Kosmos er fyldt med mange mysterier, og vi er lige begyndt at studere det. Og et af de problemer, der skal løses i fremtiden, er tyngdekraften.
Hvad er der galt med hende, spørger du? Men det er hun ikke! Eller rettere sagt, ikke sådan. Tyngdekraften er altid der, vi oplever den fra Jorden, Månen, Solen, andre stjerner og endda midten af vores galakse. Men tyngdekraften, der passer til os, findes kun på Jorden. Og når vi flyver til andre planeter eller pløjerum, hvad med tyngdekraften? Du skal oprette det kunstigt.
Hvorfor har vi brug for en vis tyngdekraft?
På Jorden har alle organismer tilpasset sig tyngdekraften lig med 9,8 m / s ^ 2. Hvis den er større, vil planterne ikke være i stand til at vokse op, og vi vil konstant opleve pres, på grund af hvilken vores knogler vil bryde, og vores organer vil kollapse. Og hvis det er mindre, får vi problemer med tilførsel af næringsstoffer i blodet, muskelvækst osv.
Når vi udvikler kolonier på Mars og månen, vil vi stå over for problemet med reduceret tyngdekraft. Vores muskler atrofi delvist og tilpasser sig den lokale tyngdekraft. Men når vi vender tilbage til Jorden, vil vi begynde at få problemer med at gå, trække genstande og endda trække vejret. Det er sådan, det hele afhænger af tyngdekraften.
Og vi har allerede et eksempel på, hvordan dette sker - Den Internationale Rumstation.
Salgsfremmende video:
Astronauter på ISS, og hvorfor der ikke er nogen tyngdekraft
De, der besøger ISS, skal træne på løbebånd og simulatorer hver dag. Dette skyldes, at under deres ophold mister deres muskler deres "greb". I tyngdekraften behøver du ikke løfte din krop, du kan slappe af. Sådan tænker kroppen. Der er ingen tyngdekraft på ISS, ikke fordi det er i rummet.
Afstanden fra den til Jorden er kun 400 kilometer, og tyngdekraften i denne afstand er kun lidt mindre end på planeten. Men ISS står ikke stille - det roterer i jordens bane. Den falder bogstaveligt talt konstant til Jorden, men dens hastighed er så høj, at den ikke tillader den at falde.
Derfor er astronauterne i en tilstand af vægtløshed. Men stadig. Hvorfor kan der ikke skabes tyngdekraft på ISS? Dette vil til tider gøre livet lettere for astronauter. Når alt kommer til alt er de tvunget til at bruge flere timer om dagen på fysiske øvelser bare for at holde sig i form.
Hvordan skabes kunstig tyngdekraft?
I science fiction er begrebet et sådant rumskib længe blevet skabt. Dette er en enorm ring, der konstant skal rotere rundt om sin akse. Som et resultat "centrifugerer" centrifugalkraften astronauten væk fra rotationscentret, og han vil opfatte det som tyngdekraft. Men problemer opstår, når vi står overfor det i praksis.
Først skal du overveje Coriolis-kraften - kraften, der opstår, når du bevæger dig i en cirkel. Uden dette vil vores astronaut konstant rocke, og det er ikke rigtig sjovt. I dette tilfælde er det nødvendigt at fremskynde rotationen af ringen på rumfartøjet til 2 omdrejninger pr. Sekund, og det er meget, astronauten vil være meget uvel. For at løse dette problem skal du øge ringens radius til 224 meter.
Skibet er en halv kilometer i størrelse! Vi er ikke langt fra Star Wars. I stedet for at skabe Jordens tyngdekraft, opretter vi først et skib med lav tyngdekraft, der vil indeholde simulatorerne. Og først da bygger vi skibe med enorme ringe for at bevare tyngdekraften. I øvrigt skal ISS bare bygge moduler til at skabe tyngdekraft.
I dag forbereder forskere fra Roscosmos og NASA sig til at sende centrifuger til ISS, som er nødvendige for at skabe kunstig tyngdekraft der. Astronauter behøver ikke længere bruge en masse tid på at træne!
Problemet med tyngdekraften ved høje accelerationer
Hvis vi vil flyve til stjernerne, tager det 4,2 år at rejse til den nærmeste Alpha Centauri A med en hastighed på 99% af lysets hastighed. Men for at accelerere til denne hastighed vil det kræve enorm acceleration. Dette betyder, og enorme overbelastninger, omkring 1000-4000 tusind gange mere end jordens tyngdekraft. Ingen kan tåle dette, og et rumskib med en roterende ring skal være bare gigantisk hundreder af kilometer væk. Du kan bygge dette, men er det nødvendigt?
Desværre forstår vi stadig ikke fuldt ud, hvordan tyngdekraften fungerer. Og indtil videre har de ikke fundet ud af, hvordan man undgår effekten af sådanne overbelastninger. Vi vil undersøge, tjekke, studere.