Skutečná umělá gravitace pro vesmírnou loď StarX

Navzdory mnoha problémům, se kterými se dnes ve světě potýkáme, je stále vzrušující být naživu! Jak mluvíme, plánovači a inženýři misí vyvíjejí koncepty, které brzy vezmou astronauty na cesty za hranicí Země na oběžné dráze poprvé za téměř padesát let. Kromě návratu na Měsíc se také díváme dále na Mars a další vzdálená místa ve Sluneční soustavě.

To představuje řadu výzev, v neposlední řadě jsou to účinky dlouhodobého vystavení záření a mikrogravitaci. A zatímco existuje mnoho životaschopných možností, jak chránit posádky před zářením, gravitace zůstává troškou úrazu. Chcete-li to vyřešit, Youtuber malé hvězdičky navrhl koncept, který nazývá Gravity Link Starship (GLS), varianta SpaceX Hvězdná loď které budou schopny poskytnout svou vlastní umělou gravitaci.

Myšlenka byla částečně inspirována sci-fi. V závislosti na tom, jak realistická se franšíza snaží být, budou hvězdné lodě generovat svou vlastní gravitaci pomocí speciálního zařízení nebo prostřednictvím rotujících sekcí. Zatímco první koncept je hodně podobný hyperdrive (tj. Používá fyziku, která je v tomto bodě buď zcela fiktivní nebo teoretická), druhý je něco, co je zcela proveditelné.

Tento koncept sahá do více než století, přičemž první zaznamenaný příklad je Konstantin Tsiolkovsky (1857 - 1935), jeden ze „zakladatelů“ raketové a letecké techniky. V roce 1903 publikoval studii nazvanou „Vyšetřování raketových zařízení ve vesmíru“, kde navrhoval použití rotační síly k vytvoření umělé gravitace ve vesmíru.

Od té doby bylo navrženo mnoho variant této myšlenky pro kosmické stanice a stanoviště, jako je von Braunovo kolo, O´Neill Cylinder a Stanford Torus. Některé koncepty jsou dokonce zvažovány pro vývoj, jako je kosmická stanice NASA Nautilus-X (která by použila rotující torus k zajištění umělé gravitace) nebo návrh Nadace Gateway na komerční vesmírnou stanici.

Poté, co provedl nějaký výzkum centripetální síly, malé hvězdičky přišel k myšlence na GLS. Jak vysvětluje ve svém videu (ukázáno výše), GLS je v podstatě „nábojová loď“ (tj. Jako náboj kola), kde je prostor užitečného zatížení naplněn příhradovým nosníkem, který se rozkládá a roboticky nasazuje, a „slouží jako paprsky kola “. Bylo by umístěno mezi dvěma hvězdnými loděmi pro cestující a spojilo by se s nimi během 6+ měsíční cesty na Mars.

Jakmile se spojí, osobní lodě se budou otáčet, aby se přeorientovaly a vypálily své pohonné jednotky, aby udělily hybnosti kolu. Jakmile byla generována dostatečná rychlost pro simulaci zemské normální gravitace (9,8 m / s)²nebo 1 G), osobní lodě by se znovu přeorientovaly, aby směřovaly dovnitř směrem k „rozbočovací“ lodi.

Po zbytek cesty by ti na palubě osobních lodí pociťovali pocit, že jsou staženi dolů díky centripetální síle vyvolané rotací kola. Tak jako malé hvězdičky nastiňuje systém:

„Koncept Gravity Link Starship poskytuje rotační gravitaci, která znovu využívá hlavní motory, kohoutky zbylé z paliva a vyhýbá se nepraktické konstrukci vesmíru a vesmírným chodníkům. GLS je v podstatě nábojová loď, stejně jako náboj kola. Místo lidí a nákladu je prostor užitečného zatížení GLS naplněn příhradovým nosníkem, který se může roboticky sklopit a zamknout na místo a slouží jako paprsky kola. “

V současné době je známo velké množství dlouhodobých účinků expozice mikrogravitaci, a to z velké části díky výzkumu prováděnému astronauty na palubě Mezinárodní kosmické stanice (ISS). Patří sem ztráta svalů, ztráta kostní denzity, snížená funkce orgánů, zrak, změny kardiovaskulární síly a dokonce i genetické změny.

To jsou věci, které může astronaut Scott Kelly určitě doložit! Poté, co strávil rok ve vesmíru v rámci studie NASA Twins Study, zjistil, že se přizpůsobuje životu na Zemi, aby byl mučivý (jak je podrobně popsáno v jeho knize) Vytrvalost). Aby nedocházelo k takovým zdravotním účinkům, než posádky dorazí dokonce do hlubinných destinací, jako je Měsíc nebo Mars (kde jsou dlouhodobé účinky nízkýchG (stále nejsou známy), budou nutné strategie zmírňování.

Kromě podrobného popisu systému malé hvězdičky také provedli nezbytné výpočty ke stanovení struktury příhradového nosníku a potřebné rychlosti pro simulaci zemské normální gravitace. Pomocí SpinCalculatoru určil, že rotační rychlost 31 m / s bude fungovat pro systém, který měří v okruhu asi 100 metrů (přesně 97,99 m; nebo ~ 321,5 ft), což poskytuje pocit 1 G a zhruba 3 otáčky za minutu.

V současné době, malé hvězdičky v druhé iteraci tohoto návrhu, která zahrnovala aktualizované výpočty rotace, nový tvar příhradového nosníku a zavedení kabelů pro posílení pevnosti příhradového nosníku v tahu. Plánuje uvolnění třetí verze v blízké budoucnosti, která bude obsahovat výpočty o zatížení a animaci rozmístění a funkce příhradového nosníku.

Zájemcům se doporučuje, aby se přihlásili k odběru svého kanálu YouTube pro aktualizace. Mezitím zbývá zjistit, zda se SpaceX bude o tento koncept zajímat. Kdo ví? Možná, že Musk a jeho lidé mají v dílech své vlastní nápady a brzy se nám podaří udělat trochu srovnání a kontrast!