqqatga sazovor joy mutlaq emas, manba qayta yo'naltirilganda o'zgaradi.

Koinot stantsiyasida sun'iy tortishish maxsus generator yordamida yaratiladi. Bu generator hududida bir xil va teng yo'nalishli. Shunday qilib, haqiqiy dunyoda, agar sizni generator o'rnatilgan kema urib yuborsa, siz korpusga tortilasiz. Biroq, o'yinda qahramon qurilmaning perimetrini tark etgunga qadar tushadi.

Bugungi kunga qadar bunday qurilma tomonidan yaratilgan kosmosdagi sun'iy tortishish insoniyat uchun mavjud emas. Biroq, hatto kulrang sochli ishlab chiquvchilar ham bu haqda orzu qilishni to'xtatmaydi.

Sferik generator

Bu uskunaning yanada real versiyasi. O'rnatilganda tortishish generatorga yo'nalishga ega. Bu tortishish kuchi sayyoraviyga teng bo'lgan stantsiyani yaratishga imkon beradi.

Santrifuga

Bugungi kunda Yerdagi sun'iy tortishish turli xil qurilmalarda mavjud. Ular, asosan, inertsiyaga asoslanadi, chunki bu kuch bizni tortishish ta'siriga o'xshash his qiladi - tana tezlashuvga nima sabab bo'lganini ajrata olmaydi. Misol tariqasida: liftda ko'tarilgan odam inertsiya ta'sirini boshdan kechiradi. Fizikning ko'zi bilan: liftni ko'tarish erkin tushishning tezlashishiga avtomobilning tezlashishini qo'shadi. Idishning o'lchangan harakatiga qaytganida, og'irlikdagi "o'sish" yo'qoladi, odatiy his-tuyg'ularni qaytaradi.

Olimlar uzoq vaqtdan beri sun'iy tortishish kuchi bilan qiziqishgan. Santrifuga ko'pincha bu maqsadlar uchun ishlatiladi. Bu usul nafaqat kosmik kemalar uchun, balki tortishishning inson tanasiga ta'sirini o'rganish talab qilinadigan yerosti stansiyalari uchun ham mos keladi.

Yerda o'qish, ariza topshirish ...

Gravitatsiyani o'rganish kosmosdan boshlangan bo'lsa-da, bu juda erdagi fandir. Bugungi kunda ham bu sohadagi yutuqlar, masalan, tibbiyotda o'z qo'llanilishini topdi. Sayyorada sun'iy tortishish yaratish mumkinmi yoki yo'qligini bilib, uni vosita apparati yoki asab tizimi bilan bog'liq muammolarni davolash uchun ishlatishingiz mumkin. Bundan tashqari, bu kuchni o'rganish birinchi navbatda Yerda amalga oshiriladi. Bu kosmonavtlarga shifokorlarning diqqat e'tiborida bo'lgan holda tajriba o'tkazish imkonini beradi. Yana bir narsa - kosmosdagi sun'iy tortishish, u erda kutilmagan vaziyatda astronavtlarga yordam beradigan odamlar yo'q.

To'liq vaznsizlikni hisobga olsak, sun'iy yo'ldoshni Yerga yaqin orbitada hisobga olish mumkin emas. Bu jismlarga ozgina bo'lsada tortishish kuchi ta'sir qiladi. Bunday hollarda hosil bo'ladigan tortishish kuchiga mikrogravitatsiya deyiladi. Haqiqiy tortishish faqat kosmosda doimiy tezlikda uchadigan apparatda seziladi. Biroq, inson tanasi bu farqni sezmaydi.

Uzunlikka sakrash paytida (stop ochilgunga qadar) yoki samolyotning parabolik tushishi paytida siz vaznsizlikni boshdan kechirishingiz mumkin. Bunday tajribalar ko'pincha AQShda o'tkaziladi, ammo samolyotda bu tuyg'u atigi 40 soniya davom etadi - bu to'liq o'rganish uchun juda qisqa.

