Comments 76
Ширина станции составит 20 м.Это означает радиус 10м. При росте 1.7м центробежная сила на уровне головы будет отличаться от силы на уровне стоп на 17%.
Ощущения при любом наклоне будут, соответственно, забавными, a-la американские горки.
Стоп, ширина не про то, похоже. Диаметр 61м уменьшит эффект втрое, уже гораздо лучше, хотя всё равно будет забавно.
В анонсированном проекте сила притяжения на станции будет такая же, как на Луне.g = 1.625 m/s2
Voyager представляет собой кольцо диаметром 200 мНичего себе… Ну да ладно, r = 100m
Могу ошибаться, но всё же:
w^2 = g/r = 0,01625
w = 0,127475 (рад/сек.)
p.s. полный оборот за 49,29 секунд; линейная скорость в кольце 12,74 м/с = 45,9 км\ч
g = w^2*(r+1.7) = 1,653 m/s2
Разница в ускорениях ног и головы всего 0,0276m/s2. Качка на корабле сильнее будет.
Я — шляпа невнимательная. При радиусе 100 — всё терпимо вполне.Voyager представляет собой кольцо диаметром 200 м
Ширина кольца и диаметр кольца, это немного разные вещи. Диаметр 200 метров заявлен.
Не проще ли просто две большие кабины, соединенные балками? Можно даже одну кабину с противовесом. А в противовесе разместить оборудование, склады для долговременного хранения и прочее. Все зациклились на рисунках из фантастических рассказов, а о практике не думают.
1. можно перемещаться в любую точку минуя зону нулевой гравитации (без подъема и опускания).
2. больше обитаемого пространства.
Мне кажется, что круче тора только цилиндр, но его сложнее постепенно вводить в эксплуатацию.
Нужен как минимум штурвал чтобы в центре была неподвижная точка.
За один модуль с противовесом много не заплатят же
Два Старшипа тросом фермой за нос соединить и раскрутить. Ферма может быть любой длины так что ощущение от силы притяжения будет как на Земле без разницы у ног и головы. Потом отправить космонатов с болгарками инженеров чтобы вырезали отверстия в топливных баках и переделали их под жилые/складские помемещения. Получится целый небоскрёб на орбите.
Учитывая сегодняшние расценки на частные полеты в космос – порядка 250 000 долларов…
Вы в ноликах не ошиблись?
С отсутствующим или лишним?
Видимо, как в фильме Interstellar
В теории конечно и это можно стабилизировать, грубо говоря причальный док должен быть с собственной системой стабилизации на основе длинных роборуках (или натянутых тросов с двигателями), та еще задачка но наверное решаемая.
В теории конечно и это можно стабилизировать
Например перемещающиеся грузы от центра к краю. Если собирается масса на определенном краю, то с той стороны груз перемещается к центру, стабилизируя тем самым центр масс.
Судя по картинке, объект имеет вид колеса со спицами. Внутри «спиц» размещаем подвижные грузы на тросах, автоматически их сдвигаем при обнаружении разбалансировки. Чтобы не держать бесполезные грузы только для балансировки, можно как груз использовать какое-либо оборудование, для которого стационарное размещение не критично, напр. аккумуляторы или баллоны с воздухом (кабели и шланги могут быть гибкими).
Правда, есть сомнения, что четырёх спиц с таким подходом хватит.
20см это читай приговор, ошибка такая переломает шлюз нафйг, так что синхронизировать надо
p.s. посетители будут хотеть бассейн ;)
тяжелее такая конструкция не обязана быть, даже наоборот, будут облегчать по максимуму, т.е. вместо жестких ферм на сотню метров будут троссы (и пучком кабелей и трубок), вместо жесткого тора — паровозик на гибких сцепках (так дешевле по массе решать проблемы с расколбасом) из полноценных космических кораблей с надувными каютами, с собственными двигателями ориентации и гироскопами… гулять между палубами будут в скафандре.
Потому что как вы представляете себе собрать 200-метровую жесткую конструкцию? на которую будут действовать десятки/сотни тонн от ускорения вращения? в космосе!
20см это читай приговор
Со времени появления манипуляторов типа «Канадарм» даже 5 метров — не приговор :) Да потом, это совсем уж предельный случай, если никакой автоцентровки не предусмотрено, а экипаж решил всей толпой побегать по станции.
