ხელოვნური მიზიდულობა. ხელოვნური გრავიტაცია მეცნიერულ ფანტასტიკაში ჭეშმარიტების ძიებაში

ვესტიბულურ სისტემასთან დაკავშირებული პრობლემები არ არის მიკროგრავიტაციის ხანგრძლივი ზემოქმედების ერთადერთი შედეგი. ასტრონავტები, რომლებიც ერთ თვეზე მეტს ატარებენ ISS-ზე, ხშირად აწუხებთ ძილის დარღვევა, გულ-სისხლძარღვთა სისტემის შენელება და მეტეორიზმი.

ნასამ ახლახან დაასრულა ექსპერიმენტი, რომელშიც მეცნიერებმა შეისწავლეს ტყუპი ძმების გენომი: ერთმა მათგანმა თითქმის ერთი წელი გაატარა ISS-ზე, მეორემ მხოლოდ მოკლე ფრენები გააკეთა და დროის უმეტეს ნაწილს დედამიწაზე ატარებდა. კოსმოსში ხანგრძლივმა ყოფნამ განაპირობა ის, რომ პირველი ასტრონავტის დნმ-ის 7% სამუდამოდ შეიცვალა - ჩვენ ვსაუბრობთ გენებზე, რომლებიც ასოცირდება იმუნურ სისტემასთან, ძვლების წარმოქმნასთან, ჟანგბადის შიმშილთან და ორგანიზმში ჭარბ ნახშირორჟანგთან.

NASA-მ შეადარა ტყუპი ასტრონავტები იმის დასანახად, თუ როგორ იცვლება ადამიანის სხეული სივრცეში

მიკროგრავიტაციის პირობებში ადამიანი იძულებული იქნება დარჩეს უმოქმედო: ჩვენ არ ვსაუბრობთ ISS-ზე მყოფ ასტრონავტებზე, არამედ ღრმა კოსმოსში ფრენებზე. იმის გასარკვევად, თუ როგორ იმოქმედებს ასეთი რეჟიმი ასტრონავტების ჯანმრთელობაზე, ევროპის კოსმოსურმა სააგენტომ (ESA) 14 მოხალისე 21 დღის განმავლობაში თავის გვერდზე დახრილ საწოლში მოათავსა. ექსპერიმენტი, რომელიც შეამოწმებს უწონადობის წინააღმდეგ ბრძოლის უახლეს მეთოდებს - როგორიცაა გაუმჯობესებული ვარჯიში და კვების რეჟიმი - დაგეგმილია NASA-სა და Roscosmos-ის ერთობლივად ჩატარება.

მაგრამ თუ ადამიანები გადაწყვეტენ გემების გაგზავნას მარსზე ან ვენერაზე, საჭირო იქნება უფრო ექსტრემალური გადაწყვეტილებები - ხელოვნური გრავიტაცია.

როგორ შეიძლება არსებობდეს გრავიტაცია სივრცეში

უპირველეს ყოვლისა, ღირს იმის გაგება, რომ გრავიტაცია ყველგან არსებობს - ზოგან სუსტია, ზოგან უფრო ძლიერი. და გარე სივრცე არ არის გამონაკლისი.

ISS და თანამგზავრები მუდმივად იმყოფებიან გრავიტაციის გავლენის ქვეშ: თუ ობიექტი ორბიტაზეა, ის ეცემა დედამიწის გარშემო, მარტივად რომ ვთქვათ. ანალოგიური ეფექტი ჩნდება, თუ ბურთს წინ გადააგდებთ - სანამ მიწაზე მოხვდება, ის ოდნავ გაფრინდება სროლის მიმართულებით. თუ ბურთს უფრო ძლიერად გადააგდებ, ის უფრო შორს გაფრინდება. თუ თქვენ ხართ სუპერმენი და ბურთი არის რაკეტის ძრავა, ის არ დაეცემა მიწაზე, არამედ დაფრინავს მის გარშემო და გააგრძელებს ბრუნვას, თანდათანობით ორბიტაზე შედის.

მიკროგრავიტაცია ვარაუდობს, რომ გემის შიგნით მყოფი ადამიანები ჰაერში არ არიან - ისინი გემიდან ვარდებიან, რაც თავის მხრივ დედამიწის გარშემო ეცემა.

იმის გამო, რომ გრავიტაცია არის მიზიდულობის ძალა ორ მასას შორის, ჩვენ ვრჩებით დედამიწის ზედაპირზე, როდესაც მასზე დავდივართ, ვიდრე ცაში მიცურავს. ამ შემთხვევაში, დედამიწის მთელი მასა იზიდავს ჩვენი სხეულების მასას მის ცენტრში.

როდესაც გემები ორბიტაზე გადიან, ისინი თავისუფლად ცურავდნენ კოსმოსში. ისინი კვლავ ექვემდებარებიან დედამიწის გრავიტაციულ ძალას, მაგრამ გემი და მასში არსებული ობიექტები თუ მგზავრები ერთნაირად ექვემდებარებიან გრავიტაციას. არსებული მოწყობილობები საკმარისად მასიური არ არის შესამჩნევი მიზიდულობის შესაქმნელად, ამიტომ მათში შემავალი ადამიანები და საგნები არ დგანან იატაკზე, არამედ ჰაერში „ცურავდნენ“.

როგორ შევქმნათ ხელოვნური გრავიტაცია

ხელოვნური გრავიტაცია, როგორც ასეთი, არ არსებობს, მის შესაქმნელად ადამიანმა უნდა ისწავლოს ყველაფერი ბუნებრივი გრავიტაციის შესახებ. სამეცნიერო ფანტასტიკაში არსებობს გრავიტაციის სიმულაციის ცნება: ის კოსმოსური ხომალდების ეკიპაჟს საშუალებას აძლევს გემბანზე სიარულის და მასზე ობიექტების დგომის საშუალებას.

თეორიულად, სიმულირებული გრავიტაციის შესაქმნელად ორი გზა არსებობს და არცერთი მათგანი ჯერ არ არის გამოყენებული რეალურ ცხოვრებაში. პირველი არის ცენტრიდანული ძალის გამოყენება გრავიტაციის სიმულაციისთვის. გემი ან სადგური უნდა იყოს ბორბლის მსგავსი სტრუქტურა, რომელიც შედგება რამდენიმე მუდმივად მბრუნავი სეგმენტისგან.

ამ კონცეფციის თანახმად, მოწყობილობის ცენტრიდანული აჩქარება, რომელიც მოდულებს ცენტრისკენ უბიძგებს, შექმნის სიმძიმის მსგავსებას ან დედამიწის მსგავს პირობებს. ეს კონცეფცია აჩვენა სტენლი კუბრიკის 2001 წელს: კოსმოსური ოდისეა და კრისტოფერ ნოლანის ვარსკვლავთშორისი.

მოწყობილობის კონცეფცია, რომელიც ქმნის ცენტრიდანულ აჩქარებას გრავიტაციის სიმულაციისთვის

ამ პროექტის ავტორად ითვლება გერმანელი სარაკეტო მეცნიერი და ინჟინერი ვერნერ ფონ ბრაუნი, რომელიც ხელმძღვანელობდა სატურნ 5 რაკეტის შემუშავებას, რომელმაც მთვარეზე მიიტანა Apollo 11 ეკიპაჟი და რამდენიმე სხვა პილოტირებადი მანქანა.

როგორც NASA-ს მარშალის კოსმოსური ფრენის ცენტრის დირექტორმა, ფონ ბრაუნმა პოპულარიზაცია გაუწია რუსი მეცნიერის კონსტანტინე ციოლკოვსკის იდეას ტოროიდული კოსმოსური სადგურის შექმნის შესახებ, რომელიც ეფუძნება კვანძის დიზაინს, რომელიც მოგვაგონებს ველოსიპედის ბორბალს. თუ ბორბალი ბრუნავს სივრცეში, მაშინ ინერციამ და ცენტრიდანულმა ძალამ შეიძლება შექმნას ხელოვნური გრავიტაცია, რომელიც მიიზიდავს ობიექტებს ბორბლის გარე გარშემოწერილობისკენ. ეს საშუალებას მისცემს ადამიანებს და რობოტებს ისეირნონ იატაკზე, როგორც დედამიწაზე, და არა ჰაერში, როგორც ISS-ზე.

თუმცა, ამ მეთოდს აქვს მნიშვნელოვანი ნაკლოვანებები: რაც უფრო პატარაა კოსმოსური ხომალდი, მით უფრო სწრაფად უნდა ბრუნავდეს იგი - ეს გამოიწვევს ეგრეთ წოდებული კორნოლის ძალის წარმოქმნას, რომლის დროსაც ცენტრიდან შორს მდებარე წერტილებზე გრავიტაცია უფრო ძლიერ გავლენას მოახდენს. უფრო ახლოს მას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გრავიტაცია უფრო ძლიერი იქნება ასტრონავტების თავზე, ვიდრე ფეხებზე, რაც მათ არ მოეწონებათ.

ამ ეფექტის თავიდან ასაცილებლად, გემის ზომა რამდენჯერმე უნდა იყოს ფეხბურთის მოედნის ზომაზე - ასეთი მოწყობილობის ორბიტაზე გატანა ძალიან ძვირი დაჯდება, იმის გათვალისწინებით, რომ ერთი კილოგრამი ტვირთის ღირებულება კომერციული გაშვებისას მერყეობს $1,5 ათასიდან. $3 ათასამდე.

გრავიტაციის სიმულაციის შექმნის კიდევ ერთი მეთოდი უფრო პრაქტიკული, მაგრამ ასევე უაღრესად ძვირია – საუბარია აჩქარების მეთოდზე. თუ გემი ჯერ აჩქარებს ბილიკის გარკვეულ სეგმენტზე, შემდეგ კი შემობრუნდება და დაიწყებს შენელებას, მაშინ წარმოიქმნება ხელოვნური სიმძიმის ეფექტი.

ამ მეთოდის განსახორციელებლად, საჭირო იქნება საწვავის უზარმაზარი მარაგი - ფაქტია, რომ ძრავებმა უნდა იმუშაონ თითქმის განუწყვეტლივ, გარდა მცირე შესვენებისა შუა მგზავრობისას - გემის შემობრუნებისას.

რეალური მაგალითები

გრავიტაციის სიმულაციური კოსმოსური ხომალდების გაშვების მაღალი ღირებულების მიუხედავად, კომპანიები მთელ მსოფლიოში ცდილობენ ასეთი გემებისა და სადგურების აშენებას.

Gateway Foundation, კვლევითი ფონდი, რომელიც გეგმავს მბრუნავი სადგურის აშენებას დედამიწის ორბიტაზე, ცდილობს განახორციელოს ფონ ბრაუნის კონცეფცია. ვარაუდობენ, რომ კაფსულები განლაგდება ბორბლის გარშემოწერილობის გარშემო, რომლის შეძენაც შესაძლებელია საჯარო და კერძო კოსმოსური კომპანიების მიერ კვლევისთვის. ზოგიერთი კაფსულა მსოფლიოს უმდიდრეს მაცხოვრებლებს ვილებად მიჰყიდიან, ზოგი კი კოსმოსური ტურისტებისთვის სასტუმროდ გამოიყენებენ. წარმოადგინა მბრუნავი კოსმოსური ხომალდის კონცეფცია გასაბერი მოდულებით, Nautilus-X, რომელიც შეამცირებს მიკროგრავიტაციის ეფექტს მეცნიერებზე. ბორტზე.

ვარაუდობდნენ, რომ პროექტი მხოლოდ 3,7 მილიარდი დოლარი დაჯდებოდა - ძალიან ცოტა ასეთი მოწყობილობებისთვის - და მის მშენებლობას 64 თვე დასჭირდებოდა. თუმცა, Nautilus-X არასოდეს გადასულა თავდაპირველი ნახატებისა და წინადადებების მიღმა.

დასკვნა

ამჟამად, სიმულირებული გრავიტაციის მიღების ყველაზე სავარაუდო გზა, რომელიც დაიცავს გემს აჩქარების ზემოქმედებისგან და უზრუნველყოფს მუდმივ გრავიტაციას ძრავების მუდმივი გამოყენების გარეშე, არის უარყოფითი მასის მქონე ნაწილაკების აღმოჩენა. ყველა ნაწილაკსა და ანტინაწილაკს, რომელიც მეცნიერებმა ოდესმე აღმოაჩინეს, დადებითი მასა აქვს. ცნობილია, რომ უარყოფითი მასა და გრავიტაციული მასა ერთმანეთის ტოლია, მაგრამ ამ ცოდნის პრაქტიკაში დემონსტრირება მკვლევარებმა ჯერჯერობით ვერ შეძლეს.

