Prava umetna težnost za SpaceX's Starship

Kljub številnim, številnim težavam, s katerimi se danes srečujemo v svetu, je še vedno vznemirljiv čas za življenje! Ko govorimo, načrtovalci misij in inženirji razvijajo koncepte, ki bodo kmalu prvič v skoraj petdesetih letih odpeljali astronavte na potovanje onkraj nizke zemeljske orbite (LEO). Poleg vrnitve na Luno se na Marsu in drugih oddaljenih krajih Osončja ozremo še naprej.

To predstavlja številne izzive, nenazadnje so posledice dolgotrajne izpostavljenosti sevanju in mikrogravitaciji. In čeprav obstaja veliko možnosti za zaščito posadk pred sevanjem, gravitacija ostaja kamen spotike. Za reševanje tega, Youtuber male zvezde je predlagal koncept, ki ga imenuje Gravity Link Starship (GLS), različica SpaceX-a Zvezdnik ki bo sposoben zagotoviti lastno umetno težo.

Ideja je deloma navdihnila znanstvena fantastika. Odvisno od tega, kako realna je franšiza, bodo zvezdniške ladje bodisi ustvarile svojo gravitacijo s pomočjo posebne naprave ali z vrtečimi sekcijami. Medtem ko je prvi koncept podoben hiper-pogonu (tj. Uporablja fiziko, ki je na tej točki bodisi popolnoma izmišljena bodisi teoretična), je slednji nekaj povsem izvedljivega.

Koncept sega v več kot stoletje, prvi zabeležen primer je Konstantin Ciolkovsky (1857 - 1935), eden izmed "ustanoviteljev" raketarstva in letalstva. Leta 1903 je objavil študijo z naslovom "Raziskovanje naprav za vesoljske rakete", kjer je predlagal uporabo rotacijske sile za ustvarjanje umetne gravitacije v vesolju.

Od takrat je bilo predlaganih veliko različic te zamisli za vesoljske postaje in habitate, kot so kolo Braun, O'Neill Cylinder in Stanford Torus. Nekateri koncepti se že razmišljajo o razvoju, na primer NASA-jeva vesoljska postaja Nautilus-X (ki bi uporabljala vrteči se tores za umetno gravitacijo) ali predlog Gateway Foundation za komercialno vesoljsko postajo.

Po opravljenih raziskavah centripetalne sile male zvezde prišel na idejo za GLS. Kot je razložil v svojem video posnetku (prikazan zgoraj), je GLS v bistvu "vozlišče pesta" (tj. Kot pesto kolesa), kjer je prostor za tovor napolnjen s rešetko, ki se robotsko odvije in namesti, tako da "služi kot obroči kolesa ". Postavljen bi bil med dvema potniškima zvezdama in bi se med njimi povezal med 6-mesečnim potovanjem na Mars.

Po povezavi bi se potniške ladje vrtele naokoli, da bi se preusmerile in sprožile svoje potisne sile, da bi vklopile kolo. Ko je bila ustvarjena dovolj velika hitrost, da simulira zemeljsko normalno gravitacijo (9,8 m / s)²ali 1 g), bi se potniške ladje znova usmerile navznoter proti ladji "pesto".

V preostalem delu bodo tisti, ki so na potniških ladjah, občutili, da se potegnejo s pomočjo centripetalne sile, ki nastane z vrtenjem kolesa. Kot male zvezde orisuje sistem:

»Koncept Gravity Link Starship zagotavlja vrtenje, ki znova uporablja glavne motorje, se dotakne goriva in prepreči nepraktično gradnjo vesolja in vesoljske poti. GLS je v bistvu vozlišče, kot je pesto kolesa. Namesto ljudi in tovora je prostor za obremenitev GLS napolnjen s ploščicami, ki se lahko robotsko zložijo in pritrdijo na svoje mesto.

Trenutno je znano veliko o dolgoročnih učinkih izpostavljenosti mikrogravitaciji, v veliki meri zahvaljujoč raziskavam, ki so jih opravili astronavti na Mednarodni vesoljski postaji (ISS). Sem spadajo izguba mišic, izguba kostne gostote, zmanjšano delovanje organov, vid, spremembe srčno-žilne moči in celo genetske spremembe.

To so stvari, ki jih astronavt Scott Kelly zagotovo lahko dokaže! Potem ko je leto dni preživel v vesolju v okviru Nasine študije o dvojčkih, je ugotovil, da se prilagajanje življenju na Zemlji zdi mučno (kot je podrobno opisano v njegovi knjigi Vzdržljivost). Da bi preprečili takšne učinke na zdravje, preden posadke sploh dosežejo cilje globokega vesolja, kot sta Luna ali Mars (kjer so dolgoročni učinki nizko-g še vedno niso znani), potrebne bodo strategije za ublažitev.

Poleg podrobnosti o sistemu, male zvezde izvedli tudi potrebne izračune za določitev strukture strehe in potrebno hitrost za simulacijo zemeljske normalne gravitacije. S pomočjo SpinCalculatorja je ugotovil, da bo hitrost vrtenja 31 m / s delovala za sistem, ki meri približno 100 metrov (natančno 97,99 m; ali ~ 321,5 ft) v polmeru, kar zagotavlja občutek 1 g in približno 3 vrtenja na minuto.

Trenutno je dr. male zvezde v drugi ponovitvi tega predloga, ki je vključevala posodobljene izračune vrtenja, novo obliko strešnika in uvedbo kablov za krepitev natezne trdnosti opornice. Načrtuje izpustiti tretji različica v bližnji prihodnosti, ki bo vsebovala izračune glede obremenitev in animacijo uvajanja in delovanja trusov.

Vse, ki jih to zanima, se priporoča, da se naročijo na njegov Youtube kanal za posodobitve. V vmesnem času je treba še ugotoviti, ali bo SpaceX zainteresiran za ta koncept. Kdo ve? Mogoče imata Musk in njegovi ljudje svoje ideje v delih in kmalu bomo lahko naredili malo primerjave in kontrasta!