тяжелее такая конструкция не обязана быть
Ну обязана же. МКС вон облегчали-облегчали, а всё равно почти полсотни тонн. А тут планируется труба ⌀20х628 метров! Если она будет из алюминия с толщиной стенки хотя бы сантиметр, то только её вес составит около 1060 тонн. Если она будет надута воздухом хотя бы до давления 0,2 атмосферы, это ещё 51 тонна, если до 1 атмосферы, то все 256 тонн. Внешний обвес — несущие фермы, противометеоритные экраны, солнечные батареи… Запасы топлива, воды и воздуха… А уж внутренности… Да даже небольшой бассейн хотя бы 5х5х2 — это 50 тонн воды.
Потому что как вы представляете себе собрать 200-метровую жесткую конструкцию? на которую будут действовать десятки/сотни тонн от ускорения вращения? в космосе!
Ну, вон там в статье видео, как они представляют себе сборку — свинчивают из кусков, а потом раскручивают.
Горадо практичнее было бы сделать часть станции статичной, но насколько я понимаю там есть какие-то проблемы с герметичностью в месте стыка вращающейся и невращающихся секций.
на Voyager разместят 24 жилых модуля.
каждый жилой модуль будет снабжен отдельным шлюзом для выхода в открытый космос.Я правильно понимаю, что центробежная сила немного разнообразит такой выход в космос?
Хотя, наверное для нынешней МКС это не подойдет, поскольку там орбита очень точно рассчитывается исходя из необходимости избегать космического мусора.
А как переходить между кольцами? Связывать коммуникации и прочее? Но даже если сделать каждое кольцо автономным, это ж сколько трущихся частей, и если вдруг чего… будет очень большой бадабум.
В то же время ракетными двигателями раскрутить нужно лишь разок (вакуум ведь), потом только изредка корректировать скорость.
Ну, а если в коммерческом плане… маловероятно, что кто то захочет лететь в космос, чтоб ощущать себя там сходно с земными условиями. Для науки это интересно, для развлечения — бессмысленно. Хотя, конечно же проект развалится задолго до начала физической реализации. Вот если бы создавался без привлечения внешнего капитала, то веры в него было бы в разы больше
Бион-4Вики говорит про Kosmos 936, там был эксперимент с крысами в центрифуге но я не могу найти хоть какое то резюме по нему
Размер центрифуги очень маленький, само собой кориолисово влияние велико.
Мое мнение, создать станцию с искусственной гравитацией на основе двух модулей на очень гибкой и длинной сцепке (трос в сотни метров) вполне реально.
… но малополезно. В космос именно за микрогравитацией летят (в купе с чистым вакуумом). Хотя, основное время за приборами проводить во вращающемся жилом комплексе, а работать выезжать на лифте изредка в центр масс.
Кстати, в НАСА тоже хотели двигаться в эту «колесную» сторону (Nautilus-X). В процессе моделирования постепенно уменьшали диаметр колеса и наращивали массу осевого «поплавка». В итоге пришли к аналогу Бион-4 (в смысле по пропорциям центрифуг к размеру биологических объектов), потому проект и тормознулся
Еще хуже рассинхронизация — она следует из самого понятия динамической невесомости. Как только колесо отклонится от плоскости, точка ниже ц.м. станции начнет стремиться двигаться быстрее ц.м. и наоборос. В другой полупериод паразитная надбавка идет в другую сторону. В итоге колесо почти кувыркается и периодически то раскручивается, то тормозится. Это такой своеобразный аналог эффекта Эйлера (для космоса еще эф. Джанибекова зовется).
Не то, чтобы совсем выхода нет — он разумеется есть, просто другой и не так выгоден. Например, вполне рабочий ваш вариант цепной связки, если ось вращения будет не вертикально, а по Y, горизонтально, перпендикулярно траектории. Но экономически он оказывается дорогим — затраты соизмеримы, а фактический доступный объем на порядок меньше.
Еще момент, все описанные эффекты имеют смысл для жесткой конструкции, а что же произойдет для гибкой (если у нас веревочка) в которой добавить активную систему стабилизации (хз как это энергетически), которая в нужный момент уменьшает или увеличивает длину сцепки?
