Mengapa gravitasi buatan tidak tersedia bagi astronot? Mengapa kita tidak memiliki gravitasi buatan di luar angkasa? Cara menciptakan gravitasi buatan di luar angkasa

Di luar angkasa, meskipun semua massa di Alam Semesta tunduk pada gaya gravitasi, seperti biasa, tidak ada perasaan "naik" dan "turun" seperti di Bumi, karena pesawat ruang angkasa dan semua yang ada di dalamnya dipercepat oleh gravitasi secara bersamaan. kecepatan.

Jika seseorang ditempatkan di luar angkasa, jauh dari pengaruh gravitasi yang dialami permukaan bumi, ia akan mengalami keadaan tanpa bobot. Meskipun seluruh massa alam semesta akan terus menariknya, mereka akan terus menarik pesawat luar angkasa, sehingga orang tersebut akan “mengambang” di dalamnya. Dalam serial TV dan film seperti Star Trek, Star Wars, Battlestar Galactica dan masih banyak lainnya, kita selalu diperlihatkan bagaimana para awak kapal berdiri dengan stabil di lantai kapal, apapun kondisi lainnya. Hal ini memerlukan kemampuan untuk menciptakan gravitasi buatan - namun mengingat hukum fisika yang kita kenal sekarang, tugas ini terlalu sulit.



Kapten Gabriel Lorca di jembatan Discovery selama simulasi pertempuran dengan Klingon. Seluruh tim ditarik “ke bawah” oleh gravitasi buatan – saat ini teknologi tersebut sudah keluar dari fiksi ilmiah.

Pelajaran penting dari prinsip kesetaraan dikaitkan dengan gravitasi: kerangka acuan yang mengalami percepatan seragam tidak dapat dibedakan dari medan gravitasi. Jika Anda berada di dalam roket dan tidak dapat melihat ke luar, Anda tidak akan dapat memahami apa yang sedang terjadi: apakah Anda didorong "ke bawah" oleh gravitasi, atau oleh percepatan seragam roket dalam satu arah? Ide ini mengarah pada perumusan teori relativitas umum, dan lebih dari seratus tahun kemudian, teori ini merupakan deskripsi terbaik tentang gravitasi dan percepatan yang kita ketahui.

Perilaku serupa antara bola yang jatuh ke lantai saat roket yang sedang melaju dan di Bumi menunjukkan prinsip kesetaraan Einstein

Ada trik lain yang bisa kita gunakan: membuat kapal berputar. Alih-alih percepatan linier (gaya percepatan roket), Anda bisa mendapatkan percepatan sentrifugal, di mana orang yang berada di dalamnya akan merasa seperti ditarik oleh lambung kapal. Film 2001: A Space Odyssey terkenal akan hal ini, dan gaya ini tidak dapat dibedakan dari gravitasi di kapal yang cukup besar.

Tapi itu saja. Tiga jenis percepatan - gravitasi, linier, dan rotasi - adalah satu-satunya gaya yang kita miliki yang memiliki efek gravitasi. Dan bagi mereka yang berada di pesawat luar angkasa, ini adalah masalah yang sangat besar.

Konsep tahun 1969 untuk stasiun luar angkasa yang seharusnya dirakit di orbit dari tahapan Apollo bekas. Stasiun itu seharusnya berputar di sekitar poros tengah dan menghasilkan gravitasi buatan.

Mengapa? Karena untuk melakukan perjalanan ke sistem bintang lain, Anda harus mempercepat kapal dalam perjalanan ke sana, dan memperlambatnya saat tiba. Jika Anda tidak bisa bertahan melawan percepatan ini, Anda akan gagal. Misalnya, untuk mencapai "kecepatan denyut" Star Trek, yang hanya beberapa persen kecepatan cahaya, seseorang harus mengalami percepatan 4.000 g selama satu jam. Itu berarti percepatan 100 kali lipat yang akan mencegah darah mengalir ke seluruh tubuh Anda—situasi yang sangat buruk tidak peduli bagaimana Anda melihatnya.

Peluncuran pesawat ulang-alik Columbia pada tahun 1992 menunjukkan bahwa percepatan roket tidak terjadi secara instan, melainkan berlangsung dalam waktu yang cukup lama, beberapa menit. Pesawat luar angkasa itu harus memiliki percepatan yang jauh lebih besar daripada yang bisa ditahan oleh tubuh manusia.