1973 yilda SSSR sun'iy tortishish yaratish mumkinmi yoki yo'qligini bilar edi. Va nafaqat uni yaratdi, balki uni qandaydir tarzda o'zgartirdi. Gravitatsiyaning sun'iy pasayishining yorqin misoli quruq suvga cho'mish, suvga cho'mishdir. Istalgan effektga erishish uchun siz suv yuzasiga zich plyonka qo'yishingiz kerak. Odam uning ustiga qo'yiladi. Tananing og'irligi ostida tana suv ostida cho'kadi, faqat bosh yuqorida qoladi. Ushbu model okeanga xos bo'lgan past tortishish quvvatini namoyish etadi.

Vaznsizlikning qarama-qarshi kuchi - gipergravitatsiya ta'sirini his qilish uchun kosmosga chiqishning hojati yo'q. Kosmik kemaning uchishi va qo'nishi paytida, sentrifugada ortiqcha yuk nafaqat sezilishi, balki o'rganilishi ham mumkin.

Gravitatsiya bilan davolash

Gravitatsion fizika, boshqa narsalar qatorida, vaznsizlikning inson tanasiga ta'sirini o'rganadi va oqibatlarini minimallashtirishga intiladi. Biroq, ushbu fanning ko'plab yutuqlari sayyoramizning oddiy aholisi uchun foydali bo'lishi mumkin.

Shifokorlar miyopatiyadagi mushak fermentlarining xatti-harakatlarini o'rganishga katta umid bog'laydilar. Bu erta o'limga olib keladigan jiddiy kasallik.

Faol jismoniy mashqlar bilan ko'p miqdorda kreatinofosfokinaz fermenti sog'lom odamning qoniga kiradi. Ushbu hodisaning sababi aniq emas, ehtimol yuk hujayra membranasiga shunday ta'sir qiladiki, u "teshiladi". Miyopatiya bilan og'rigan bemorlar jismoniy mashqlarsiz bir xil ta'sirga ega. Astronavtlarning kuzatishlari shuni ko'rsatadiki, vaznsizlikda faol fermentning qonga tushishi sezilarli darajada kamayadi. Ushbu kashfiyot shuni ko'rsatadiki, suvga cho'mishdan foydalanish miyopatiyaga olib keladigan omillarning salbiy ta'sirini kamaytiradi. Hozirda hayvonlar ustida tajribalar olib borilmoqda.

Ba'zi kasalliklarni davolash bugungi kunda tortishish kuchini o'rganish natijasida olingan ma'lumotlar, shu jumladan sun'iy usullar yordamida allaqachon amalga oshirilmoqda. Masalan, miya yarim palsi, insult, Parkinson kasalligi yuk kostyumlari yordamida davolanadi. Qo'llab-quvvatlash - pnevmatik poyabzalning ijobiy ta'sirini o'rganish deyarli yakunlandi.

Marsga boramizmi?

Astronavtlarning so'nggi yutuqlari loyihaning haqiqatiga umid baxsh etadi. Erdan uzoqroq bo'lgan odamga tibbiy yordam ko'rsatish tajribasi mavjud. Oyga tortishish kuchi biznikidan 6 barobar kam bo'lgan tadqiqot parvozlari ham katta foyda keltirdi. Endi astronavtlar va olimlar o'z oldiga yangi maqsad - Marsni qo'ymoqda.

Qizil sayyoraga chipta olish uchun navbatda turishdan oldin, ishning birinchi bosqichida - yo'lda tanangiz nimani kutayotganini bilishingiz kerak. O'rtacha, cho'l sayyorasiga yo'l bir yarim yil - taxminan 500 kun davom etadi. Yo'lda siz faqat o'z kuchingizga tayanishingiz kerak bo'ladi, yordam kutish uchun hech qanday joy yo'q.

Ko'pgina omillar kuchga putur etkazadi: stress, radiatsiya, magnit maydonning etishmasligi. Tana uchun eng muhim sinov - bu tortishishning o'zgarishi. Sayohatda odam bir nechta tortishish darajasi bilan "tanishadi". Birinchidan, bu parvoz paytida ortiqcha yuklar. Keyin - parvoz paytida vaznsizlik. Shundan so'ng - maqsadda gipogravitatsiya, chunki Marsdagi tortishish Yerning 40% dan kamini tashkil qiladi.

