👩🏽‍🌾 😫 🗳️ 为什么宇宙飞船旋转 🚊 🏬 📅

对于太空中的物体，旋转是很常见的事情。当两个质量块彼此相对运动但彼此不相向或相背时，它们的重力会产生一个扭矩。结果，在太阳系中，所有行星都围绕太阳旋转。

但这不是一个人的影响。航天器为什么旋转？为了稳定局势，请不断将设备指向正确的方向并在将来-创造人为重力。让我们更详细地研究这些问题。

旋转稳定

当我们看着汽车时，我们知道它会走哪条路。它的管理归功于与外部环境的相互作用-车轮与路面的附着力。车轮转弯的地方-整辆车都在那里。但是，如果我们剥夺了他的抓紧性，如果我们将汽车换上光头轮胎在冰上骑行，那么它将在华尔兹旋转，这对驾驶员来说是极其危险的。这种运动很少在地球上发生，但是在太空中这是常态。

列宁奖得主，学者，学者B. V. Rauschenbach在《航天器运动控制》一书中写道，控制航天器运动的三种主要任务类型是：

获得所需的轨迹（控制质心的运动），
方向控制，即获得航天器主体相对于外部界标的所需位置（控制围绕质心的旋转运动）；
同时实现这两种控制的情况（例如，航天器彼此接近时）。

进行装置的旋转以确保航天器的稳定位置。以下视频中的实验清楚地证明了这一点。安装在电缆上的轮子将处于与地板平行的位置。但是，如果此轮先前未拧紧，它将保持其垂直位置。重力不会干扰这一点。而且即使是固定在轴第二端的两公斤负载也不会改变图片。

NASA的讲师兼操作员罗伯特·弗罗斯特（Robert Frost ）给出了这种旋转的一个例子：这是朱诺自动行星际站，于2011年启动，用于研究木星并于2016年7月5日进入轨道。旋转是定向和稳定化的方法之一，其主要优点是获利能力。值得一次旋转设备，然后可以旋转多个世纪而无需使用过多的燃料，也不必担心以电子方式控制设备。如果设备的电子设备出现故障，Juno将保持旋转。

家电的保存说明

从视频中很难注意到，但是国际空间站一直以每分钟4度的速度沿Y轴旋转。选择该角速度以使站围绕其轴的旋转与其围绕地球的旋转同步。 GPS卫星和通信卫星会监视天线，建议从地球观测窗口看到行星以捕获它。旋转和加速还用于避免与空间碎片的碰撞。

一些航天器使用旋转进行热控制，以免一侧过热，从而导致故障。国际空间站不这样做，这与其他正在均匀加热的飞行器不同。

在下面的视频中，您可以看到测站如何保持其相对于地球的方向。

在行星际飞行期间，由日光压力产生的力瞬间浮出水面，这种压力可以帮助设备保持所需的方向。航天飞机“维纳斯”和“火星”使用以下定向方案：在控制系统为设备指定相对于太阳的所需位置后，告知其绕自身轴线旋转的信息。然后，它绕质心运动是在两个作用的作用下发生的：顶部作用和由阳光压力产生的作用力矩。该设备获得了风向标的特性。这种复杂的方案使得可以确保太阳能电池板向太阳的方向恒定。

飞船“维纳斯3号”

创建人工重力

Nautilus-X概念。

在重力条件下适应生命，身体在没有重力的情况下得以生存。不仅要生存，而且要积极工作。但是这个小奇迹并非没有后果。数十年来的载人航天飞行所获得的经验表明：一个人经历了很多太空负荷，在身体和心理上留下了印记。

在地球上，我们的身体在重力的作用下挣扎，这将血液拉下来。在太空中，这种斗争仍在继续，但是没有重力。因此，宇航员浮肿。颅内压升高，眼压升高。这会使视神经变形并影响眼球的形状。血液中的血浆含量减少，并且由于需要泵送的血液量减少，导致心肌萎缩。骨量缺陷明显，骨骼变得脆弱。

为了克服这些影响，在轨人员必须每天运动。因此，对于长期太空旅行而言，创建人工重力被认为是理想的。此类技术应为设备上的人员居住创造生理上自然的条件。甚至康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基（Konstantin Tsiolkovsky）都认为，人造重力将有助于解决载人航天的许多医疗问题。

这个想法本身是基于重力和惯性的等效原理，该原理指出：“重力相互作用的力与人体的重力成正比，而惯性力与人体的惰性质量成正比。如果惯性质量和重力质量相等，那么就不可能区分作用在给定足够小的物体上的力是重力还是惯性。”

这种技术有缺点。对于半径较小的设备，不同的力会影响腿部和头部-距旋转中心越远，人造重力越强。第二个问题是科里奥利力，由于该力，当人相对于旋转方向移动时，人的晃动会使其运动。为了避免这种情况，设备必须很大。第三个重要问题与这种设备的开发和组装的复杂性有关。在创建这样的机制时，重要的是要考虑如何使乘务人员可以通过人工重力不断进入舱室，以及如何使圆环平稳移动。

在现实生活中，此类技术尚未用于建造航天器。为国际空间站提出了一种人造重力可充气模块，以演示鹦鹉螺X航天器的原型。但是该模块很昂贵，并且会产生明显的振动。用当前的火箭利用人工引力来完成整个国际空间站是困难的-有必要收集部分轨道上的所有东西，这有时会使操作范围复杂化。而且，这种人工重力会破坏国际空间站作为飞行微重力实验室的本质。

用于国际空间站的具有微重力的可充气模块的概念。

但是人工引力存在于科幻小说家的想象中。爱马仕（Hermes）电影《火星人》（火星人）的中心有一个旋转的圆环，它产生了人造重力，从而改善了船员的状况并减轻了失重对身体的影响。

美国国家航空航天局已将TRL技术准备程度分为九级：从第一级到第六级（作为研究的一部分进行开发），从第七级到更高级的开发工作和技术可操作性的证明。电影《火星人》中的技术到目前为止仅对应于第三级或第四级。

这个想法在科幻小说文学和电影中有许多用途。在亚瑟·克拉克（Arthur Clarke）的“太空漫游”系列小说中，“发现者”是以哑铃的形式描述的，其含义是将带有发动机的核反应堆与居住区分开。球体的赤道包含一个直径为11米的“旋转木马”，其旋转速度约为每分钟五转。该离心机产生的重力水平等于月球，这应防止微重力下的物理性萎缩。

“太空漫游”中的“发现者”

在“行星”动漫系列中，ISPV-7空间站拥有巨大的房间，这些房间熟悉地球的重力。生活区和植物生长区位于两个花托中，向不同的方向旋转。

甚至是科幻小说也忽略了这种解决方案的巨大成本。发烧友例如从同名电影中取走了“极乐世界”号船。车轮直径为16公里。质量-约一百万吨。将货物送入轨道的成本为每公斤2700美元，SpaceX Falcon会将这一数字降低到每公斤1650美元。但是它必须进行18382次发射才能交付如此数量的材料。这是1万亿6500亿美元，几乎是美国宇航局年度预算的一百倍。

到人们可以享受熟悉的9.8 m / s重力加速度的真正的太空居住地，仍然遥不可及。也许重复使用火箭零件和太空电梯将使这个时代更加紧密。

为什么宇宙飞船旋转

旋转稳定

家电的保存说明

创建人工重力

More articles: