曾有不止一位航天員透露,即使在太空中將自己固定起來,但飄浮感仍迫使自己經常從夢中驚醒。
類似情況隨著太空滯留時間增加,勢必會更加明顯,從而妨礙航天員工作生活。
可以說,人造重力是航天員期盼已久的“保護神”。
它有望一勞永逸地解決“失重病”,幫助人類以更矯健的步伐、更健美的體態向更深遠的宇宙邁進。
而人造重力對于目前的人類科學技術來說,最簡單的方法就是通過離心力來模擬重力了。
如果玩過旋轉木馬的都知道,如果木馬如果轉得飛快,就會感受到一股強大的離心力。
小時候看貓和老鼠的動畫片,就不止一次的見過湯姆被旋轉的游樂設施甩出去摔在地上的畫面。
事實上,人類很早就知道,這是離心力在起作用。
這種虛擬的力使旋轉的物體有遠離旋轉中心的傾向,這艘空天母艦就是基于這樣的原理而制造的。
不過,要制造一個旋轉的系統很容易,但要想成功模擬出與地球相等的重力,就必須要考慮一個問題。
那就是轉速。
如果旋轉系統的半徑越短,那么制造出與重力相同的離心力所需的轉速就越高。
以他們發射上天的天宮空間站“天和號”核心艙為例。
它的直徑為4.2米,如果要模擬地球重力,那么轉速就要達到每分鐘二三十圈。
在如此高轉速的空間之內,人是沒有辦法正常活動的。
因為‘科里奧利效應’。
或許很多人聽都沒聽說過這個名詞,也不知道它到底是個什么。
不過換個說法大家就能理解了。
它還有另一個名字,叫做‘地轉偏向現象’。
簡單來說就是在一個旋轉的坐標系內移動的物體,移動路線會發生偏轉,轉速越快,這種偏轉就越明顯。
比如在一個每分鐘旋轉二三十圈的系統中,我們只是嘗試從椅子上站立起來,都會一頭栽在地上,這就是科里奧利效應所導致的。
科里奧利效應是沒有辦法完全消除的,即便是在地球這樣一個龐大的旋轉系統之中,物體的移動依舊會發生偏轉。
所以北半球的流體會向右偏移,南半球的流體會向左偏移,大氣和海洋環流都會受此影響。
而這艘空天母艦之所以設計成五百二十米的外圈直徑,就是考慮過科里奧利效應和對宇航人員的身體健康影響。
通過結合醫學界專家的實驗和計算,只要母艦的外圈結構在旋轉的時候角速度不超過每分鐘兩轉,那么就可以保障飛船上人員的健康與正常活動。
而通過離心力的計算公式【rcf=1.11810nr】可以得出如果要達到地球表面的重力加速度,那么所需的離心半徑約為224米,也就是直徑近500米。