Uzoq parvozda vaznsizlikning salbiy ta'sirini qanday engish mumkin? Sun'iy tortishish yaratish sohasidagi ishlanmalar yaqin kelajakda bu muammoni hal qilishga yordam beradi, degan umiddamiz. “Kosmos-936”da sayohat qilayotgan kalamushlar ustida o‘tkazilgan tajribalar shuni ko‘rsatadiki, bu texnika barcha muammolarni hal etavermaydi.

OS tajribasi shuni ko'rsatdiki, har bir astronavt uchun zarur yukni alohida aniqlashga qodir bo'lgan o'quv komplekslaridan foydalanish tanaga ko'proq foyda keltirishi mumkin.

Hozircha Marsga nafaqat tadqiqotchilar, balki Qizil sayyorada koloniya o‘rnatish istagida bo‘lgan sayyohlar ham uchishi mumkinligi taxmin qilinmoqda. Ular uchun, hech bo'lmaganda, birinchi navbatda, vaznsizlikda bo'lish hissi shifokorlarning bunday sharoitlarga uzoq vaqt ta'sir qilish xavfi haqidagi barcha dalillaridan ustundir. Biroq, bir necha hafta ichida ular ham yordamga muhtoj bo'ladi, shuning uchun kosmik kemada sun'iy tortishish yaratish yo'lini topish juda muhimdir.

Natijalar

Kosmosda sun'iy tortishish yaratish haqida qanday xulosalar chiqarish mumkin?

Hozirda ko'rib chiqilayotgan barcha variantlar orasida aylanadigan struktura eng real ko'rinadi. Biroq, hozirgi jismoniy qonunlarni tushunish bilan, bu mumkin emas, chunki kema ichi bo'sh silindr emas. Uning ichida g'oyalarni amalga oshirishga xalaqit beradigan o'zaro bog'liqliklar mavjud.

Bundan tashqari, kemaning radiusi shunchalik katta bo'lishi kerakki, Koriolis effekti sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi.

Shunga o'xshash narsalarni boshqarish uchun yuqorida aytib o'tilgan O'Neill tsilindri talab qilinadi, bu esa kemani boshqarishga imkon beradi. Bunday holda, jamoani qulay tortishish darajasini ta'minlagan holda sayyoralararo parvozlar uchun shunga o'xshash dizayndan foydalanish imkoniyatlari ortadi.

Insoniyat o'z orzularini ro'yobga chiqarishdan oldin, men ilmiy fantastikadagi fizika qonunlarini biroz ko'proq realizm va hatto ko'proq bilishni istardim.

Ilgari fantast yozuvchilar Isaak Asimov, Stanislav Lem, Aleksandr Belyaev va boshqalar yozgan uzoq muddatli kosmik parvozlar, boshqa sayyoralarni o'rganish bilim tufayli juda mumkin bo'lgan haqiqatga aylanadi. Erning tortishish darajasini qayta yaratishda biz odamlar uchun mikrogravitatsiyaning (vaznsizlik) salbiy oqibatlaridan (mushak atrofiyasi, hissiy, vosita va vegetativ kasalliklar) qochishimiz mumkin. Ya'ni, istagan deyarli har bir kishi tananing jismoniy xususiyatlaridan qat'i nazar, kosmosga tashrif buyurishi mumkin. Shu bilan birga, kosmik kemada qolish qulayroq bo'ladi. Odamlar allaqachon mavjud, tanish qurilmalar, ob'ektlardan (masalan, dush, hojatxona) foydalanishlari mumkin bo'ladi.

Yerda tortishish darajasi tortishishning tezlashishi bilan aniqlanadi o'rtacha 9,81 m / s 2 ("ortiqcha yuk" 1 g), kosmosda esa vaznsizlik sharoitida taxminan 10-6 g. K.E. Tsiolkovskiy suvga botganda yoki kosmosda vaznsizlik holatida yotoqda yotganda tana vaznini his qilish o'rtasidagi o'xshashliklarni keltirdi.