CERN-ში ALPHA ექსპერიმენტის მკვლევარებმა უკვე შექმნეს ანტიწყალბადი - ნეიტრალური ანტიმატერიის სტაბილური ფორმა - და მუშაობენ მის იზოლირებაზე ყველა სხვა ნაწილაკებისგან ძალიან დაბალი სიჩქარით. თუ მეცნიერები ამას მოახერხებენ, სავარაუდოა, რომ უახლოეს მომავალში ხელოვნური გრავიტაცია უფრო რეალური გახდება, ვიდრე ახლაა.

გრძელვადიანი კოსმოსური ფრენები, სხვა პლანეტების შესწავლა, რაზეც ადრე წერდნენ სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერლები ისააკ ასიმოვი, სტანისლავ ლემი, ალექსანდრე ბელიაევი და სხვები, ცოდნის წყალობით სრულიად შესაძლებელი რეალობა გახდება. ვინაიდან დედამიწის მიზიდულობის დონის ხელახალი შექმნით, ჩვენ შევძლებთ თავიდან ავიცილოთ მიკროგრავიტაციის (უწონის) უარყოფითი შედეგები ადამიანისთვის (კუნთების ატროფია, სენსორული, მოტორული და ავტონომიური დარღვევები). ანუ, თითქმის ყველას, ვისაც სურს, შეუძლია კოსმოსში წასვლა, მიუხედავად მათი სხეულის ფიზიკური მახასიათებლებისა. ამავდროულად, თქვენი კოსმოსური ხომალდის ბორტზე ყოფნა უფრო კომფორტული გახდება. ადამიანებს შეეძლებათ ისარგებლონ მათთვის ნაცნობი მოწყობილობებით და საშუალებებით (მაგალითად, შხაპი, ტუალეტი).

დედამიწაზე მიზიდულობის დონე განისაზღვრება მიზიდულობის აჩქარებით, საშუალოდ უდრის 9,81 მ/წმ 2-ს („გადატვირთვა“ 1 გ), ხოლო სივრცეში, უწონობის პირობებში, დაახლოებით 10-6 გ. კ.ე. ციოლკოვსკიმ მოიყვანა ანალოგიები სხეულის წონის შეგრძნებას წყალში ჩაძირვისას ან საწოლში წოლას შორის და სივრცეში უწონადობის მდგომარეობას შორის.

"დედამიწა გონების აკვანია, მაგრამ აკვანში სამუდამოდ ვერ იცხოვრებ."
"სამყარო კიდევ უფრო მარტივი უნდა იყოს."
კონსტანტინე ციოლკოვსკი

საინტერესოა, რომ გრავიტაციული ბიოლოგიისთვის განსხვავებული გრავიტაციული პირობების შექმნის უნარი რეალური გარღვევა იქნება. შესაძლებელი იქნება შესწავლა: როგორ იცვლება სტრუქტურა, ფუნქციები მიკრო და მაკრო დონეზე, შაბლონები სხვადასხვა სიდიდისა და მიმართულების გრავიტაციული გავლენის ქვეშ. ეს აღმოჩენები, თავის მხრივ, ხელს შეუწყობს საკმაოდ ახალი მიმართულების - გრავიტაციული თერაპიის განვითარებას. განიხილება სიმძიმის ცვლილებების (დედამიწისთან შედარებით გაზრდილი) გამოყენების შესაძლებლობა და ეფექტურობა სამკურნალოდ. ჩვენ ვგრძნობთ სიმძიმის ზრდას, თითქოს სხეული ცოტათი დამძიმდა. დღეს ტარდება კვლევები ჰიპერტენზიის დროს გრავიტაციული თერაპიის გამოყენებაზე, ასევე მოტეხილობებში ძვლოვანი ქსოვილის აღდგენისთვის.

(ხელოვნური გრავიტაცია) უმეტეს შემთხვევაში ეფუძნება ინერციისა და სიმძიმის ძალების ეკვივალენტურობის პრინციპს. ეკვივალენტობის პრინციპი ამბობს, რომ ჩვენ ვგრძნობთ მოძრაობის დაახლოებით ერთნაირ აჩქარებას მისი გამომწვევი მიზეზის გარჩევის გარეშე: გრავიტაცია ან ინერციული ძალები. პირველ ვერსიაში, აჩქარება ხდება გრავიტაციული ველის გავლენის გამო, მეორეში, არაინერციული საცნობარო სისტემის მოძრაობის აჩქარების გამო (სისტემა, რომელიც მოძრაობს აჩქარებით), რომელშიც ადამიანი მდებარეობს. მაგალითად, ინერციული ძალების მსგავს ეფექტს განიცდის ადამიანი ლიფტში (არაინერციული საცნობარო სისტემა) მკვეთრი აწევის დროს (აჩქარებით, შეგრძნება თითქოს სხეული დამძიმდა რამდენიმე წამით) ან დამუხრუჭების დროს. (განცდა, რომ იატაკი შორდება ფეხის ქვეშ). ფიზიკის თვალსაზრისით: როდესაც ლიფტი მაღლა ადის, სალონის მოძრაობის აჩქარება ემატება თავისუფალი ვარდნის აჩქარებას არაინერციულ სისტემაში. როდესაც ერთგვაროვანი მოძრაობა აღდგება, წონის „მატება“ ქრება, ანუ სხეულის წონის ჩვეულებრივი შეგრძნება უბრუნდება.

დღეს, ისევე როგორც თითქმის 50 წლის წინ, ცენტრიფუგები გამოიყენება ხელოვნური გრავიტაციის შესაქმნელად (ცენტრიფუგა აჩქარება გამოიყენება კოსმოსური სისტემების ბრუნვისას). მარტივად რომ ვთქვათ, კოსმოსური სადგურის ღერძის ირგვლივ ბრუნვისას მოხდება ცენტრიდანული აჩქარება, რომელიც ადამიანს „ამოძრავებს“ ბრუნვის ცენტრიდან და შედეგად, ასტრონავტი ან სხვა ობიექტები შეძლებენ „ იატაკი”. ამ პროცესის უკეთ გასაგებად და რა სირთულეების წინაშე დგანან მეცნიერები, მოდით გადავხედოთ ფორმულას, რომელიც განსაზღვრავს ცენტრიფუგის ძალას ცენტრიფუგის ბრუნვისას:

F=m*v 2 *r, სადაც m არის მასა, v არის წრფივი სიჩქარე, r არის მანძილი ბრუნვის ცენტრიდან.

წრფივი სიჩქარე უდრის: v=2π*rT, სადაც T არის ბრუნთა რაოდენობა წამში, π ≈3.14…

ანუ რაც უფრო სწრაფად ბრუნავს კოსმოსური ხომალდი და რაც უფრო შორს იქნება ასტრონავტი ცენტრიდან, მით უფრო ძლიერი იქნება შექმნილი ხელოვნური გრავიტაცია.

ფიგურას ყურადღებით დავაკვირდებით, შეგვიძლია შევამჩნიოთ, რომ მცირე რადიუსით, ადამიანის თავისა და ფეხების მიზიდულობის ძალა მნიშვნელოვნად განსხვავდება, რაც თავის მხრივ გაართულებს მოძრაობას.

როდესაც ასტრონავტი მოძრაობს ბრუნვის მიმართულებით, წარმოიქმნება კორიოლისის ძალა. ამ შემთხვევაში დიდია ალბათობა იმისა, რომ ადამიანს მუდმივად დაემართოს მოძრაობის ავადმყოფობა. ამის თავიდან აცილება შესაძლებელია, თუ გემი ბრუნავს წუთში 2 ბრუნის სიხშირით, რაც ქმნის ხელოვნურ მიზიდულობის ძალას 1 გ (როგორც დედამიწაზე). მაგრამ რადიუსი იქნება 224 მეტრი (დაახლოებით ¼ კილომეტრი, ეს მანძილი 95-სართულიანი შენობის სიმაღლის ან ორი დიდი წითური ხის სიგრძის მსგავსია). ანუ თეორიულად შესაძლებელია ამ ზომის ორბიტალური სადგურის ან კოსმოსური ხომალდის აგება. მაგრამ პრაქტიკაში ეს მოითხოვს რესურსების, ძალისხმევისა და დროის მნიშვნელოვან ხარჯვას, რაც გლობალური კატაკლიზმების მოახლოების კონტექსტში (იხ. ანგარიში ) უფრო ჰუმანურად მიმართული რეალური დახმარებისკენ გაჭირვებულთათვის.

ორბიტალურ სადგურზე ან კოსმოსურ ხომალდზე ადამიანისთვის საჭირო სიმძიმის დონის ხელახალი შექმნის შეუძლებლობის გამო, მეცნიერებმა გადაწყვიტეს შეესწავლათ "დაყენებული ზოლის დაწევის" შესაძლებლობა, ანუ დედამიწაზე ნაკლები მიზიდულობის ძალის შექმნა. რაც იმაზე მეტყველებს, რომ ნახევარსაუკუნოვან კვლევებზე დამაკმაყოფილებელი შედეგების მიღება ვერ მოხერხდა. ეს გასაკვირი არ არის, რადგან ექსპერიმენტებში ისინი ცდილობენ შექმნან პირობები, რომლებშიც ინერციის ან სხვა ძალას ექნება მსგავსი ეფექტი დედამიწაზე გრავიტაციის ეფექტის მსგავსი. ანუ გამოდის, რომ ხელოვნური გრავიტაცია, ფაქტობრივად, არ არის გრავიტაცია.

დღეს მეცნიერებაში არსებობს მხოლოდ თეორიები იმის შესახებ, თუ რა არის გრავიტაცია, რომელთა უმეტესობა დაფუძნებულია ფარდობითობის თეორიაზე. უფრო მეტიც, არც ერთი მათგანი არ არის სრული (არ ხსნის კურსს, რაიმე ექსპერიმენტის შედეგებს ნებისმიერ პირობებში და გარდა ამისა, ზოგჯერ ის არ შეესაბამება ექსპერიმენტულად დადასტურებულ სხვა ფიზიკურ თეორიებს). არ არსებობს მკაფიო ცოდნა და გაგება: რა არის გრავიტაცია, როგორ უკავშირდება გრავიტაცია სივრცესა და დროს, რა ნაწილაკებისგან შედგება და რა არის მათი თვისებები. ამ და ბევრ სხვა კითხვებზე პასუხების ნახვა შეგიძლიათ ა. ნოვიხის წიგნში „ეზოოსმოსი“ და მოხსენების PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS-ში წარმოდგენილი ინფორმაციის შედარებით. გთავაზობთ სრულიად ახალ მიდგომას, რომელიც ეფუძნება ფიზიკის პირველადი პრინციპების საბაზისო ცოდნას ფუნდამენტური ნაწილაკები, მათი ურთიერთქმედების ნიმუშები. ანუ გრავიტაციული პროცესის არსის ღრმა გააზრებაზე და, შედეგად, ზუსტი გამოთვლების შესაძლებლობას გრავიტაციული პირობების ნებისმიერი მნიშვნელობის ხელახლა შესაქმნელად, როგორც სივრცეში, ასევე დედამიწაზე (გრავიტაციული თერაპია), შედეგების პროგნოზირება. წარმოუდგენელი და წარმოუდგენელი ექსპერიმენტები, რომლებიც ჩატარდა როგორც ადამიანის, ისე ბუნების მიერ.

პირველყოფილი ALLATRA PHYSICS ბევრად მეტია, ვიდრე უბრალოდ ფიზიკა. ის ხსნის შესაძლო გადაწყვეტილებებს ნებისმიერი სირთულის პრობლემებისთვის. მაგრამ რაც მთავარია, ნაწილაკების და რეალური მოქმედებების დონეზე მიმდინარე პროცესების ცოდნის წყალობით, თითოეულ ადამიანს შეუძლია გაიგოს თავისი ცხოვრების აზრი, გაიგოს როგორ მუშაობს სისტემა და მოიპოვოს პრაქტიკული გამოცდილება სულიერ სამყაროსთან კონტაქტში. გააცნობიეროს სულიერის გლობალურობა და პრიმატი, გავიდნენ ცნობიერების ჩარჩოდან/თარგის შეზღუდვებიდან, სისტემის საზღვრებს მიღმა, იპოვონ ჭეშმარიტი თავისუფლება.