Selain itu, kecuali jika Anda ingin menjadi tidak berbobot selama perjalanan jauh, dan menderita dampak biologis yang mengerikan seperti pengeroposan tulang dan kebutaan ruang, Anda perlu memiliki gaya konstan yang bekerja pada tubuh Anda. Untuk gaya selain gravitasi, hal ini tidak akan menjadi masalah. Misalnya, untuk interferensi elektromagnetik, perintah dapat ditempatkan di cangkang konduktif dan ini akan menghilangkan semua medan elektromagnetik eksternal. Dan kemudian di dalamnya dimungkinkan untuk menyusun dua pelat sejajar dan mengatur medan listrik konstan yang akan memaksa muatan bergerak ke arah tertentu.

Oh, andai saja gravitasi bekerja dengan cara yang sama.

Diagram skematik sebuah kapasitor, dua pelat penghantar sejajar mempunyai muatan yang besarnya sama dan tandanya berlawanan, sehingga menimbulkan medan listrik di antara keduanya

Tidak ada “konduktor gravitasi”, dan tidak ada cara untuk melindungi diri Anda dari gravitasi. Tidak mungkin menciptakan medan gravitasi yang seragam antara lempeng mana pun di area ruang tertentu. Alasannya adalah, tidak seperti listrik, yang dihasilkan oleh muatan positif dan negatif, “muatan” gravitasi hadir dalam satu jenis, yaitu energi massa. Gaya gravitasi selalu menarik, dan tidak ada yang bisa dilakukan untuk mengatasinya. Anda harus melakukan yang terbaik dengan tiga jenis percepatan yang tersedia - gravitasi, linier, dan rotasi.

Sebagian besar quark dan lepton di Alam Semesta terdiri dari materi, tetapi masing-masing quark dan lepton juga mengandung partikel antimateri, yang massa gravitasinya belum dapat ditentukan.

Satu-satunya cara untuk menciptakan gravitasi buatan yang dapat melindungi Anda dari efek percepatan kapal dan memberi Anda tarikan "ke bawah" yang konstan tanpa percepatan adalah dengan menemukan massa gravitasi negatif jenis baru. Semua partikel dan antipartikel yang kami temukan mempunyai massa positif, tetapi ini adalah massa inersia, yaitu massa yang berhubungan dengan percepatan atau penciptaan partikel (yaitu m dari persamaan F = ma dan E = mc 2). Kami telah menunjukkan bahwa massa inersia dan gravitasi adalah sama untuk semua partikel yang diketahui, namun kami belum melakukan pengujian yang cukup menyeluruh terhadap antimateri dan antipartikel.

Kolaborasi ALPHA lebih dekat dibandingkan eksperimen lain dalam mengukur perilaku antimateri netral dalam medan gravitasi

Dan eksperimen sedang dilakukan di bidang ini sekarang! Eksperimen ALPHA di CERN menghasilkan antihidrogen, suatu bentuk antimateri netral yang stabil, dan sekarang berupaya mengisolasinya dari semua partikel lain dengan kecepatan rendah. Jika ternyata cukup sensitif, kita akan bisa mengukur ke arah mana antimateri akan bergerak dalam medan gravitasi. Jika jatuh seperti biasa, maka massa gravitasinya lebih besar dari nol, dan tidak dapat digunakan untuk membuat konduktor gravitasi. Tapi kalau naik, itu akan mengubah segalanya. Sebuah hasil eksperimen tiba-tiba akan membuat gravitasi buatan menjadi mungkin secara fisik.

Kemungkinan adanya gravitasi buatan memang menggiurkan, namun memerlukan adanya massa gravitasi negatif. Antimateri bisa menjadi begitu besar, namun hal ini masih belum diketahui.