“Yer – aqlning beshigi, lekin beshikda abadiy yashab bo‘lmaydi”.
"Dunyo yanada sodda bo'lishi kerak."
Konstantin Tsiolkovskiy

Qizig'i shundaki, gravitatsion biologiya uchun turli tortishish sharoitlarini yaratish qobiliyati haqiqiy yutuq bo'ladi. Buni o'rganish mumkin bo'ladi: strukturaning qanday o'zgarishi, mikro-, makro-darajalarda ishlashi, turli kattalik va yo'nalishdagi tortishish ta'siri ostida qonuniyatlari. Bu kashfiyotlar, o'z navbatida, hozirda juda yangi yo'nalish - gravitatsion terapiyani rivojlantirishga yordam beradi. Gravitatsiyadagi o'zgarishlarni davolash uchun qo'llash imkoniyati va samaradorligi (Yer bilan solishtirganda ko'paygan) ko'rib chiqiladi. Biz tortishishning kuchayishini his qilamiz, go'yo tana biroz og'irroq. Bugungi kunda gipertenziya uchun gravitatsiyaviy terapiyani qo'llash, shuningdek, suyak to'qimasini yoriqlarda tiklash bo'yicha tadqiqotlar olib borilmoqda.

(sun'iy tortishish) ko'p hollarda inersiya va tortishish kuchlarining ekvivalentligi printsipiga asoslanadi. Ekvivalentlik printsipi shuni ko'rsatadiki, biz harakatning taxminan bir xil tezlashishini unga sabab bo'lgan sababni: tortishish yoki inersiya kuchlarini ajratmasdan his qilamiz. Birinchi variantda tezlanish tortishish maydonining ta'siri, ikkinchisida odam joylashgan noinertial sanoq sistemasi (tezlanish bilan harakatlanuvchi ramka) harakatining tezlashishi tufayli sodir bo'ladi. . Masalan, liftda (inertial bo'lmagan sanoq tizimi) odam keskin ko'tarilish (tezlanish bilan tana bir necha soniya og'irlashib borayotganini his qiladi) yoki tormozlash (buni his qilish) paytida xuddi shunday inersiya kuchlarining ta'sirini boshdan kechiradi. zamin oyoq ostidan chiqib ketmoqda). Fizika nuqtai nazaridan: lift ko'tarilganda, inertial bo'lmagan ramkada erkin tushish tezlashishiga avtomobil harakatining tezlashishi qo'shiladi. Yagona harakat tiklanganda, vaznning "ortishi" yo'qoladi, ya'ni tana vaznining tanish hissi qaytadi.

Bugungi kunda, deyarli 50 yil oldin bo'lgani kabi, sentrifugalar sun'iy tortishish kuchini yaratish uchun ishlatiladi (kosmik tizimlarning aylanishida markazdan qochma tezlashuv qo'llaniladi). Oddiy qilib aytganda, kosmik stansiyaning o'z o'qi atrofida aylanishi paytida markazdan qochma tezlashuv sodir bo'ladi, bu odamni aylanish markazidan uzoqlashtiradi va natijada kosmonavt yoki boshqa jismlar bo'lishi mumkin bo'ladi. "qavat". Ushbu jarayonni va olimlar qanday qiyinchiliklarga duch kelishini yaxshiroq tushunish uchun sentrifuga aylanganda markazdan qochma kuchni aniqlash formulasini ko'rib chiqaylik:

F=m*v 2 *r, bu yerda m - massa, v - chiziqli tezlik, r - aylanish markazidan masofa.

Chiziqli tezlik quyidagilarga teng: v=2p*rT, bu erda T - soniyada aylanishlar soni, p ≈3,14…

Ya'ni, kosmik kema qanchalik tez aylansa va astronavt markazdan qanchalik uzoqda bo'lsa, yaratilgan sun'iy tortishish kuchi shunchalik kuchli bo'ladi.