„როგორც ამბობენ, როცა ხელში უნივერსალური გასაღებები გაქვს (ცოდნა ელემენტარული ნაწილაკების საფუძვლების შესახებ), შეგიძლია გააღო ნებისმიერი კარი (მიკროსა და მაკროსამყაროს)“.

„ასეთ პირობებში შესაძლებელია ცივილიზაციის თვისობრივად ახალი გადასვლა სულიერი თვითგანვითარების მთავარ სტრიმში, სამყაროსა და საკუთარი თავის შესახებ ფართომასშტაბიანი მეცნიერული ცოდნისკენ“.

„ყველაფერი, რაც ჩაგრავს ადამიანს ამქვეყნად, აკვიატებული ფიქრებიდან, აგრესიული ემოციებით და დამთავრებული ეგოისტური მომხმარებლის სტერეოტიპული სურვილებით. ‒ ეს არის ადამიანის არჩევანის შედეგი სეპტონის ველის სასარგებლოდ‒ მატერიალური ინტელექტუალური სისტემა, რომელიც რეგულარულად იყენებს კაცობრიობას. მაგრამ თუ ადამიანი მიჰყვება თავისი სულიერი საწყისის არჩევანს, მაშინ ის იძენს უკვდავებას. და ამაში არ არის რელიგია, მაგრამ არის ფიზიკის ცოდნა, მისი პირველყოფილი საფუძვლები“.

ელენა ფედოროვა

ბ.ვ. რაუშენბახმა, კოროლევის თანამებრძოლმა, ისაუბრა იმაზე, თუ როგორ გაუჩნდა მას კოსმოსურ ხომალდზე ხელოვნური გრავიტაციის შექმნის იდეა: 1963 წლის ზამთრის ბოლოს, მთავარი დიზაინერი, რომელიც ასუფთავებდა გზას თოვლისგან. ოსტანკინსკაიას ქუჩაზე მის სახლთან, შეიძლება ითქვას, ნათლისღება იყო. ორშაბათის მოლოდინის გარეშე მან დაურეკა რაუშენბახს, რომელიც იქვე ცხოვრობდა და მალე ერთად დაიწყეს კოსმოსში „გზის გაწმენდა“ გრძელი ფრენებისთვის.
იდეა, როგორც ხშირად ხდება, მარტივი აღმოჩნდა; ეს უნდა იყოს მარტივი, წინააღმდეგ შემთხვევაში პრაქტიკაში არაფერი გამოდგება.

სურათის დასასრულებლად. 1966 წლის მარტი, ამერიკელები ტყუპების 11-ზე:

დილის 11:29 საათზე, Gemini 11 გამოვიდა Agena-დან. ახლა იწყება გართობა: როგორ მოიქცევა კაბელით დაკავშირებული ორი ობიექტი? თავიდან კონრადი ცდილობდა ბმული შეეტანა გრავიტაციულ სტაბილიზაციაში - ისე, რომ რაკეტა დაკიდებულიყო ქვემოთ, გემი ზემოთ და კაბელი დაჭიმულიყო.
თუმცა ძლიერი ვიბრაციის გარეშე 30 მ მანძილზე გადაადგილება ვერ მოხერხდა. 11:55 საათზე გადავედით ექსპერიმენტის მეორე ნაწილზე - „ხელოვნური გრავიტაცია“. კონრადმა შემოიტანა ლიგატი ბრუნვაში; თავიდან კაბელი გადაჭიმული იყო მოხრილი ხაზის გასწვრივ, მაგრამ 20 წუთის შემდეგ გასწორდა და ბრუნვა საკმაოდ სწორი გახდა. კონრადმა გაზარდა სიჩქარე 38 °/წთ-მდე, ხოლო სადილის შემდეგ 55 °/წთ-მდე, შექმნა სიმძიმე 0,00078 გ. თქვენ ვერ გრძნობდით მას "შეხებით", მაგრამ ყველაფერი ნელ-ნელა კაფსულის ძირში ჩავიდა. 14:42 საათზე, სამსაათიანი როტაციის შემდეგ, ქინძისთავები ჩამოაგდეს და ტყუპები რაკეტას მოშორდა.

იმ ადამიანსაც კი, რომელსაც კოსმოსი არ აინტერესებს, ერთხელ მაინც უნახავს ფილმი კოსმოსში მოგზაურობის შესახებ ან წაიკითხავს წიგნებში მსგავსი რამ. თითქმის ყველა ასეთ ნამუშევარში ადამიანები დადიან გემზე, ნორმალურად სძინავთ და ჭამაზე პრობლემები არ აქვთ. ეს ნიშნავს, რომ ამ - გამოგონილ გემებს ხელოვნური სიმძიმე აქვთ. მაყურებელთა უმეტესობა ამას აღიქვამს, როგორც რაღაც სრულიად ბუნებრივ, მაგრამ ეს ასე არ არის.

ხელოვნური გრავიტაცია

ეს არის ჩვენთვის ნაცნობი გრავიტაციის შეცვლა (ნებისმიერი მიმართულებით) სხვადასხვა მეთოდების გამოყენებით. და ეს კეთდება არა მხოლოდ სამეცნიერო ფანტასტიკურ ნაწარმოებებში, არამედ ძალიან რეალურ მიწიერ სიტუაციებში, ყველაზე ხშირად ექსპერიმენტებისთვის.

თეორიულად, ხელოვნური გრავიტაციის შექმნა არც ისე რთულია. მაგალითად, შესაძლებელია მისი ხელახლა შექმნა ინერციის გამოყენებით, უფრო სწორად, ამ ძალის საჭიროება გუშინ არ გაჩენილა - ეს მაშინვე მოხდა, როგორც კი ადამიანმა დაიწყო გრძელვადიანი კოსმოსური ფრენების ოცნება. კოსმოსში ხელოვნური გრავიტაციის შექმნა შესაძლებელს გახდის მრავალი პრობლემის თავიდან აცილებას, რომლებიც წარმოიქმნება უწონობის ხანგრძლივ პერიოდებში. ასტრონავტების კუნთები სუსტდება და ძვლები ნაკლებად ძლიერდება. ასეთ პირობებში თვეობით მოგზაურობამ შეიძლება გამოიწვიოს ზოგიერთი კუნთის ატროფია.

ამრიგად, დღეს ხელოვნური სიმძიმის შექმნა უაღრესად მნიშვნელოვანი ამოცანაა, ამ უნარის გარეშე ეს უბრალოდ შეუძლებელია.

მასალა

მათაც კი, ვინც ფიზიკა მხოლოდ სასკოლო სასწავლო გეგმის დონეზე იცის, ესმის, რომ გრავიტაცია ჩვენი სამყაროს ერთ-ერთი ფუნდამენტური კანონია: ყველა სხეული ურთიერთქმედებს ერთმანეთთან, განიცდის ურთიერთმიზიდულობას/გადაგებას. რაც უფრო დიდია სხეული, მით უფრო მაღალია მისი გრავიტაციული ძალა.

დედამიწა ჩვენი რეალობისთვის ძალიან მასიური ობიექტია. ამიტომაც მის გარშემო ყველა სხეული, გამონაკლისის გარეშე, იზიდავს მას.

ჩვენთვის ეს ნიშნავს, რომელიც ჩვეულებრივ იზომება გ-ში, უდრის 9,8 მეტრს კვადრატულ წამში. ეს ნიშნავს, რომ ფეხქვეშ რომ არ გვქონდეს საყრდენი, ჩავვარდებოდით სიჩქარით, რომელიც ყოველ წამში 9,8 მეტრით იზრდება.

ამრიგად, მხოლოდ გრავიტაციის წყალობით შეგვიძლია ნორმალურად დავდგეთ, დავვარდეთ, ვჭამოთ და დავლიოთ, გავიგოთ, სად არის ზემოთ და სად არის ქვემოთ. თუ გრავიტაცია გაქრება, ჩვენ აღმოვჩნდებით უწონადობაში.

ამ ფენომენს განსაკუთრებით იცნობენ კოსმონავტები, რომლებიც კოსმოსში აღმოჩნდებიან ამაღლებულ მდგომარეობაში - თავისუფალ ვარდნაში.

თეორიულად, მეცნიერებმა იციან როგორ შექმნან ხელოვნური გრავიტაცია. არსებობს რამდენიმე მეთოდი.

დიდი მასა

ყველაზე ლოგიკური ვარიანტია, რომ ის იმდენად დიდი იყოს, რომ მასზე ხელოვნური სიმძიმე გამოჩნდეს. გემზე კომფორტულად იგრძნობთ თავს, რადგან სივრცეში ორიენტაცია არ დაიკარგება.

სამწუხაროდ, ეს მეთოდი არარეალურია თანამედროვე ტექნოლოგიების განვითარებასთან ერთად. ასეთი ობიექტის აშენებას ძალიან ბევრი რესურსი სჭირდება. გარდა ამისა, მისი აწევა მოითხოვს წარმოუდგენელ ენერგიას.

აჩქარება

როგორც ჩანს, თუ გსურთ მიაღწიოთ გ-ის ტოლს დედამიწაზე, თქვენ უბრალოდ უნდა მიანიჭოთ ხომალდს ბრტყელი (პლატფორმის მსგავსი) ფორმა და გადაადგილდეთ სიბრტყეზე პერპენდიკულარულად საჭირო აჩქარებით. ამ გზით მიიღება ხელოვნური სიმძიმე და იდეალური გრავიტაცია.

თუმცა, სინამდვილეში ყველაფერი ბევრად უფრო რთულია.

უპირველეს ყოვლისა, ღირს საწვავის საკითხის გათვალისწინება. იმისთვის, რომ სადგურმა მუდმივად აჩქარდეს, საჭიროა უწყვეტი ელექტრომომარაგება. მაშინაც კი, თუ მოულოდნელად გამოჩნდება ძრავა, რომელიც არ გამოდევნის მატერიას, ენერგიის შენარჩუნების კანონი ძალაში დარჩება.

მეორე პრობლემა არის მუდმივი აჩქარების იდეა. ჩვენი ცოდნისა და ფიზიკური კანონების მიხედვით, შეუძლებელია აჩქარება განუსაზღვრელი ვადით.

გარდა ამისა, ასეთი მანქანა არ არის შესაფერისი კვლევითი მისიებისთვის, რადგან ის მუდმივად უნდა აჩქარდეს - იფრინოს. პლანეტის შესასწავლად ვერ გაჩერდება, მის გარშემო ნელა ფრენაც კი ვერ შეძლებს – უნდა აჩქარდეს.

ამრიგად, ცხადი ხდება, რომ ასეთი ხელოვნური გრავიტაცია ჩვენთვის ჯერ არ არის ხელმისაწვდომი.

კარუსელი

ყველამ იცის, როგორ მოქმედებს კარუსელის ბრუნვა სხეულზე. ამიტომ, ამ პრინციპზე დაფუძნებული ხელოვნური სიმძიმის მოწყობილობა, როგორც ჩანს, ყველაზე რეალისტურია.

ყველაფერი, რაც კარუსელის დიამეტრშია, მიდრეკილია მისგან ამოვარდნას დაახლოებით ბრუნვის სიჩქარის ტოლი სიჩქარით. გამოდის, რომ სხეულებზე მოქმედებს მბრუნავი ობიექტის რადიუსის გასწვრივ მიმართული ძალა. ის ძალიან ჰგავს გრავიტაციას.

ასე რომ, საჭიროა ცილინდრული ფორმის გემი. ამავე დროს, ის უნდა ბრუნავდეს თავისი ღერძის გარშემო. სხვათა შორის, ამ პრინციპით შექმნილ კოსმოსურ ხომალდზე ხელოვნური სიმძიმის დემონსტრირება ხშირად ხდება სამეცნიერო ფანტასტიკურ ფილმებში.

ლულის ფორმის ხომალდი, რომელიც ბრუნავს თავისი გრძივი ღერძის გარშემო, ქმნის ცენტრიდანულ ძალას, რომლის მიმართულება შეესაბამება ობიექტის რადიუსს. შედეგად მიღებული აჩქარების გამოსათვლელად, თქვენ უნდა გაყოთ ძალა მასაზე.