Jika antimateri mempunyai massa gravitasi negatif, maka dengan membuat langit-langit ruangan dari antimateri dan lantai dari materi, kita dapat menciptakan medan gravitasi buatan yang terus-menerus menarik Anda “ke bawah”. Dengan membuat cangkang kapal dari konduktor gravitasi, kami akan melindungi semua orang di dalamnya dari gaya akselerasi sangat tinggi, yang jika tidak maka akan berakibat fatal. Dan yang terbaik dari semuanya, orang-orang di luar angkasa tidak akan lagi menderita dampak fisiologis negatif, mulai dari disfungsi vestibular hingga atrofi otot jantung, yang dialami astronot modern. Namun sampai kita menemukan partikel (atau sekumpulan partikel) dengan massa gravitasi negatif, gravitasi buatan hanya dapat dicapai melalui percepatan.

— Benarkah tidak ada gravitasi di luar angkasa?

- TIDAK, itu tidak benar: hukum gravitasi universal berlaku di mana-mana.

Lalu mengapa para astronot “terbang” di dalam pesawat mereka, mengikat diri mereka di tempat tidur saat mereka tidur, dan menangkap “keripik terbang” di seluruh kabin?

Mereka mengalami keadaan tanpa bobot karena bergerak dalam lingkaran(mengelilingi Bumi) dengan kecepatan luar biasa (7,9 kilometer per detik); Hal ini secara kasar dapat ditunjukkan dengan menuangkan air ke dalam ember kecil dan memutarnya dengan kuat. Air tidak akan mengalir keluar, ia akan ditekan ke dasar oleh “gaya sentrifugal”, atau lebih tepatnya oleh gaya inersia: karena inersia bekerja secara bujursangkar, dan “pembulatan” lintasan pergerakan secara konstan mengubah arah pergerakan.

Ini adalah inersia gerak dalam orbit melingkar mengelilingi bumi yang mengimbangi gaya gravitasi. Jika pesawat luar angkasa tidak terbang dengan kecepatan ini - tetapi tidak bergerak - ia akan langsung jatuh ke Bumi - tidak masalah letaknya pada jarak beberapa ratus kilometer dari Bumi: gaya gravitasinya sangat besar dan meluas. ke jarak yang sangat besar (secara teoritis - tak terbatas). Jika ada menara besar yang mencuat dari tanah, setinggi 500 kilometer (pada ketinggian ini ISS terus bergerak), dan kita berdiri di atas menara ini, kita tidak akan mengalami keadaan tanpa bobot, melainkan gravitasi bumi yang biasa ( mungkin sedikit kurang dari pada permukaan).

Oleh karena itu, Ruang, dalam hal ini, tidak berbeda; tetapi hanya di luar angkasa, yang tidak memiliki atmosfer, kita dapat bergerak dengan kecepatan luar biasa sehingga mampu mengimbangi gravitasi bumi. Apakah mungkin untuk “mendapatkan” keadaan tanpa bobot di Bumi? Ini adalah perasaan yang cukup menyenangkan ketika tidak ada yang memaksa otot untuk tegang. Saat Anda bisa melayang tanpa menyentuh benda, dorong dengan kaki Anda satu kali - dan terbang dalam jarak yang sangat jauh - dan dengan cepat, lebih cepat daripada orang yang berlari! Mungkin akan menyenangkan untuk mengunjungi salon khusus yang menyediakan layanan “gravitasi nol”!

Tapi di Bumi, ini adalah sebuah masalah. Air menghilang: meskipun seseorang di dalam air mungkin tidak “jatuh ke dasar”, dan pada prinsipnya mungkin tidak mengapung - tetapi seolah-olah “melayang” di tempat - ini tetap bukan tanpa bobot sama sekali. Jika Anda tetap terbalik di bawah air dalam waktu lama, darah akan mengalir ke otak seperti di darat. Otot-otot akan sama tegangnya dengan otot-otot di mana pun di Bumi: gaya gravitasi yang sama bekerja pada otot-otot tersebut, dan organ-organ tubuh, termasuk organ dalam, akan memiliki berat seperti biasanya. Gravitasi nol adalah sesuatu yang sangat berbeda!

Mungkin satu-satunya cara yang mungkin menciptakan penurunan berat badan total sedang dilakukancepatmenolak pesawat terbang. Dan durasi efek ini tidak lebih dari beberapa menit. Anda tentu saja dapat melompat saja - tetapi tubuh akan berada dalam keadaan tanpa bobot selama kurang dari satu detik. Selama terjun payung, keadaan tanpa bobot akan bertahan lebih lama, tetapi tidak akan lengkap, karena peningkatan gesekan dengan udara, yang sampai batas tertentu akan menjadi “padat”, seperti penyangga dan tubuh akan merasakan beban.