Shaklni diqqat bilan ko'rib chiqsak, biz kichik radius bilan odamning boshi va oyoqlari uchun tortishish kuchi sezilarli darajada farq qilishini ko'rishimiz mumkin, bu esa o'z navbatida harakatni qiyinlashtiradi.

Astronavt aylanish yo'nalishi bo'yicha harakat qilganda, Koriolis kuchi paydo bo'ladi. Shu bilan birga, odamning doimo chayqalishi ehtimoli yuqori. Buni minutiga 2 aylanish tezligida aylanib o'tish mumkin, shu bilan birga 1 g sun'iy tortishish kuchi hosil bo'ladi (Yerdagi kabi). Ammo bu holda, radius 224 metrni tashkil qiladi (taxminan ¼ kilometr, bu masofa 95 qavatli binoning balandligiga yoki ikkita katta sekvoyaga o'xshaydi). Ya'ni, nazariy jihatdan bu o'lchamdagi orbital stansiya yoki kosmik kemani qurish mumkin. Ammo amalda bu global kataklizmlar yaqinlashayotganda katta mablag', kuch va vaqtni talab qiladi (hisobotga qarang). ) muhtojlarga haqiqiy yordam so'rab yuborish uchun ko'proq insonparvarlik.

Orbital stansiyada yoki kosmik kemada odam uchun tortishish darajasining zaruriy qiymatini qayta tiklashning iloji yo'qligi sababli, olimlar "o'rnatilgan chiziqni kamaytirish", ya'ni erdan kamroq tortishish kuchini yaratish imkoniyatini o'rganishga qaror qilishdi. Bu shuni ko'rsatadiki, yarim asrlik tadqiqotlar davomida qoniqarli natijalarga erishish mumkin emas edi. Buning ajablanarli joyi yo'q, chunki tajribalarda ular inertsiya kuchi yoki boshqalar Yerdagi tortishish ta'siriga o'xshash ta'sir ko'rsatadigan sharoitlarni yaratishga intilishadi. Ya'ni, sun'iy tortishish, aslida, tortishish emasligi ma'lum bo'ldi.

Bugungi kunda fanda tortishish nima ekanligi haqida faqat nazariyalar mavjud bo'lib, ularning aksariyati nisbiylik nazariyasiga asoslanadi. Shu bilan birga, ularning birortasi ham to'liq emas (u hech qanday sharoitda o'tkazilgan tajribani, natijalarini tushuntirmaydi va buning ustiga, ba'zan eksperimental tasdiqlangan boshqa fizik nazariyalarga mos kelmaydi). Aniq bilim va tushuncha yo'q: tortishish nima, tortishish fazo va vaqt bilan qanday bog'liq, u qanday zarralardan iborat va ularning xususiyatlari qanday. Ushbu va boshqa ko'plab savollarga javoblarni A. Novixning "Ezoosmos" kitobida keltirilgan ma'lumotlar va PRIMODIAL ALLATRA PHYSICS hisobotida taqqoslash orqali topish mumkin. fizikaning birlamchi asoslari haqidagi asosiy bilimlarga asoslangan mutlaqo yangi yondashuvni taklif etadi asosiy zarralar, ularning o'zaro ta'sirining naqshlari. Ya'ni, tortishish jarayonining mohiyatini chuqur anglash va natijada kosmosda ham, Yerda ham tortishish sharoitlarining har qanday qiymatlarini (gravitatsion terapiya), natijalarni bashorat qilish uchun aniq hisoblash imkoniyatiga asoslanadi. inson va tabiat tomonidan o'rnatilgan aqlga sig'maydigan va tasavvur qilib bo'lmaydigan tajribalar.