ამ ფორმულაში, გაანგარიშების შედეგი არის აჩქარება, პირველი ცვლადი არის კვანძოვანი სიჩქარე (იზომება რადიანებში წამში), მეორე არის რადიუსი.

ამის მიხედვით, ჩვენ მიერ შეჩვეული გ-ის მისაღებად საჭიროა კოსმოსური ტრანსპორტის რადიუსის სწორად შეთავსება.

მსგავსი პრობლემა ხაზგასმულია ფილმებში, როგორიცაა Intersolah, Babylon 5, 2001: A Space Odyssey და მსგავსი. ყველა ამ შემთხვევაში, ხელოვნური სიმძიმე ახლოსაა დედამიწის აჩქარებასთან გრავიტაციის გამო.

რაც არ უნდა კარგი იყოს იდეა, მისი განხორციელება საკმაოდ რთულია.

პრობლემები კარუსელის მეთოდთან დაკავშირებით

ყველაზე აშკარა პრობლემა ხაზგასმულია კოსმოსურ ოდისეაში. "კოსმოსური გადამზიდველის" რადიუსი დაახლოებით 8 მეტრია. 9.8 აჩქარების მისაღებად, ბრუნვა უნდა მოხდეს ყოველ წუთში დაახლოებით 10.5 ბრუნის სიჩქარით.

ამ მნიშვნელობებზე ჩნდება "კორიოლისის ეფექტი", რომელიც მდგომარეობს იმაში, რომ სხვადასხვა ძალები მოქმედებენ იატაკიდან სხვადასხვა მანძილზე. ეს პირდაპირ დამოკიდებულია კუთხის სიჩქარეზე.

გამოდის, რომ კოსმოსში შეიქმნება ხელოვნური გრავიტაცია, მაგრამ სხეულის ზედმეტად სწრაფად შემობრუნება შიდა ყურთან დაკავშირებულ პრობლემებს გამოიწვევს. ეს კი თავის მხრივ იწვევს წონასწორობის დარღვევას, ვესტიბულურ აპარატთან და სხვა - მსგავს - სირთულეებს.

ამ დაბრკოლების გაჩენა ვარაუდობს, რომ ასეთი მოდელი უკიდურესად წარუმატებელია.

თქვენ შეგიძლიათ სცადოთ საპირისპიროდ წასვლა, როგორც ეს გააკეთეს რომანში "ბეჭდის სამყარო". აქ ხომალდი დამზადებულია რგოლის სახით, რომლის რადიუსი ახლოს არის ჩვენი ორბიტის რადიუსთან (დაახლოებით 150 მილიონი კმ). ამ ზომით, მისი ბრუნვის სიჩქარე საკმარისია კორიოლისის ეფექტის უგულებელყოფისთვის.

შეიძლება ჩათვალოთ, რომ პრობლემა მოგვარებულია, მაგრამ ეს ასე არ არის. ფაქტია, რომ ამ სტრუქტურის სრულ შემობრუნებას მისი ღერძის გარშემო 9 დღე სჭირდება. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ დატვირთვები ძალიან დიდი იქნება. სტრუქტურამ რომ გაუძლოს მათ, საჭიროა ძალიან მტკიცე მასალა, რომელიც დღეს ჩვენს ხელთ არ გვაქვს. გარდა ამისა, პრობლემაა მასალის რაოდენობა და თავად მშენებლობის პროცესი.

მსგავსი თემების თამაშებში, როგორც ფილმში "ბაბილონი 5", ეს პრობლემები როგორღაც მოგვარებულია: ბრუნვის სიჩქარე სავსებით საკმარისია, კორიოლისის ეფექტი არ არის მნიშვნელოვანი, ჰიპოთეტურად შესაძლებელია ასეთი გემის შექმნა.

თუმცა, ასეთ სამყაროებსაც კი აქვს ნაკლი. მისი სახელია კუთხოვანი იმპულსი.

გემი, რომელიც ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო, იქცევა უზარმაზარ გიროსკოპად. მოგეხსენებათ, ძალიან რთულია გიროსკოპის ღერძიდან გადახვევის იძულება, რადგან მნიშვნელოვანია, რომ მისი რაოდენობა არ დატოვოს სისტემაში. ეს ნიშნავს, რომ ამ ობიექტისთვის მიმართულების მიცემა ძალიან რთული იქნება. თუმცა, ეს პრობლემა შეიძლება მოგვარდეს.

გამოსავალი

კოსმოსურ სადგურზე ხელოვნური გრავიტაცია ხელმისაწვდომი ხდება მაშინ, როდესაც ო'ნილის ცილინდრი მოვა სამაშველოში. ამ დიზაინის შესაქმნელად საჭიროა იდენტური ცილინდრული გემები, რომლებიც დაკავშირებულია ღერძის გასწვრივ. ისინი უნდა ბრუნავდნენ სხვადასხვა მიმართულებით. ასეთი შეკრების შედეგი არის ნულოვანი კუთხური იმპულსი, ამიტომ არ უნდა იყოს სირთულე გემისთვის საჭირო მიმართულების მიცემა.

თუ შესაძლებელია გემის დამზადება დაახლოებით 500 მეტრის რადიუსით, მაშინ ის იმუშავებს ზუსტად ისე, როგორც უნდა. ამავდროულად, კოსმოსში ხელოვნური სიმძიმე საკმაოდ კომფორტული და შესაფერისი იქნება გემებზე ან კვლევით სადგურებზე ხანგრძლივი ფრენისთვის.

კოსმოსური ინჟინრები

თამაშის შემქმნელებმა იციან როგორ შექმნან ხელოვნური გრავიტაცია. თუმცა, ამ ფანტასტიკურ სამყაროში, გრავიტაცია არ არის სხეულების ურთიერთმიზიდულობა, არამედ წრფივი ძალა, რომელიც შექმნილია ობიექტების მოცემული მიმართულებით აჩქარებისთვის. მიზიდულობა აქ არ არის აბსოლუტური; ის იცვლება წყაროს გადამისამართებისას.

კოსმოსურ სადგურზე ხელოვნური სიმძიმე იქმნება სპეციალური გენერატორის გამოყენებით. გენერატორის დიაპაზონში ერთგვაროვანი და თანაბარი მიმართულია. ასე რომ, რეალურ სამყაროში, გემის ქვეშ რომ მოხვდები გენერატორით დაყენებული, შენს კორპუსისკენ გაგიყვანენ. თუმცა, თამაშში გმირი დაეცემა სანამ არ დატოვებს მოწყობილობის პერიმეტრს.

დღეს ასეთი მოწყობილობით შექმნილი ხელოვნური გრავიტაცია კაცობრიობისთვის მიუწვდომელია. თუმცა, ჭაღარა დეველოპერებიც კი არ წყვეტენ ამაზე ოცნებას.

სფერული გენერატორი

ეს უფრო რეალისტური აღჭურვილობის ვარიანტია. ინსტალაციისას გრავიტაცია მიმართულია გენერატორისკენ. ეს შესაძლებელს ხდის შექმნას სადგური, რომლის გრავიტაციაც პლანეტარულის ტოლი იქნება.

ცენტრიფუგა

დღეს დედამიწაზე ხელოვნური გრავიტაცია გვხვდება სხვადასხვა მოწყობილობებში. ისინი, უმეტესწილად, ინერციას ეფუძნება, ვინაიდან ეს ძალა ჩვენ მიერ გრავიტაციული ზემოქმედების ანალოგიურად იგრძნობა - სხეული არ განასხვავებს რა მიზეზს იწვევს აჩქარებას. მაგალითად: ლიფტში ადის ადამიანი განიცდის ინერციის გავლენას. ფიზიკოსის თვალით: ლიფტის აწევა სალონის აჩქარებას უმატებს თავისუფალი ვარდნის აჩქარებას. როდესაც სალონი უბრუნდება გაზომილ მოძრაობას, წონის "მატება" ქრება, უბრუნდება ჩვეულ შეგრძნებებს.

მეცნიერები დიდი ხანია დაინტერესდნენ ხელოვნური გრავიტაციით. ამ მიზნებისათვის ყველაზე ხშირად გამოიყენება ცენტრიფუგა. ეს მეთოდი შესაფერისია არა მხოლოდ კოსმოსური ხომალდებისთვის, არამედ სახმელეთო სადგურებისთვისაც, სადაც აუცილებელია ადამიანის სხეულზე გრავიტაციის ზემოქმედების შესწავლა.

ისწავლე დედამიწაზე, მიმართე...

მიუხედავად იმისა, რომ გრავიტაციის შესწავლა კოსმოსში დაიწყო, ის ძალიან ხმელეთის მეცნიერებაა. დღესაც, ამ სფეროში მიღწევებმა იპოვა თავისი გამოყენება, მაგალითად, მედიცინაში. იმის ცოდნა, შესაძლებელია თუ არა პლანეტაზე ხელოვნური გრავიტაციის შექმნა, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას კუნთოვანი სისტემის ან ნერვული სისტემის პრობლემების სამკურნალოდ. უფრო მეტიც, ამ ძალის შესწავლა ძირითადად დედამიწაზე ხორციელდება. ეს შესაძლებელს ხდის ასტრონავტებს ჩაატარონ ექსპერიმენტები ექიმების ყურადღების ქვეშ ყოფნისას. კოსმოსში ხელოვნური გრავიტაცია სხვა საკითხია, იქ არ არიან ადამიანები, რომლებიც ასტრონავტებს გაუთვალისწინებელი სიტუაციის შემთხვევაში დაეხმარებიან.

სრული უწონობის გათვალისწინებით, არ შეიძლება მხედველობაში მივიღოთ თანამგზავრი, რომელიც მდებარეობს დედამიწის დაბალ ორბიტაზე. ამ ობიექტებზე, თუმცა მცირე ზომით, გავლენას ახდენს გრავიტაცია. ასეთ შემთხვევებში წარმოქმნილ სიმძიმის ძალას მიკროგრავიტაცია ეწოდება. რეალური გრავიტაცია მხოლოდ კოსმოსში მუდმივი სიჩქარით მფრინავ მანქანაშია. თუმცა, ადამიანის სხეული ამ განსხვავებას არ გრძნობს.

თქვენ შეგიძლიათ განიცადოთ უწონაობა გრძელი ნახტომის დროს (კანოპის გახსნამდე) ან თვითმფრინავის პარაბოლური დაღმართის დროს. ასეთი ექსპერიმენტები ხშირად ტარდება აშშ-ში, მაგრამ თვითმფრინავში ეს შეგრძნება მხოლოდ 40 წამს გრძელდება - ეს ძალიან მოკლეა სრული შესწავლისთვის.

სსრკ-ში ჯერ კიდევ 1973 წელს იცოდნენ, შესაძლებელი იყო თუ არა ხელოვნური გრავიტაციის შექმნა. და მათ არა მხოლოდ შექმნეს იგი, არამედ შეცვალეს იგი გარკვეულწილად. გრავიტაციის ხელოვნური შემცირების თვალსაჩინო მაგალითია მშრალი ჩაძირვა, ჩაძირვა. სასურველი ეფექტის მისაღწევად, თქვენ უნდა მოათავსოთ სქელი ფილმი წყლის ზედაპირზე. პირი მოთავსებულია მის თავზე. სხეულის სიმძიმის ქვეშ სხეული წყალში იძირება და ზევით მხოლოდ თავი რჩება. ეს მოდელი აჩვენებს მხარდაჭერის გარეშე, დაბალი გრავიტაციის გარემოს, რომელიც ახასიათებს ოკეანეს.

არ არის საჭირო კოსმოსში წასვლა, რათა განიცადოთ უწონობის საპირისპირო ძალა - ჰიპერგრავიტაცია. როდესაც კოსმოსური ხომალდი აფრინდება და დაეშვება ცენტრიფუგაში, გადატვირთვა შეიძლება არა მხოლოდ იგრძნობა, არამედ შეისწავლოს.

გრავიტაციული მკურნალობა

გრავიტაციული ფიზიკა ასევე სწავლობს უწონობის გავლენას ადამიანის სხეულზე, ცდილობს მინიმუმამდე დაიყვანოს შედეგები. ამასთან, ამ მეცნიერების მიღწევების დიდი რაოდენობა ასევე შეიძლება სასარგებლო იყოს პლანეტის რიგითი მაცხოვრებლებისთვის.

