우주 정거장은 왜 공상과학 영화 같은 원을 짓지 않고 원심력으로 중력을 시뮬레이션하지 않는가?

집주인은 공상과학 영화의 영향으로 이 의문을 제기했기 때문에 원심력에 의한 원심력으로 중력을 시뮬레이션하는 이 아이디어가 어떻게 제기되었는지 자세히 살펴볼 필요가 있다. 첫 번째 질문: 누가 원형 우주선으로 중력을 "발명" 했습니까? 공상과학을 좋아하는 친구에게' 아서 찰스 클라크' 는 더할 나위 없이 익숙한 이름이다. 유자신 씨가' 졸렬하게 모방할 수밖에 없다' 고 부르는 대상이다. 공상과학 황금시대 3 대 거물 중 하나다. 원형 우주선으로 중력을 시뮬레이션하겠다는 생각은 그의 소설' 21 우주로밍' 에서 처음 나왔다. 클라크는 우수하고 다산한 공상 과학 작가일 뿐만 아니라 뛰어난 과학자, 이론가이기도 하다. 깊은 과학 지식을 가지고 있을 뿐만 아니라 과학기술의 발전과 응용에 대해 예리한 앞날을 내다보고 있다. 194 년대에 제기된 현대 위성 통신 이론 모델은 현대 통신업의 발전과 놀라울 정도로 일치한다. 이 위대한 과학자이자 이론학자에게 경의를 표하기 위해 국제천문학연합회는 지구의 정지 궤도를' 클라크 궤도' 라고 명명했다. 게다가, 우주엘리베이터 아이디어도 그의 구상에서 나온 것이다. 클라크의 작품은 거의 모두 한결같은 경과학 작품으로 기술적 세부 사항에 대한 묘사가 매우 상세하다. 특히 유명 감독 브릭 영화를 위해 특별히 제작된 이' 21 우주로밍' 은 우주 세부 사항에 대한 묘사를 권위 있는 우주 교과서로도 활용할 수 있다. 그 중에서도 원형 우주선 회전으로 인한 원심력으로 중력을 시뮬레이션하겠다는 생각은 거의 천재적인 구상이라고 할 수 있다. (윌리엄 셰익스피어, 원심력, 원심력, 원심력, 원심력, 원심력) 후세의 공상 과학 창작에 깊은 영향을 미쳤을 뿐만 아니라 우주 과학 연구에도 깊은 영향을 미쳤다. 두 번째 질문: 우주 정거장은 왜 공상 과학 영화 속의 원을 만들지 않고 원심력으로 중력을 시뮬레이션하지 않는가? (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 집주인이 말했듯이, 오늘날의 인간 우주정거장이나 우주선에서 우주비행사가 화장실에 가는 것은 매우 힘들고 복잡하며 심지어 위험한 일이며, 자칫하면 사고가 날 수 있다. 우주선을 원형으로 만들고 회전에 의존하여 원심력을 창출하는 것이 이 문제를 해결하는 가장 완벽하고 간단한 방안이다. 그렇다면 왜 인간은 이런 방안을 채택하지 않는가? 1, 비용 문제: 우주선의 회전을 통해 원심력을 발생시켜 중력을 시뮬레이션하는데, 보통 이런 우주선은 매우 거대하게 만들어져야 한다. 오늘날 인류의 화학 로켓의 운반 능력으로 이렇게 거대한 우주선을 건설하려면 수천, 심지어 수만 번의 발사가 있어야만 천문학적 디지털 투자에 직면할 수 있다. 미국항공우주국이 지난 해 한 자료에 따르면 국제우주정거장으로 1 파운드 (1 근 정도) 를 운송하는 가격은 약 9 천에서 4 만 달러 사이이다. 이런 큰 놈을 우주로 보내려면 도대체 얼마의 돈이 필요한지 계산해 볼 수 있습니까? 물론 최근 몇 년 동안 우주기술이 발전함에 따라 비용은 어느 정도 하락했다. 그러나 인간 우주 왕복선이 여전히 화로켓이라는 극단적인 원시적인 방식을 채택한다면, 이 비용은 질적인 하락을 이룰 수 없다. 2, 기술적인 문제: 이렇게 거대한 우주선은 지구에서 제조한 후 우주로 운반할 수 없다. 인간은 이렇게 큰 로켓을 가지고 있지 않기 때문이다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 인류가 지금까지 제조한 추진력이 가장 큰 로켓은 토성 5 호 근지 궤도의 운반 능력도 12 톤 정도에 불과하여 이 거대한 물건을 발사할 필요성을 충분히 만족시킬 수 없다. 하지만 지상에서 제조하지 않고 부품으로 나누어 우주로 운반해 조립하면, 인간이 이런 막대한 발사 비용을 감당할 수 있다 해도 우주에서 정확한 용접과 조립을 할 수 없다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 3, 필요한 문제: 이것은 사실 근본적인 문제이며, 이렇게 거대한 우주 정거장은 보통 성간 이민이나 성간 원항으로 쓰인다. 하지만 이 단계에서, 우리 모성지구는 돌이킬 수 없는 재난이 발생하지 않았고, 인간도 지구에서 도망칠 필요가 없었다. 지금까지 인류가 발사한 상대적으로 태양 속도가 가장 빠른 우주선, 여행자 1 과 2 호의 속도도 초당 1 여 킬로미터에 불과하며 광속의 만분의 1 도 채 안 되는 속도로, 이는 여전히 여러 차례의 중력새총을 이용해 가속하는 상황이기 때문에, 오늘날 인류의 기술 수준으로는 인간도 성간 원항을 할 능력이 없다. 지구 주변에서만 탐사 활동을 하는 것은 이렇게 비싸고 복잡한 우주 정거장을 만들 필요가 없다. 세 번째 질문: 어떤 기술 수준을 만족시켜야 인류가 이렇게 둥근 우주 정거장을 만들 수 있을까? 이런 우주 정거장을 만들기 위해서는 최소한' 운송, 조립, 동력' 의 세 가지 기술적 난제를 극복해야 한다. 먼저 운송하면 인간은 우주엘리베이터와 같은 저비용으로 우주로 들어가는 설비를 만들어야 우주정거장의 부품을 배치로 우주로 운송할 수 있다. 둘째, 조립 문제, 인류는 진정한 우주공장을 갖추어야만 우주에서 이런 거대하고 복잡한 설비를 생산, 가공, 조립, 제조할 수 있다. 마지막은 동력 문제, 즉 우주 정거장이 어떤 동력을 사용하는가? 이렇게 방대한 우주선은 회전이든 항해든 엄청난 에너지를 소모할 필요가 없다. 이론적으로는 아직 개발 중인 핵융합 기술을 사용하지 않아도 핵분열 발전은 만족할 수 있다. 하지만 공기가 없는 공간에서 어떻게 전기를 생산할 수 있을까요? 어떤 연료를 사용하는가 ... 여전히 많은 난제에 직면해 있다. 현대 과학기술의 발전으로 볼 때, 플라즈마 전기 추진 기술이 성숙된 후에야 우주 정거장을 광속 범주로 가속시켜 1% 정도에 도달할 수 있을 뿐, 이런 우주 정거장을 만드는 것이 의미가 있다. 과학, 공상 과학, 깊이에 집중하고, 공상 과학을 좋아하는 친구의 관심을 환영합니다: 심도 있는 공상 과학! 인류의 생리구조는 지구라는 환경에 적응하기 위해 진화했다. 우주비행사가 오랫동안 우주에 있었던 저중력 환경은 신체 기능에 악영향을 미칠 수 있다. 가장 두드러진 것은 근육 위축이다. 저중력 환경은 또한 혈액순환에 영향을 주어 혈액이 머리에 과도하게 집중되게 한다. 두개골압이 증가하면 시력에 영향을 줄 수 있는데, 이것은 우주비행사의 일에 치명적일 수 있다.