PRIMODIAL ALLATRA FIZIKASI shunchaki fizika emas. Bu har qanday murakkablikdagi muammolarni hal qilish imkoniyatini ochib beradi. Lekin eng muhimi, zarralar va real harakatlar darajasida sodir bo'ladigan jarayonlarni bilish tufayli har bir inson o'z hayotining ma'nosini anglashi, tizim qanday ishlashini tushunishi va ruhiy dunyo bilan aloqada amaliy tajribaga ega bo'lishi mumkin. Ma'naviyatning globalligi va ustuvorligini anglash, ongning ramka / shablon cheklovlaridan, tizim chegaralaridan chiqib ketish, Haqiqiy erkinlikka erishish.

"Ular aytganidek, sizning qo'lingizda universal kalitlar (elementar zarrachalar asoslari haqida bilim) bo'lganda, siz har qanday eshikni (mikro va makro dunyoning) ochishingiz mumkin."

"Bunday sharoitda tsivilizatsiyaning ma'naviy o'zini o'zi rivojlantirish, dunyo va o'z-o'zini keng ko'lamli ilmiy bilishning asosiy oqimiga sifat jihatidan yangi o'tishi mumkin."

"Bu dunyoda odamni zulm qiladigan hamma narsa - obsesif fikrlardan, tajovuzkor his-tuyg'ulardan tortib, egoist iste'molchining stereotipli istaklarigacha. ‒ bu odamning septon maydoni foydasiga tanlovining natijasidir‒ insoniyatni muntazam ravishda ekspluatatsiya qiladigan moddiy aqlli tizim. Ammo agar inson o'zining ma'naviy tamoyilini tanlashga amal qilsa, u o'lmaslikka erishadi. Va bunda din yo'q, lekin fizika bilimi, uning dastlabki asoslari bor.

Elena Fedorova

Vestibulyar apparatlar bilan bog'liq muammolar mikrogravitatsiyaga uzoq vaqt ta'sir qilishning yagona natijasi emas. XKSda bir oydan ortiq vaqt o‘tkazgan astronavtlar ko‘pincha uyqu buzilishi, yurak-qon tomir tizimining sekinlashishi va gaz hosil bo‘lishidan aziyat chekadi.

NASA yaqinda olimlar egizak aka-ukalarni genomlashtirgan tajribani yakunladi: ulardan biri deyarli bir yilni XKSda o‘tkazdi, ikkinchisi esa faqat qisqa muddatli parvozlarni amalga oshirdi va ko‘p vaqtini Yerda o‘tkazdi. Kosmosda uzoq vaqt qolish birinchi kosmonavtning DNKsining 7 foizi abadiy o'zgarishiga olib keldi - biz immunitet tizimi, suyak shakllanishi, kislorod ochligi va tanadagi ortiqcha karbonat angidrid bilan bog'liq genlar haqida gapiramiz.

NASA inson tanasining koinotda qanday o‘zgarishini ko‘rish uchun egizak astronavtlarni solishtirdi

Mikrogravitatsiyada odam hech narsa qilishga majbur bo'lmaydi: biz kosmonavtlarning ISSda qolishi haqida emas, balki chuqur kosmosga parvozlar haqida gapiramiz. Bunday rejim kosmonavtlarning sog'lig'iga qanday ta'sir qilishini bilish uchun Evropa kosmik agentligi (ESA) 21 kun davomida 14 nafar ko'ngillining boshi egilgan yotoqda. Vaznsizlikka qarshi kurashning eng yangi usullarini - takomillashtirilgan jismoniy mashqlar va ovqatlanish rejimlarini amaliy sinovdan o'tkazish imkonini beradigan tajriba NASA va Roskosmos tomonidan birgalikda o'tkaziladi.

Ammo odamlar Mars yoki Veneraga kema jo'natishga qaror qilsalar, ko'proq ekstremal echimlar - sun'iy tortishish kerak bo'ladi.

Kosmosda tortishish kuchi qanday bo'lishi mumkin

Avvalo, tortishish hamma joyda mavjudligini tushunish kerak - ba'zi joylarda u zaifroq, boshqalarida u kuchliroq. Va kosmos ham bundan mustasno emas.