ექიმები დიდ იმედებს ამყარებენ მიოპათიის დროს კუნთოვანი ფერმენტების ქცევის კვლევაზე. ეს არის სერიოზული დაავადება, რომელიც იწვევს ადრეულ სიკვდილს.

აქტიური ფიზიკური ვარჯიშის დროს ჯანმრთელი ადამიანის სისხლში ფერმენტ კრეატინ ფოსფოკინაზას დიდი მოცულობა ხვდება. ამ ფენომენის მიზეზი გაურკვეველია; შესაძლოა, დატვირთვა უჯრედის მემბრანაზე ისე მოქმედებს, რომ ის „ხვრელი“ ხდება. მიოპათიის მქონე პაციენტები იგივე ეფექტს იღებენ ვარჯიშის გარეშე. ასტრონავტების დაკვირვებამ აჩვენა, რომ უწონადობის დროს სისხლში აქტიური ფერმენტის ნაკადი მნიშვნელოვნად მცირდება. ეს აღმოჩენა ვარაუდობს, რომ ჩაძირვის გამოყენება შეამცირებს მიოპათიის გამომწვევი ფაქტორების უარყოფით გავლენას. ამჟამად ცხოველებზე ექსპერიმენტები ტარდება.

ზოგიერთი დაავადების მკურნალობა უკვე ხორციელდება გრავიტაციის, მათ შორის ხელოვნური სიმძიმის შესწავლის შედეგად მიღებული მონაცემების გამოყენებით. მაგალითად, ცერებრალური დამბლის, ინსულტისა და პარკინსონის მკურნალობა ხორციელდება სტრესული სარჩელების გამოყენებით. საყრდენის, პნევმატური ფეხსაცმლის დადებითი ეფექტის კვლევა თითქმის დასრულებულია.

გავფრინდებით მარსზე?

ასტრონავტების უახლესი მიღწევები პროექტის რეალობის იმედს იძლევა. არსებობს დედამიწასთან ხანგრძლივი ყოფნის დროს ადამიანის სამედიცინო დახმარების გაწევის გამოცდილება. მთვარეზე კვლევითმა ფრენებმა, რომელთა გრავიტაციული ძალა ჩვენსას 6-ჯერ ნაკლებია, ასევე ბევრი სარგებელი მოიტანა. ახლა ასტრონავტები და მეცნიერები საკუთარ თავს ახალ მიზანს ადგენენ - მარსი.

სანამ წითელ პლანეტაზე ბილეთისთვის რიგში დადგებით, უნდა იცოდეთ რა ელის სხეულს მუშაობის პირველ ეტაპზე - გზაში. საშუალოდ, უდაბნო პლანეტამდე გზას წელიწადნახევარი დასჭირდება - დაახლოებით 500 დღე. გზად მოგიწევთ მხოლოდ საკუთარ ძალებზე დაყრდნობა, უბრალოდ არსად დაელოდოთ დახმარებას.

ბევრი ფაქტორი ძირს უთხრის თქვენს ძალას: სტრესი, გამოსხივება, მაგნიტური ველის ნაკლებობა. სხეულისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანი გამოცდა არის გრავიტაციის ცვლილება. მოგზაურობის დროს ადამიანი „გაეცნობა“ სიმძიმის რამდენიმე დონეს. უპირველეს ყოვლისა, ეს არის გადატვირთვები აფრენის დროს. შემდეგ - უწონადობა ფრენის დროს. ამის შემდეგ - ჰიპოგრავიტაცია დანიშნულების ადგილზე, ვინაიდან მარსზე გრავიტაცია დედამიწის 40%-ზე ნაკლებია.

როგორ უმკლავდებით უწონობის უარყოფით შედეგებს გრძელი ფრენისას? ვიმედოვნებთ, რომ ხელოვნური გრავიტაციის სფეროში განვითარებული მოვლენები ხელს შეუწყობს ამ საკითხის მოგვარებას უახლოეს მომავალში. Cosmos 936-ზე მოგზაურობისას ვირთხებზე ჩატარებული ექსპერიმენტები აჩვენებს, რომ ეს ტექნიკა ყველა პრობლემას არ წყვეტს.

OS-ის გამოცდილებამ აჩვენა, რომ სავარჯიშო კომპლექსების გამოყენებას, რომლებსაც შეუძლიათ თითოეული ასტრონავტისთვის საჭირო დატვირთვის განსაზღვრა ინდივიდუალურად, შეიძლება ბევრად მეტი სარგებელი მოუტანოს სხეულს.

ამ დროისთვის ითვლება, რომ მარსზე არა მხოლოდ მკვლევარები გაფრინდებიან, არამედ ტურისტებიც, რომლებსაც სურთ წითელ პლანეტაზე კოლონიის შექმნა. მათთვის, სულ მცირე, პირველად, უწონად ყოფნის შეგრძნებები გადაწონის ექიმების ყველა არგუმენტს ასეთ პირობებში ხანგრძლივი ყოფნის საშიშროების შესახებ. თუმცა, რამდენიმე კვირაში მათაც დასჭირდებათ დახმარება, რის გამოც ძალზე მნიშვნელოვანია კოსმოსურ ხომალდზე ხელოვნური სიმძიმის შექმნის გზის პოვნა.

შედეგები

რა დასკვნების გამოტანა შეიძლება კოსმოსში ხელოვნური გრავიტაციის შექმნის შესახებ?

ყველა იმ ვარიანტს შორის, რომელიც ამჟამად განიხილება, მბრუნავი სტრუქტურა გამოიყურება ყველაზე რეალისტური. თუმცა, ფიზიკური კანონების ამჟამინდელი გაგებით, ეს შეუძლებელია, რადგან გემი არ არის ღრუ ცილინდრი. შიგნით არის გადახურვები, რაც ხელს უშლის იდეების განხორციელებას.

გარდა ამისა, გემის რადიუსი იმდენად დიდი უნდა იყოს, რომ კორიოლისის ეფექტს მნიშვნელოვანი ეფექტი არ ჰქონდეს.

მსგავსი რამის გასაკონტროლებლად გჭირდებათ ზემოთ ნახსენები ო'ნილის ცილინდრი, რომელიც მოგცემთ გემის მართვის უნარს. ამ შემთხვევაში იზრდება პლანეტათაშორისი ფრენებისთვის ასეთი დიზაინის გამოყენების შანსები ეკიპაჟისთვის კომფორტული სიმძიმის დონის უზრუნველყოფისას.

სანამ კაცობრიობა მიაღწევს ოცნებების ახდენას, მსურს ცოტა მეტი რეალიზმი და კიდევ უფრო მეტი ცოდნა ფიზიკის კანონების შესახებ სამეცნიერო ფანტასტიკურ ნაწარმოებებში.

ნამუშევრის ტექსტი განთავსებულია გამოსახულების და ფორმულების გარეშე.
ნამუშევრის სრული ვერსია ხელმისაწვდომია "სამუშაო ფაილების" ჩანართში PDF ფორმატში

კვლევის მიზნები და ამოცანები

ჩემი კვლევითი სამუშაოს მიზანია განიხილოს ისეთი ფუნდამენტური ურთიერთქმედება, როგორიცაა გრავიტაცია, მისი ფენომენი და კოსმოსური დასახლებების პრობლემა ხელოვნური გრავიტაციით, განიხილოს სხვადასხვა ტიპის ძრავების გამოყენების თავისებურებები ხელოვნური გრავიტაციის შესაქმნელად, იდეების შემუშავება სივრცეში ცხოვრების შესახებ. ხელოვნური სიმძიმის პირობებში და ამ პროექტის შექმნისას წარმოქმნილი პრობლემების გადასაჭრელად, მოწინავე ტექნოლოგიების პატენტების ინტეგრაცია ხელოვნური სიმძიმის პრობლემების გადასაჭრელად.

კვლევის აქტუალობა.

კოსმოსური დასახლებები არის კოსმოსური სადგურის ტიპი, სადაც ადამიანს შეუძლია იცხოვროს დიდი ხნის განმავლობაში ან თუნდაც მთელი სიცოცხლის განმავლობაში. ასეთი დასახლებების შესაქმნელად, თქვენ უნდა იფიქროთ ყველა საჭირო პირობაზე ოპტიმალური ცხოვრების აქტივობისთვის - სიცოცხლის დამხმარე სისტემა, ხელოვნური სიმძიმე, დაცვა კოსმოსური გავლენისგან და ა.შ. და მიუხედავად იმისა, რომ საკმაოდ რთულია ყველა პირობის განხორციელება, არაერთმა სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერალმა და ინჟინერმა უკვე შექმნა რამდენიმე პროექტი, რომლებიც, შესაძლოა, მომავალში საოცარ კოსმოსურ დასახლებებს შექმნიან.

კვლევის მნიშვნელობა და სიახლე.

ხელოვნური გრავიტაცია პერსპექტიული სფეროა კვლევისთვის, რადგან ის უზრუნველყოფს კოსმოსში ხანგრძლივ ყოფნას და შორ მანძილზე კოსმოსური ფრენების შესაძლებლობას. კოსმოსური დასახლებების მშენებლობამ შეიძლება უზრუნველყოს სახსრები შემდგომი კვლევისთვის; თუ ჩვენ დავიწყებთ კოსმოსური ტურიზმის პროგრამას, რომელიც ძალიან ძვირი სიამოვნება იქნება, კოსმოსური კორპორაციები მიიღებენ დაფინანსების დამატებით ნაკადს და კვლევები შეიძლება განხორციელდეს ყველა მიმართულებით, შესაძლებლობებით შეზღუდვის გარეშე.

გრავიტაცია. გრავიტაციული ფენომენები. გრავიტაცია.

გრავიტაცია არის ფუნდამენტური ურთიერთქმედების ოთხი სახეობიდან ერთ-ერთი, ანუ სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ - ასეთი მიმზიდველი ძალა, მიმართული ნებისმიერი ობიექტის მასის ცენტრისა და საგანთა გროვების მასის ცენტრისკენ; რაც უფრო დიდია მასა, მით უფრო მაღალია გრავიტაცია. როდესაც თქვენ შორდებით ობიექტს, მიზიდულობის ძალა მისკენ მიისწრაფვის ნულისკენ, მაგრამ იდეალურ პირობებში ის საერთოდ არ ქრება. ანუ, თუ წარმოვიდგენთ აბსოლუტურ ვაკუუმს რაიმე წარმოშობის ერთი დამატებითი ნაწილაკების გარეშე, მაშინ ამ სივრცეში ნებისმიერი ობიექტი, რომელსაც აქვს თუნდაც უსასრულო მასა, სხვა გარეგანი ძალების არარსებობის შემთხვევაში, მიიზიდავს ერთმანეთს ნებისმიერ უსასრულოდ შორს. მანძილი.

დაბალ სიჩქარეზე გრავიტაცია აღწერილია ნიუტონის მექანიკის მიერ. სინათლის სიჩქარესთან შედარებით სიჩქარით, გრავიტაციული მოვლენები აღწერილია SRT-ის მიერ

ა.აინშტაინი.

ნიუტონის მექანიკის ფარგლებში, გრავიტაცია აღწერილია უნივერსალური მიზიდულობის კანონით, რომელიც ამბობს, რომ ორი წერტილიანი (ან სფერული) სხეული ერთმანეთს იზიდავს ამ სხეულების მასების ნამრავლის პირდაპირპროპორციული ძალით, უკუპროპორციული. მათ შორის მანძილის კვადრატი და მოქმედებს ამ სხეულების დამაკავშირებელი სწორი ხაზის გასწვრივ.

მაღალი სიჩქარის მიახლოებით, გრავიტაცია აიხსნება სპეციალური ფარდობითობით, რომელსაც აქვს ორი პოსტულატი:

აინშტაინის ფარდობითობის პრინციპი, რომელიც ამტკიცებს, რომ ბუნებრივი ფენომენები თანაბრად გვხვდება ყველა ინერციულ მიმართვის სისტემაში.

სინათლის სიჩქარის მუდმივობის პრინციპი, რომელიც აცხადებს, რომ სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში მუდმივია (ეწინააღმდეგება სიჩქარის დამატების კანონს).