그림: 국제우주정거장에서 탄력줄을 이용해 중력운동을 시뮬레이션하고 근육 위축 방지

이러한 증상을 완화하기 위해 우주 임무를 장기간 수행하는 우주비행사들은 다양한 방법으로 근육을 단련해 근육이 흘러가는 것을 막는다. 그러나 이러한 방법은 효과가 제한되어 있어 우주비행사가 지구로 돌아온 후에도 다른 사람의 부축을 필요로 하며, 몇 주 후에야 보행능력을 회복할 수 있다. 인공 중력을 만드는 방법이 있습니까? 물론 우주선을 회전시켜 지구의 중력 가속도와 비슷한 가속도를 만들어 중력을 시뮬레이션할 수 있는 방법이 있다.

회전 반지름이 너무 작으면 더 빠른 회전 속도가 필요합니다. 이로 인해 관성으로 인한 코리올리 힘이 증가합니다. 코리올리리 태대회는 그 사이에 있는 우주비행사들을 어지럽게 했다. 따라서 지구의 중력 가속도의 3 분의 1 을 생성하는 회전기 반경은 적어도 수십 미터가 필요합니다. 그림: 인공 중력 우주역 사실 이런 우주 정거장은 우리 인류가 이미 제조할 수 있다. 그러나 아직 그럴 필요는 없다. 그 이유는 다음과 같습니다. 1: 이렇게 방대한 우주 정거장은 많은 자금이 필요하고 조립도 매우 어렵습니다. 둘째: 인간이 우주 정거장을 만드는 이유는 우주에서 저중력 환경을 이용하여 지구상에서 실현할 수 없는 실험 작업을 하기 위해서이다. 물론 인간이 수개월 또는 수년 동안 우주임무를 진행해야 할 때 (화성 착륙 등) 인공중력을 만들 수 있는 우주비행기가 필요하다.

그림: 우주식민지용 우주왕복선 상상력도 그림:' 유랑지구' 의 조종사 우주정거장 인간의 생리구조는 지구라는 환경에 적응하기 위해 진화한 것으로 우주비행사가 오랫동안 우주에 있던 저중력 환경은 신체 기능에 악영향을 미칠 수 있다. 가장 두드러진 것은 근육 위축이다. 저중력 환경은 또한 혈액순환에 영향을 주어 혈액이 머리에 과도하게 집중되게 한다. 두개골압이 증가하면 시력에 영향을 줄 수 있는데, 이것은 우주비행사의 일에 치명적일 수 있다. 그림: 국제우주정거장에서 탄력줄을 이용해 중력운동을 시뮬레이션하고 근육이 위축되는 것을 막기 위해 이러한 증상을 완화하기 위해 우주 임무를 장기적으로 수행하는 우주비행사들은 다양한 방법으로 근육을 단련해 근육이 흘러가는 것을 막는다. 그러나 이러한 방법은 효과가 제한되어 있어 우주비행사가 지구로 돌아온 후에도 다른 사람의 부축을 필요로 하며, 몇 주 후에야 보행능력을 회복할 수 있다.

인공 중력을 만드는 방법이 있습니까? 물론 우주선을 회전시켜 지구의 중력 가속도와 비슷한 가속도를 만들어 중력을 시뮬레이션할 수 있는 방법이 있다.