XKS va sun'iy yo'ldoshlar doimiy tortishish kuchi ta'sirida: agar ob'ekt orbitada bo'lsa, u oddiy qilib aytganda, Yer atrofida tushadi. Agar to'p oldinga tashlangan bo'lsa, xuddi shunday ta'sir sodir bo'ladi - u erga tegmasdan oldin, u otish yo'nalishi bo'yicha bir oz uchib ketadi. Agar siz to'pni qattiqroq tashlasangiz, u uzoqroqqa uchadi. Agar siz supermen bo'lsangiz va to'p raketa dvigateli bo'lsa, u erga tushmaydi, balki uning atrofida uchib ketadi va aylanishda davom etadi, asta-sekin orbitaga kiradi.

Mikrogravitatsiya kema ichidagi odamlar havoda emasligini taxmin qiladi - ular kemadan yiqilib tushadi, bu esa o'z navbatida Yer atrofida tushadi.

Gravitatsiya ikki massa o'rtasidagi tortishish kuchi bo'lganligi sababli, biz Yerda yurganimizda osmonga suzib ketmasdan, balki uning yuzasida qolamiz. Bunday holda, Yerning butun massasi bizning tanamizning massasini o'z markaziga tortadi.

Kemalar orbitaga chiqqach, ular koinotda erkin suzib yuradilar. Ular hali ham Yerning tortishish kuchiga bo'ysunadilar, lekin kema va undagi jismlar yoki yo'lovchilar xuddi shunday tortishish kuchiga duchor bo'ladilar. Mavjud qurilmalar sezilarli diqqatga sazovor joy yaratish uchun etarlicha massiv emas, shuning uchun undagi odamlar va narsalar polda turmaydi, balki havoda "suzadi".

Sun'iy tortishish qanday yaratiladi

Sun'iy tortishish mavjud emas, uni yaratish uchun odam tabiiy tortishish haqida hamma narsani o'rganishi kerak. Ilmiy-fantastikada tortishish kuchini taqlid qilish tushunchasi mavjud: u kosmik kemalar ekipajiga kemada yurish imkonini beradi va uning ustida ob'ektlar turishi mumkin.

Nazariy jihatdan, tortishish kuchini taqlid qilishning ikkita usuli mavjud va ularning hech biri hali hayotda qo'llanilmagan. Birinchisi, tortishish kuchini modellashtirish uchun markazlashtirilgan kuchdan foydalanish. Bunday holda, kema yoki stantsiya bir nechta doimiy aylanadigan segmentlardan tashkil topgan g'ildirakka o'xshash tuzilma bo'lishi kerak.

Ushbu kontseptsiyaga ko'ra, modullarni markazga itarib, apparatning markazga yo'naltirilgan tezlashishi Yerdagi kabi tortishish kuchi yoki sharoitlarni yaratadi. Bu kontseptsiya Stenli Kubrikning 2001 yildagi “Kosmik Odissey” va Kristofer Nolanning “Yulduzlararo” filmlarida namoyon bo'lgan.

Gravitatsiyani taqlid qilish uchun markazlashtirilgan tezlanishni yaratuvchi apparat tushunchasi

Ushbu loyiha muallifi nemis raketa olimi va muhandisi Vernxer fon Braun bo'lib, u Apollon 11 ekipaji va boshqa bir qancha boshqariladigan transport vositalarini Oyga yetkazgan Saturn-5 raketasini yaratishga rahbarlik qilgan.

NASA Marshall kosmik parvozlar markazi direktori sifatida fon Braun rus olimi Konstantin Tsiolkovskiyning velosiped g'ildiragi konstruktsiyasi asosida toroidal kosmik stansiya qurish g'oyasini ommalashtirdi. Agar g'ildirak kosmosda aylansa, u holda inertsiya va markazdan qochma kuch jismlarni g'ildirakning tashqi aylanasi tomon tortadigan sun'iy tortishish turini yaratishi mumkin. Bu odamlar va robotlarga XKSdagi kabi havoda suzishdan ko'ra, Yerdagi kabi polda yurish imkonini beradi.