გრავიტაციის აღსაწერად შემუშავებულია ფარდობითობის თეორიის სპეციალური გაფართოება, რომელიც იძლევა სივრცე-დროის გამრუდების საშუალებას. თუმცა, დინამიკა STR-ის ფარგლებშიც კი შეიძლება მოიცავდეს გრავიტაციულ ურთიერთქმედებას, თუ გრავიტაციული ველის პოტენციალი გაცილებით მცირეა. ასევე უნდა აღინიშნოს, რომ STR წყვეტს მუშაობას მთელი სამყაროს მასშტაბით, რაც მოითხოვს ჩანაცვლებას GTR-ით.

გრავიტაციული ფენომენები.

ყველაზე ნათელი გრავიტაციული ფენომენი არის მიზიდულობა. ასევე არის გრავიტაციასთან დაკავშირებული კიდევ ერთი ფენომენი - უწონაობა.

გრავიტაციული ძალების წყალობით, ჩვენ დავდივართ დედამიწაზე და ჩვენი პლანეტა არსებობს, ისევე როგორც მთელი სამყარო. მაგრამ რა მოხდება, თუ ჩვენ დავტოვებთ პლანეტას? ჩვენ განვიცდით ერთ-ერთ ყველაზე კაშკაშა გრავიტაციულ მოვლენას - უწონადობას. უწონაობა არის სხეულის მდგომარეობა, რომელშიც გრავიტაციული ძალების გარდა სხვა ძალები არ მოქმედებს მასზე, ან ეს ძალები კომპენსირებულია.

ISS-ზე მყოფი ასტრონავტები არიან უწონად მდგომარეობაში, რაც უარყოფითად აისახება მათ ჯანმრთელობაზე. დედამიწის მიზიდულობის პირობებიდან უწონობის პირობებზე გადასვლისას (პირველ რიგში, როდესაც კოსმოსური ხომალდი ორბიტაზე შემოდის), ასტრონავტების უმეტესობა განიცდის ორგანიზმის რეაქციას, რომელსაც ეწოდება კოსმოსური ადაპტაციის სინდრომი. როდესაც ადამიანი კოსმოსში დიდხანს რჩება (ერთ კვირაზე მეტი), გრავიტაციის ნაკლებობა იწყებს ორგანიზმში გარკვეული ცვლილებების გამოწვევას, რომლებიც უარყოფითია. უწონობის პირველი და ყველაზე აშკარა შედეგი არის კუნთების სწრაფი ატროფია: კუნთები ფაქტობრივად გამორთულია ადამიანის აქტივობიდან, რის შედეგადაც სხეულის ყველა ფიზიკური მახასიათებელი უარესდება. გარდა ამისა, კუნთოვანი ქსოვილის აქტივობის მკვეთრი შემცირების შედეგია ორგანიზმის ჟანგბადის მოხმარების შემცირება და შედეგად ჭარბი ჰემოგლობინის გამო, ძვლის ტვინის აქტივობა, რომელიც მას სინთეზირებს, შეიძლება შემცირდეს. ასევე არსებობს საფუძველი იმის დასაჯერებლად, რომ შეზღუდული მობილურობა არღვევს ფოსფორის მეტაბოლიზმს ძვლებში, რაც იწვევს მათი სიძლიერის შემცირებას.

უწონობის უარყოფითი ზემოქმედებისგან თავის დასაღწევად აუცილებელია კოსმოსში ხელოვნური სიმძიმის შექმნა.

ხელოვნური გრავიტაცია და კოსმოსური დასახლებები. მე-20 საუკუნის ადრეული კვლევა.

ციოლკოვსკიმ შემოგვთავაზა ეთერული დასახლებების თეორია, რომლებიც წარმოადგენდნენ ტორსს, რომელიც ნელა ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო. მაგრამ იმ დროს ასეთი იდეები უტოპია იყო და მისი ყველა პროექტი ჩანახატებში დარჩა.

პირველი შემუშავებული პროექტი შემოგვთავაზა ავსტრიელმა მეცნიერმა ჰერმან ნორდუნგმა 1928 წელს. ის ასევე იყო ტორუსის ფორმის სადგური, რომელშიც შედის საცხოვრებელი მოდულები, ელექტროენერგიის გენერატორი და ასტრონომიული ობსერვატორიის მოდული.

შემდეგი პროექტი შემოგვთავაზა ვერნერ ფონ ბრაუნმა, ამერიკული კოსმოსური პროგრამის წამყვანმა სპეციალისტმა; ის ასევე იყო ტორუსის ფორმის სადგური, სადაც ადამიანები ცხოვრობდნენ და მუშაობდნენ ერთ დიდ დერეფანში დაკავშირებულ ოთახებში. ვერნერის პროექტი NASA-ს ერთ-ერთი პრიორიტეტი იყო 60-იან წლებში Skylab პროექტის გამოჩენამდე.

Skylab, აშშ-ის პირველი და ერთადერთი ეროვნული ორბიტალური სადგური, განკუთვნილი იყო ტექნოლოგიური, ასტროფიზიკური, სამედიცინო და ბიოლოგიური კვლევებისთვის, ასევე დედამიწის დაკვირვებისთვის. ამოქმედდა 1973 წლის 14 მაისს, მასპინძლობდა აპოლოს სამ მისიას 1973 წლის მაისიდან 1974 წლის თებერვლამდე, დეორბიტირებული იყო და დაინგრა 1979 წლის 11 ივლისს.

გარდა ამისა, 1965 წელს ამერიკის კოსმოსურმა საზოგადოებამ გამოთქვა ვარაუდი, რომ კოსმოსური დასახლებების იდეალური ფორმა იქნებოდა ტორუსი, რადგან ყველა მოდული განლაგებულია ერთად, მიზიდულობის ძალას ექნება მაქსიმალური მნიშვნელობა. ხელოვნური სიმძიმის პრობლემა მეტწილად მოგვარებული ჩანდა.

შემდეგი პროექტი წამოაყენა ჯერარდ ო'ნილმა, ის ითვალისწინებდა კოლონიების შექმნას, რისთვისაც შემოთავაზებულია ორი გიგანტური ზომის ცილინდრის გამოყენება, ჩარჩოში ჩასმული და სხვადასხვა მიმართულებით მბრუნავი. ეს ცილინდრები ბრუნავენ საკუთარი ღერძის გარშემო წუთში დაახლოებით 0,53 ბრუნის სიჩქარით, რის გამოც კოლონიაში იქმნება ადამიანებისთვის ნაცნობი მიზიდულობის ძალა.

1975 წელს პარკერმა წამოაყენა პროექტი 100 მ დიამეტრის და 1 კმ სიგრძის კოლონიის შესაქმნელად, რომელიც მდებარეობს დედამიწიდან და მთვარიდან დაახლოებით 400 000 კმ მანძილზე და განკუთვნილია 10 000 ადამიანზე. გრძივი ღერძის ირგვლივ ბრუნვა 21 წამში 1 ბრუნის სიჩქარით შექმნის დედამიწის მიზიდულობის მიახლოებას.

1977 წელს NASA Ames-ის კვლევის ცენტრის მკვლევარმა რიჩარდ ჯონსონმა და პროფესორმა ჩარლზ ჰოლბროუმ კოლგეიტის უნივერსიტეტიდან გამოაქვეყნეს ნაშრომი Space Settlements, რომელიც ასახავდა პერსპექტიულ კვლევებს ტორუსის ფორმის დასახლებებზე.

1994 წელს, დოქტორ როდნი გალოუეის ხელმძღვანელობით, Phillips Laboratory-ისა და Sandia Laboratories-ის, ისევე როგორც შეერთებული შტატების საჰაერო ძალების სხვა კვლევითი ცენტრებისა და არიზონას უნივერსიტეტის კოსმოსური კვლევის ცენტრის მეცნიერთა და ლაბორატორიის მეცნიერთა მონაწილეობით, მოცულობითი სახელმძღვანელო შედგენილია ტორუსის ფორმის კოსმოსური დასახლებების დიზაინისთვის.

თანამედროვე კვლევა.

კოსმოსური დასახლებების სფეროში ერთ-ერთი თანამედროვე პროექტია სტენფორდ ტორუსი, რომელიც ვერნერ ფონ ბრაუნის იდეების პირდაპირი შთამომავალია.

Stanford Torus შესთავაზეს NASA-ს 1975 წლის ზაფხულში სტენფორდის უნივერსიტეტის სტუდენტების მიერ მომავალი კოსმოსური კოლონიების დიზაინის კონცეპტუალიზაციისთვის. ჟერარდ ო'ნილმა მოგვიანებით წარმოადგინა თავისი "კუნძული ერთი" ან "ბერნალის სფერო", როგორც ტორუსის ალტერნატივა. "სტენფორდ ტორუსი", მხოლოდ უფრო დეტალური ვერსიით, რომელიც წარმოადგენს რგოლის ფორმის მბრუნავი კოსმოსური სადგურის კონცეფციას, წარმოადგინეს ვერნჰერ ფონ ბრაუნმა, ისევე როგორც სლოვენიაში დაბადებულმა ავსტრიელმა ინჟინერმა ჰერმან პოტოჩნიკმა.

ეს არის ტორუსი, რომლის დიამეტრი დაახლოებით 1,8 კილომეტრია (10 ათასი ადამიანის საცხოვრებლად, როგორც აღწერილია 1975 წლის ნაშრომში) და ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო (რევოლუციები წუთში), ქმნის რგოლზე ხელოვნურ სიმძიმეს 0,9 - 1 გ. ცენტრიდანული სიძლიერის გამო.

მზის სინათლე შემოდის სარკეების სისტემის მეშვეობით. რგოლი უკავშირდება კერას "სპიკების" საშუალებით - დერეფნები ხალხისა და საქონლის გადაადგილებისთვის ღერძამდე და უკან. კერა, სადგურის ბრუნვის ღერძი, საუკეთესოდ შეეფერება დოკ სადგურს კოსმოსური ხომალდის მისაღებად, რადგან ხელოვნური გრავიტაცია აქ უმნიშვნელოა: სადგურის ღერძზე არის სტაციონარული მოდული.

ტორუსის ინტერიერი საცხოვრებლად შესაფერისია, საკმარისად დიდია ხელოვნური ეკოსისტემის, ბუნებრივი გარემოს შესაქმნელად, ხოლო შიგნით ჰგავს გრძელ, ვიწრო მყინვარულ ველს, რომლის ბოლოები საბოლოოდ ზევით იხრება და ქმნის წრეს. მოსახლეობა აქ ცხოვრობს მჭიდროდ დასახლებული გარეუბნის მსგავს პირობებში, ხოლო რგოლის შიგნით არის ფერმერული ფილიალები და საცხოვრებელი ნაწილი. (დანართი 1)

კოსმოსური დასახლებები და ხელოვნური გრავიტაცია კულტურაში. ელიზიუმი

ბეჭდების სამყაროები, როგორიცაა ისეთები, რომლებიც ასახულია სამეცნიერო ფანტასტიკურ სამოქმედო ფილმში Elysium ან ვიდეო თამაშში Halo, ალბათ ყველაზე საინტერესო იდეებია მომავალი კოსმოსური სადგურებისთვის. ელიზიუმში სადგური დედამიწასთან ახლოსაა და თუ მის ზომას უგულებელყოფთ, რეალიზმის გარკვეული ხარისხი აქვს. თუმცა, აქ ყველაზე დიდი პრობლემა მისი „ღიაობაა“, რომელიც მხოლოდ გარეგნულად სუფთა ფანტაზიაა.

"ალბათ ყველაზე საკამათო საკითხი ელიზიუმის სადგურთან დაკავშირებით არის მისი ღიაობა კოსმოსური გარემოსთვის."

ფილმში ნაჩვენებია კოსმოსური ხომალდი, რომელიც ახლახან დაეშვება გაზონზე კოსმოსიდან ჩამოსვლის შემდეგ. არ არსებობს დოკ კარიბჭე ან მსგავსი რამ. მაგრამ ასეთი სადგური სრულიად იზოლირებული უნდა იყოს გარე გარემოსგან. წინააღმდეგ შემთხვევაში, აქ ატმოსფერო დიდხანს არ გაგრძელდება. შესაძლოა, სადგურის ღია ტერიტორიები დაცული იყოს რაიმე სახის უხილავი ველით, რომელიც საშუალებას მისცემს მზის შუქს შეაღწიოს შიგნით და უზრუნველყოს იქ დარგული მცენარეებისა და ხეების სიცოცხლე. მაგრამ ახლა ეს მხოლოდ ფანტაზიაა. ასეთი ტექნოლოგიები არ არსებობს“.