Хаотическое кувыркание автоматически ставит крест на питании (СБ+радиаторы охлаждения). На практике станцию обычно стабилизируют в орбитальной СК, и СБ дискретно «докручивают» до Солнца (тут несколько не компетентен — 22 или 24 градуса, не помню. Мы делали прогнозную модель, но я только динамику, вектор на Солнце и коллекторное «дерево» считал, управление СБ я знаю поверхностно).
Если же станцию не стабилизировать, кпд СБ резко упадет, и питание станет непрогнозируемым процессом. Опять же, в зависимости от частоты «качаний» получим неравномерный прогрев поверхности станции. Средняя то температура на орбите достаточно высока, и случайный характер линейных растяжений будет эквивалентен вибрации, что быстро угробит все патрубки радиаторов.
Технически же придется думать о стыковке с кувыркающимся объектом (модель для «Бивней» писали Романько и Поляков, 4 и 2 года назад ушли на пенсию из-за зрения). Не сказать что совсем невозможно, но задача не простая. Джанибеков в свое время справился, но это до сих пор считается сложнейшей работой экипажа в истории космонавтики.
Ну и конечно же субъективное восприятие такой динамики человеком. Человек за 8-30 часов часов привыкает хоть к невесомости (по сути к тому, что остается только инерциальная масса — статическая нагрузка исчезает, а динамическая остается как есть), и главное тут согласовать со средой внутренне ухо и проприорецептор костно-мышечного аппарата. Но этот процесс медленный, а среда не постоянна — то есть вместо искусственной гравитации получим бесконечный процесс попытки адаптации
PS по гибкой уже писал — да, возможно. В общем и не обязательно так, можно «гантель» (даже выгоднее, управляемость выше), или даже три модуля на оси. Но при оценке стоимость/результат приходит понимание, что игра не стоит свеч — проще иметь миницентрифугу для технических целей
Вращаться пусть будет только жилой комплекс с собственной сжо, аккумуляторами, лифтом и спасательной капсулой, основная же станция пусть будет классической с микрогравитацией и стабилизированным полоожением как необходимо.
Сцепление же станции с вращающимся жилым корпусом — вопрос вопросов, но наверное решаемо, подвижная кольцевая дорожка с электромагнитными рельсами вокруг всей станции.
p.s. мало того, я считаю что работать на станции должны роботы-аватары (я не говорю что это должны быть человекообразные роботы, мало того это может быть серия манипуляторов тупо катающихся по рельсам на стенах, технически такие реальнее при управлении на расстоянии в десятки-сотни метров против удаленного управления с земли), а люди пусть все время проводят в комфортных условиях с искусственной гравитацией, выходя в невесомость только в нештатных случаях.
Без людей на орбите все еще не получится обходиться, но создать им условия более комфортные и не повреждающее здоровье — почему нет
В статике конструкция «колесо-ось» может быть стабильна только в ориентации ось станции в центр Земли.
Необязательно, если обод тяжелее оси, то колесо будет стабильным ребром к Земле. Из-за приливных сил так разворачивается любой протяженный предмет. Если раскрутить колесо так, чтобы плоскость колеса лежала в плоскости его орбиты, то оно будет оставаться стабильным достаточно долго, прецессия только появится. Эффекта Джанибекова у равномерно нагруженного кольца кольца не будет — у него моменты инерции относительно диаметров одинаковы, а момент инерции относительно оси вдвое больше любого из них. Оно может кувыркнуться только если его существенно утяжелить по какому-нибудь диаметру.
По эффекту Джанибекова… строго говоря, это скорее бренд (если честно, вернее называть эффект Романько), вообще то это эффект Эйлера. Я потому и сказал, это это аналог эф. Эйлера, а не сам эффект, потому что механизм для колеса на орбите своеобразная смесь его с «волчком Томсона»
R=3*g/G*p*3,141592*4
M=p*3,141592*R3*4/3
У свинца p=11350 кг/м3, у осмия p=22600 кг/м3. Предположим, мы хотим получить ускорение 0,01 g ~ 0,1 м/с2. Тогда для свинца R~505 километров и М~4*1017 тонн, для осмия R~253 км, М~1017 тонн.
Орбитальная станция с искусственной гравитацией: наступит ли будущее в 2025 году?