Biroq, bu usulning sezilarli kamchiliklari bor: kosmik kema qanchalik kichik bo'lsa, u shunchalik tez aylanishi kerak - bu Kornolis kuchi deb ataladigan kuchning paydo bo'lishiga olib keladi, bunda markazdan uzoqroqda joylashgan nuqtalarga yaqinroq nuqtalardan ko'ra ko'proq tortishish ta'sir qiladi. unga.. Boshqacha qilib aytganda, tortishish kuchi kosmonavtlarning oyoqlariga qaraganda ko'proq boshiga ta'sir qiladi, bu ularga yoqmaydi.

Bunday ta'sirga yo'l qo'ymaslik uchun kemaning o'lchami futbol maydonining o'lchamidan bir necha baravar katta bo'lishi kerak - bunday qurilmani orbitaga qo'yish juda qimmatga tushadi, chunki tijorat uchirilishi paytida bir kilogramm yukning narxi 1500 dollardan o'zgarib turadi. 3000 dollar.

Simulyatsiya qilingan tortishishni yaratishning yana bir usuli amaliyroq, ammo ayni paytda juda qimmat - bu tezlashtirish usuli. Agar yo'lning ma'lum bir qismidagi kema avval tezlashsa, keyin orqaga burilib, sekinlasha boshlasa, unda sun'iy tortishish ta'siri bo'ladi.

Ushbu usulni amalga oshirish uchun juda katta yoqilg'i zaxiralari talab qilinadi - haqiqat shundaki, dvigatellar deyarli uzluksiz ishlashi kerak, faqat sayohatning o'rtasida - kemaning burilishida qisqa tanaffusdan tashqari.

Haqiqiy misollar

Gravitatsiyaviy simulyatsiya qilingan transport vositalarini ishga tushirish qimmat bo'lishiga qaramay, butun dunyodagi kompaniyalar bunday kemalar va stantsiyalarni qurishga harakat qilmoqda.

Yer orbitasida aylanuvchi stansiya qurishni rejalashtirgan tadqiqot fondi Gateway fondi fon Braun kontseptsiyasini amalga oshirishga harakat qilmoqda. Taxminlarga ko'ra, kapsulalar g'ildirak aylanasi bo'ylab joylashtiriladi, ularni davlat va xususiy aerokosmik kompaniyalar tadqiqot uchun sotib olishlari mumkin. Kapsulalarning bir qismi dunyoning eng badavlat kishilariga villa sifatida sotiladi, boshqalari esa kosmik sayyohlar uchun mehmonxona sifatida foydalaniladi.Pullatiladigan modullarga ega aylanuvchi “Nautilus-X” kosmik kemasi taqdim etildi, bu esa mikrogravitatsiyaning olimlarga ta’sirini kamaytirishi kerak edi. taxta.

Loyiha bor-yo‘g‘i 3,7 milliard dollarga tushishi kerak edi – bunday qurilmalar uchun juda kam – va uni qurish uchun 64 oy kerak bo‘ladi. Biroq, Nautilus-X hech qachon asl chizmalar va takliflardan tashqariga chiqmagan.

Xulosa

Hozircha, kemani tezlanish ta'siridan himoya qiladigan va doimiy tortishish moslamalarini ishlatmasdan doimiy tortishish imkonini beradigan tortishish simulyatsiyasini olishning eng ehtimolli usuli bu salbiy massaga ega bo'lgan zarrachani aniqlashdir. Olimlar kashf etgan barcha zarralar va antizarralar ijobiy massaga ega. Ma'lumki, manfiy massa va tortishish massasi bir-biriga teng, ammo hozirgacha tadqiqotchilar bu bilimlarni amalda ko'rsata olishmadi.

CERNdagi ALPHA tajribasi tadqiqotchilari allaqachon neytral antimoddaning barqaror shakli bo'lgan antivodorodni yaratdilar va uni boshqa barcha zarrachalardan juda past tezlikda ajratib olish ustida ishlamoqda. Agar olimlar buni uddalashsa, yaqin kelajakda sun'iy tortishish hozirgidan ko'ra haqiqiyroq bo'lishi mumkin.