რგოლების ფორმის სადგურის იდეა მშვენიერია, მაგრამ ჯერჯერობით განუხორციელებელია.

Ვარსკვლავური ომები

სამეცნიერო ფანტასტიკის თითქმის ყველა გულშემატკივარმა იცის რა არის სიკვდილის ვარსკვლავი. ეს არის ისეთი დიდი ნაცრისფერი და მრგვალი კოსმოსური სადგური ვარსკვლავური ომების ფილმის ეპოპედან, რომელიც ძალიან ჰგავს მთვარეს. ეს არის გალაქტიკათაშორისი პლანეტის გამანადგურებელი, რომელიც არსებითად არის ხელოვნური პლანეტა, რომელიც დამზადებულია ფოლადისგან და დასახლებულია შტორმტროპერებით.

შეგვიძლია ნამდვილად ავაშენოთ ასეთი ხელოვნური პლანეტა და ვიაროთ მასზე გალაქტიკის სივრცეებში? თეორიულად - დიახ. მარტო ამას დასჭირდება წარმოუდგენელი ადამიანური და ფინანსური რესურსი.

სიკვდილის ვარსკვლავის აშენების საკითხი ამერიკულმა თეთრმა სახლმაც კი დააყენა, მას შემდეგ რაც საზოგადოებამ შესაბამისი პეტიცია გაგზავნა განსახილველად. ხელისუფლების ოფიციალური პასუხი იყო, რომ მხოლოდ სამშენებლო ფოლადისთვის 852,000,000,000,000,000 დოლარი იქნება საჭირო.

მაგრამ მაშინაც კი, თუ ფინანსების საკითხი არ იყო პრიორიტეტული, მაშინ კაცობრიობას არ აქვს ტექნოლოგია სიკვდილის ვარსკვლავის ხელახლა შესაქმნელად, რადგან მის გადასატანად უზარმაზარი ენერგიაა საჭირო.

(დანართი 2)

პრობლემები კოსმოსური დასახლებების პროექტის განხორციელებაში.

კოსმოსური დასახლებები პერსპექტიული მიმართულებაა მომავლის კოსმოსურ ინდუსტრიაში, მაგრამ როგორც ყოველთვის არის სირთულეები, რომლებიც უნდა გადალახოს ამ ამოცანის შესასრულებლად.

საწყისი კაპიტალის ხარჯები;

შინაგანი სიცოცხლის მხარდაჭერის სისტემები;

ხელოვნური სიმძიმის შექმნა;

მტრული გარე პირობებისგან დაცვა:

1. რადიაციისგან;

   სითბოს უზრუნველყოფა;

   უცხო ობიექტებისგან;

საწყისი კაპიტალის ხარჯები - ეს პრობლემა შეიძლება ერთად გადაწყდეს, თუ ადამიანები გვერდზე გადადებენ პირად ამბიციებს და იმუშავებენ დიდი სიკეთისთვის. კაცობრიობის მომავალი ხომ მხოლოდ ჩვენზეა დამოკიდებული.

შიდა სიცოცხლის მხარდაჭერის სისტემები - უკვე ახლა ISS-ზე არსებობს წყლის ხელახალი გამოყენების სისტემები, მაგრამ ეს საკმარისი არ არის; ორბიტალურ სადგურზე საკმარისი ადგილის არსებობის შემთხვევაში, შეგიძლიათ იპოვოთ ადგილი სათბურისთვის, რომელშიც გაიზრდებიან მცენარეები, რომლებიც ათავისუფლებენ მაქსიმალურ ჟანგბადს. ასევე იქმნება ჰიდროპონიკური ლაბორატორიები გენმოდიფიცირებული ორგანიზმების მოსაყვანად, რომლებიც შეძლებენ საკვებით მიაწოდონ სადგურის მთელი მოსახლეობა.

ხელოვნური სიმძიმის შექმნა არ არის ისეთი რთული ამოცანა, როგორც საწვავის უზარმაზარი რაოდენობის მიწოდება, რომელიც საჭიროა სადგურის როტაციისთვის.

1. 1. პრობლემის მოგვარების რამდენიმე გზა არსებობს.

      1. 1. როდესაც საქმე ეხება სხვადასხვა ტიპის ძრავების ეფექტურობის შედარებას, ინჟინრები ჩვეულებრივ საუბრობენ კონკრეტულ იმპულსზე. სპეციფიკური იმპულსი განისაზღვრება, როგორც იმპულსის ცვლილება მოხმარებული საწვავის მასაზე. ამრიგად, რაც უფრო ეფექტურია ძრავა, მით ნაკლები საწვავია საჭირო რაკეტის კოსმოსში გასაშვებად. იმპულსი, თავის მხრივ, არის გარკვეული დროის განმავლობაში ძალის მოქმედების შედეგი. ქიმიური რაკეტები, მიუხედავად იმისა, რომ მათ აქვთ ძალიან მაღალი ბიძგი, მოქმედებენ მხოლოდ რამდენიმე წუთის განმავლობაში და, შესაბამისად, აქვთ ძალიან დაბალი სპეციფიკური იმპულსი. იონურ ძრავებს, რომლებსაც შეუძლიათ წლების განმავლობაში მუშაობა, შეიძლება ჰქონდეთ მაღალი სპეციფიკური იმპულსი ძალიან დაბალი ბიძგით.

გამოიყენეთ სტანდარტული მიდგომა და გამოიყენეთ რეაქტიული ძრავები პრობლემაზე. გამოთვლები აჩვენებს, რომ ნებისმიერი ცნობილი რეაქტიული ძრავის გამოყენება მოითხოვს უზარმაზარ საწვავს სადგურის მუშაობისთვის მინიმუმ ერთი წლის განმავლობაში.

სპეციფიკური იმპულსი I (LPRE) = 4.6

სპეციფიკური იმპულსი I (მყარი საწვავი სარაკეტო ძრავა) = 2,65

სპეციფიკური იმპულსი I (EP) = 10

სპეციფიკური იმპულსი I (პლაზმური ძრავა) = 290

ეს არის საწვავის მოხმარება 1 წლის განმავლობაში, ამიტომ რეაქტიული ძრავების გამოყენება არაგონივრულია.

1. 1. 1. 1. ჩემი იდეა ეს არის.

განვიხილოთ ელემენტარული შემთხვევა.

მოდით გვქონდეს უმოძრაო კარუსელი. მაშინ, თუ კარუსელის კიდეზე დავაფიქსირებთ n ცალპოლარული ელექტრომაგნიტების რაოდენობას ისე, რომ მათი ურთიერთქმედების ძალა იყოს მაქსიმალური, მივიღებთ შემდეგს: თუ No1 ელექტრომაგნიტს ჩავრთავთ ისე, რომ ის მოქმედებდეს No2 ელექტრომაგნიტზე. ჯერ მეორეზე x-ჯერ მეტი ძალა მოქმედებს, შემდეგ ნიუტონის III კანონის მიხედვით, No1 ელექტრომაგნიტის მოქმედების ძალა No2-ის მხრიდან ანაზღაურდება კარუსელის საყრდენის რეაქციის ძალით. , რომელიც კარუსელს მოსვენებიდან გამოაქვს. ახლა გამორთეთ No1, აწიეთ No2-ის სიძლიერე 1-მდე და ჩართეთ No3 წინა ეტაპზე 2-ის ტოლი ძალით და თუ ამ პროცედურას გავაგრძელებთ, მივაღწევთ როტაციას. კარუსელი. კოსმოსურ სადგურზე ამ მეთოდის გამოყენებით მივიღებთ ხელოვნური სიმძიმის პრობლემის გადაწყვეტას.

(დანართი 3).

მტრული გარემო პირობებისგან დაცვა

1. რადიაციული დაცვის პატენტი № 2406661

პატენტის მფლობელი ალექსეი გენადიევიჩ რებეკო

გამოგონება ეხება ეკიპაჟისა და აღჭურვილობის დაცვის მეთოდებსა და საშუალებებს მაიონებელი გამოსხივებისგან (დამუხტული მაღალი ენერგიის ნაწილაკები) კოსმოსური ფრენების დროს. გამოგონების თანახმად, ხომალდის ირგვლივ იქმნება დამცავი სტატიკური ელექტრული ან მაგნიტური ველი, რომელიც ლოკალიზებულია ორ დახურულ, ერთმანეთში ბუდებულ უკონტაქტო ზედაპირს შორის სივრცეში. კოსმოსური ხომალდის დაცული სივრცე შემოიფარგლება შიდა ზედაპირით, ხოლო გარე ზედაპირი იზოლირებს ხომალდს და დაცულ სივრცეს პლანეტათაშორისი პლაზმისგან. ზედაპირების ფორმა შეიძლება იყოს თვითნებური. ელექტრული დამცავი ველის გამოყენებისას ამ ზედაპირებზე იქმნება იგივე სიდიდისა და საპირისპირო ნიშნის მუხტები. ასეთ კონდენსატორში ელექტრული ველი კონცენტრირებულია ფირფიტის ზედაპირებს შორის სივრცეში. მაგნიტური ველის შემთხვევაში, საპირისპირო მიმართულების დენები გადის ზედაპირებზე და დენის სიძლიერის თანაფარდობა შეირჩევა ისე, რომ მინიმუმამდე დაიყვანოს ნარჩენი ველის მნიშვნელობა გარეთ. ზედაპირების სასურველი ფორმა ამ შემთხვევაში არის ტოროიდული, უწყვეტი დაცვის უზრუნველსაყოფად. ლორენცის ძალის გავლენით დამუხტული ნაწილაკები გადაადგილდებიან მრუდი ტრაექტორიების ან ზედაპირებს შორის დახურულ ორბიტებზე. შესაძლებელია ზედაპირებს შორის ელექტრული და მაგნიტური ველების ერთდროულად გამოყენება. ამ შემთხვევაში, ზედაპირებს შორის სივრცეში შეიძლება განთავსდეს შესაფერისი მასალა დამუხტული ნაწილაკების შთანთქმისთვის: მაგალითად, თხევადი წყალბადი, წყალი ან პოლიეთილენი. გამოგონების ტექნიკური შედეგი მიზნად ისახავს კოსმოსური გამოსხივებისგან საიმედო, უწყვეტი (გეომეტრიულად უწყვეტი) დაცვის შექმნას, დამცავი აღჭურვილობის დიზაინის გამარტივებას და დამცავი ველის შესანარჩუნებლად ენერგიის ხარჯების შემცირებას.

1. სითბოს პატენტის უზრუნველყოფა №2148540

პატენტის მფლობელი ღია სააქციო საზოგადოება „ს.პ. კოროლევის სახელობის სარაკეტო და კოსმოსური კორპორაცია „ენერგია“

კოსმოსური ხომალდის და ორბიტალური სადგურის თერმული კონტროლის სისტემა, რომელიც შეიცავს დახურულ გაგრილებისა და გათბობის სქემებს, რომლებიც დაკავშირებულია მინიმუმ ერთი შუალედური სითხე-თხევადი სითბოს გადამცვლელით, კონტროლისა და გაზომვის სისტემებით, სარქველების განაწილებისა და დრენაჟის შევსების ფიტინგებით, ხოლო გათბობის წრე შეიცავს ცირკულაციის სტიმულატორს. , გაზის სითხისა და კოჭის სითბოს გადამცვლელები და თერმული ფირფიტები, და გაგრილების წრეში, მინიმუმ ერთი ცირკულაციის სტიმულატორი, სითხის ნაკადის რეგულატორი, რომლის ერთი გამოსავალი უკავშირდება პირველი გამშვები სარქვლის მეშვეობით გამაგრილებლის ნაკადის მიქსერის შესასვლელს, და მეორე მეორე გამშვები სარქვლის მეშვეობით შემავალი გამოსხივების სითბოს გადამცვლელთან, რომლის გამომავალი ჩართულია ნაკადის მიქსერის მეორე შესასვლელთან, ნაკადის მიქსერის გამომავალი დამაკავშირებელი მილსადენით უკავშირდება შუალედური სითბოს მიმღებ ღრუს. თხევად-თხევადი სითბოს გადამცვლელი, რომლის გამომავალი ჩართულია ცირკულაციის სტიმულატორთან, დამაკავშირებელ მილსადენზე დამონტაჟებულია ტემპერატურის სენსორები, რომლებიც ელექტრონულად არის დაკავშირებული კონტროლის სისტემის მეშვეობით ნაკადის რეგულატორის სითხესთან, ხასიათდება იმით, რომ ორი ელექტრული ტუმბოს ერთეული დამატებით არის შეყვანილი. გაგრილების წრე, ხოლო პირველი ელექტროტუმბოს შეყვანა ფილტრის საშუალებით უკავშირდება გამაგრილებლის გამოსავალს შუალედური სითხე-თხევადი სითბოს გადამცვლელის სითბოს მიმღების ღრუდან, ხოლო მისი გამომავალი უკავშირდება მეორე გამშვებ სარქველს და პარალელურად, ფილტრი მეორე ელექტროტუმბოს ერთეულის შესასვლელში, რომლის გამომავალი ჩართულია პირველ გამშვებ სარქველთან, თითოეული ელექტროტუმბოს ერთეული აღჭურვილია დიფერენციალური წნევის სენსორით და დამატებითი ტემპერატურის სენსორი დამონტაჟებულია მილსადენზე, რომელიც აკავშირებს გამომავალს. ნაკადის მიქსერი სითხე-თხევადი სითბოს გადამცვლელის სითბოს მიმღები ღრუთი, რომელიც ელექტრონულად არის დაკავშირებული მართვის სისტემის მეშვეობით პირველ ელექტროტუმბოს ერთეულთან.

1. დაცვა უცხო ობიექტებისგან

უცხო სხეულებისგან დაცვის მრავალი გზა არსებობს.

გამოიყენეთ არასტანდარტული ძრავები, როგორიცაა ელექტრომაგნიტური ამაჩქარებელი ცვლადი სპეციფიკური იმპულსით;

შეფუთეთ ასტეროიდი ამრეკლავ პლასტმასის მზის იალქანშიალუმინის დაფარული PET ფირის გამოყენებით;

"შეღებეთ" ან დაასხით საგანი ტიტანის დიოქსიდით (თეთრი) ან ნახშირბადის შავით (შავი) ისე, რომ იწვევენ იარკოვსკის ეფექტსდა შეცვალოს მისი ტრაექტორია;

პლანეტოლოგმა ევგენი შუმეიკერმა შესთავაზა 1996 წელს გაათავისუფლეთ ორთქლის ღრუბელი ობიექტის გზაზერომ ნაზად შეანელონ. ნიკ ზაბომ მსგავსი კონცეფცია დახატა 1990 წელს. "კომეტის აეროდინამიკური დამუხრუჭება": კომეტა ან ყინულის სტრუქტურა მიზნად ისახავს ასტეროიდს, რის შემდეგაც ბირთვული აფეთქებები აორთქლებს ყინულს და ქმნის დროებით ატმოსფეროს ასტეროიდის გზაზე;

მიამაგრეთ მძიმე ბალასტი ასტეროიდზე, რათა შეცვალოთ მისი ტრაექტორია სიმძიმის ცენტრის გადაადგილებით;

გამოიყენეთ ლაზერული აბლაცია;

გამოიყენეთ დარტყმის ტალღის ემიტერი;

კიდევ ერთი „უკონტაქტო“ მეთოდი ახლახან შემოგვთავაზეს მეცნიერებმა C. Bombardelli-მ და G. Pelez-მა მადრიდის ტექნიკური უნივერსიტეტიდან. ის გთავაზობთ გამოიყენეთ იონური ქვემეხიდაბალი დივერგენციით, რომელიც მიმართულია ასტეროიდზე ახლომდებარე გემიდან. ასტეროიდის ზედაპირზე მიმავალი იონების მეშვეობით გადაცემული კინეტიკური ენერგია, როგორც გრავიტაციული ბუქსირების შემთხვევაში, შექმნის სუსტ, მაგრამ მუდმივ ძალას, რომელსაც შეუძლია ასტეროიდის გადახრის უნარი და გამოყენებული იქნება მსუბუქი გემი.

ბირთვული მოწყობილობის აფეთქებაასტეროიდის ზედა, ზედაპირზე ან ქვემოთ არის საფრთხის მოგერიების პოტენციური ვარიანტი. აფეთქების ოპტიმალური სიმაღლე დამოკიდებულია ობიექტის შემადგენლობასა და ზომაზე. ნამსხვრევების გროვისგან საფრთხის შემთხვევაში, მათი გაფანტვის თავიდან ასაცილებლად, შემოთავაზებულია რადიაციული აფეთქების განხორციელება, ანუ აფეთქება ზედაპირზე. აფეთქების დროს გამოთავისუფლებული ენერგია ნეიტრონებისა და რბილი რენტგენის სხივების სახით (რომლებიც არ აღწევენ მატერიაში) გარდაიქმნება სიცხეში, როდესაც იგი აღწევს ობიექტის ზედაპირს. სიცხე აქცევს ობიექტის ნივთიერებას ამოფრქვევად და ის გადავა ტრაექტორიიდან, ნიუტონის მესამე კანონის შესაბამისად, ამოფრქვევა წავა ერთი მიმართულებით, ხოლო ობიექტი საპირისპირო მიმართულებით.

ელექტრომაგნიტური კატაპულტიარის ავტომატური სისტემა, რომელიც მდებარეობს ასტეროიდზე, რომელიც ათავისუფლებს ნივთიერებას, რომლისგანაც შედგება კოსმოსში. ამრიგად, ის ნელ-ნელა ინაცვლებს და კარგავს მასას. ელექტრომაგნიტური კატაპულტი უნდა იმუშაოს როგორც დაბალი სპეციფიკური იმპულსური სისტემა: გამოიყენოს ბევრი საწვავი, მაგრამ მცირე ენერგია.

იდეა არის ის, რომ თუ თქვენ იყენებთ ასტეროიდულ მასალას საწვავად, საწვავის რაოდენობა არ არის ისეთი მნიშვნელოვანი, როგორც ენერგიის რაოდენობა, რომელიც, სავარაუდოდ, შეზღუდული იქნება.

კიდევ ერთი შესაძლო მეთოდია მთვარეზე ელექტრომაგნიტური კატაპულტის განთავსება, რომელიც მიზნად ისახავს დედამიწის მახლობლად მდებარე ობიექტს, რათა ისარგებლოს ბუნებრივი თანამგზავრის ორბიტალური სიჩქარით და მისი შეუზღუდავი მიწოდებით "კლდის ტყვიებით".

დასკვნა.

წარმოდგენილი ინფორმაციის გაანალიზების შემდეგ ირკვევა, რომ ხელოვნური გრავიტაცია არის ძალიან რეალური ფენომენი, რომელსაც ფართო გამოყენება ექნება კოსმოსურ ინდუსტრიაში, როგორც კი გადავლახავთ ამ პროექტთან დაკავშირებულ ყველა სირთულეს.

მე ვხედავ კოსმოსურ დასახლებებს ფონ ბრაუნის მიერ შემოთავაზებულ ფორმაში: ტორუსის ფორმის სამყაროები სივრცის ოპტიმალური გამოყენებით და მოწინავე ტექნოლოგიების გამოყენებით ხანგრძლივი ცხოვრების აქტივობის უზრუნველსაყოფად, კერძოდ:

• სადგურის როტაცია მოხდება იმ პრინციპის მიხედვით, რომელიც აღვწერე განყოფილებაში ხელოვნური სიმძიმის შექმნა. მაგრამ იმის გამო, რომ გარდა როტაციისა, სივრცეში მოძრაობა იქნება, მიზანშეწონილია სადგურზე კორექტირების ძრავების დაყენება.

მოწინავე ტექნოლოგიების გამოყენება სადგურის საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად:

• ჰიდროპონიკა

  • მცენარეებს ბევრი მორწყვა არ სჭირდებათ. გაცილებით ნაკლები წყალი გამოიყენება, ვიდრე ბაღში მიწაზე გაშენებისას. ამის მიუხედავად, მინერალებისა და კომპონენტების სწორი შერჩევით, მცენარეები არ გაშრება და არ ლპება. ეს ხდება საკმარისი ჟანგბადის მიღებით.

    დიდი უპირატესობა ის არის, რომ ეს მეთოდი საშუალებას გაძლევთ დაიცვათ მცენარეები მრავალი დაავადებისა და მავნებლებისგან. თავად მცენარეები ნიადაგიდან მავნე ნივთიერებებს არ შთანთქავენ.

    შესაბამისად, იქნება მაქსიმალური პროდუქტიულობა, რომელიც სრულად დაფარავს სადგურის მცხოვრებთა საჭიროებებს.

წყლის რეგენერაცია

• ჰაერიდან ტენიანობის კონდენსაცია.

  გამოყენებული წყლის გაწმენდა.

  შარდისა და მყარი ნარჩენების დამუშავება.

ენერგომომარაგებაზე პასუხისმგებელი იქნება ბირთვული რეაქტორების კასეტური, რომელიც დაცული იქნება პატენტის No. 2406661 ადაპტირებულია რადიოაქტიური ნაწილაკების გადასატანად სადგურის გარეთ.

კოსმოსური დასახლებების შექმნის ამოცანა რთულია, მაგრამ შესასრულებელი. ვიმედოვნებ, რომ უახლოეს მომავალში, მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სწრაფი განვითარების გამო, შესრულდება ყველა აუცილებელი წინაპირობა ხელოვნური გრავიტაციის საფუძველზე კოსმოსური დასახლებების შექმნისა და განვითარებისთვის. დაფასდება ჩემი წვლილი ამ აუცილებელ საქმეში. კაცობრიობის მომავალი მდგომარეობს კოსმოსის კვლევასა და ადამიანის განვითარების სპირალის ახალ, უფრო პერსპექტიულ, ეკოლოგიურად სუფთა რაუნდზე გადასვლაში.

აპლიკაციები

დანართი 1. სტენფორდის ტორუსი

დანართი 2. სიკვდილის ვარსკვლავი, ელიზიუმი.

დანართი 3. ბრუნვის მოძრაობის სქემა.

შედეგად მიღებული ძალები პირველ მიახლოებაში (მხოლოდ მაგნიტების ურთიერთქმედება). შედეგად, სადგური ასრულებს ბრუნვის მოძრაობას. სწორედ ეს გვჭირდება.

ბიბლიოგრაფია

ალიაკრინსკი. ადამიანი ცხოვრობს სივრცეში. უწონადობა: პლუსი თუ მინუსი?

ბარერი, მ. სარაკეტო ძრავები.

დობროვოლსკი, მ. თხევადი სარაკეტო ძრავები. დიზაინის საფუძვლები.

დოროფეევი, ა. თერმული რაკეტების ძრავების თეორიის საფუძვლები.

მატვეევი. მექანიკა და ფარდობითობის თეორია: სახელმძღვანელო უნივერსიტეტის სტუდენტებისთვის.

მიაკიშევი. მოლეკულური ფიზიკა და თერმოდინამიკა.

მიაკიშევი. ფიზიკა. მექანიკა.

მიაკიშევი. ფიზიკა. ელექტროდინამიკა.

რასელი, დ. ჰიდროპონიკა.

სანკო. ასტრონომიული ლექსიკონი.

სივუხინი. ზოგადი ფიზიკის კურსი.

ფეინმანი. ფეინმანი ლექციებს ატარებს გრავიტაციაზე.

ციოლკოვსკი. შრომები სარაკეტო ტექნოლოგიის შესახებ.

შილეიკო. ენერგიის ოკეანეში.

გოლუბევი ი.რ. და ნოვიკოვი იუ.ვ. გარემო და მისი დაცვა

ზახლები ა.ნ. წიგნის კითხვა ბუნების დაცვის შესახებ

ზვერევი I. სკოლის მოსწავლეების ბუნების დაცვა და გარემოსდაცვითი განათლება.

ივანოვი ა.ფ. ფიზიკური ექსპერიმენტი გარემოს შინაარსით.

კისელევი ს.ვ. სათბურის ეფექტის დემონსტრირება.

ინტერნეტ რესურსები:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Home_page

http://www.roscosmos.ru

http://allpatents.ru