Apakah ada, setidaknya secara teoritis, cara untuk mencapai keadaan tanpa bobot tanpa

kebutuhan untuk bergerak atau jatuh, di laboratorium stasioner, kapandaripada tanpa batas waktu?

Ya, tapi murni secara teori: untuk membangun institusi seperti itupusat bumi! Ya, di pusatnya (pusat massa), di perutnya, di intinya: seluruh massa bumi akan berada di luar dan memberikan pengaruh gravitasi pada pengunjung “klub” semacam itu dari semua sisi secara bersamaan dan dengan tingkat yang sama. memaksa. Arah gravitasi yang dihasilkan akan menjadi NOL - manusia(atau benda apa pun) akan membeku dan tidak akan jatuh kemana-mana. Faktanya, hal ini tentu saja tidak mungkin dilakukan (dalam beberapa miliar tahun ke depan) - karena kecepatannya yang sangat besartekanan yang sangat besar dan sangat besar di dalam perut bumi, namun pada prinsipnya mungkin terjadi pada benda langit lainnya.

Nah, bagaimana jika ia masih berada di Bumi, dan dengan cara yang sedikit lebih realistis dibandingkan di inti bumi?

Mungkin itu mungkin, tetapi penghuni bumi lainnya tidak akan terlalu menyukainya: bubar kecepatan rotasi planet sekitar 17 kali! Sehari di Bumi akan berlangsung sekitar satu setengah jam (40 menit pada siang hari dan hampir sama pada malam hari). Namun di mana pun di garis khatulistiwa akan terjadi keadaan tanpa bobot! Permukaan bumi di bagian khatulistiwa akan bergerak dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan rotasi satelit, yaitu dengan kecepatan kosmik pertama; kekuatan inersia pada garis lintang ini sepenuhnya mengkompensasi gravitasi dan memungkinkan untuk terbang! Tapi tidak hanya orang yang bisa terbang, dan inilah masalahnya...

Semua benda: kunci, korek api, topi, kursi, koper, sepeda, mobil - semuanya tidak akan berada di tanah - tetapi di tempat yang “senang”. Batu-batu kecil, batu-batu sedang, batu-batuan besar akan melayang di udara, bertabrakan, terbang terpisah, terbang ke tanah, menabrak, lalu melompat, naik sangat tinggi, kembali - secara umum, ini adalah keributan... seluruh bumi pada umumnya bukanlah batuan yang monolitik, melainkan bebatuan, butiran pasir, setitik debu dan sebagainya, yang saling bertumpukan. Semua ini tidak lagi ditekan ke tanah dan akan mulai bergerak secara acak. Tidak ada yang terlihat dari debu. Bangunan, hingga

yang berdiri di atas fondasi, 90 persennya ditopang oleh gravitasi bumi, dan hal ini akan berhenti terjadi. Seluruh gunung yang ditopang dari bawah oleh mantel bumi akan menjadimelepaskan diri dan terbang menjauh. Bagaimana dengan air? Nah, tentu saja airnya juga akan menggulung menjadi tetesan-tetesan kecil atau bola-bola besar dan beterbangan, tertutup debu. Selain itu, akan ada banyak air - semua lautan akan langsung mengalir ke tempat yang gaya gravitasinya lebih kecil. Bersamaan dengan lautan, segala sesuatu dari seluruh penjuru planet ini yang lepas akan tiba.saya: semuanya akan berakhir di garis khatulistiwa atau di udara di dekatnya. Seluruh planet akan “mengembang” di ekuator - dan akan berubah dari bola menjadi ellipsoid yang sangat pepat. Mantel cair yang berapi-api dari kedalaman juga akan naik, mengikuti yang lainnya. Bagaimana dengan udaranya? Udara akan dibuang dalam air mancur besar di bidang khatulistiwa jauh ke luar angkasa, sebagian kemudian akan kembali ke kutub - kemudian mengalir lagi ke khatulistiwa dan meledak. Badai akan berlangsung terus menerus, terus menerus dan sangat kuat. Dikombinasikan dengan semua benda ringan, sedang, dan berat yang terbang di udara, itu mungkin benar-benar neraka...

Ya, dalam skenario seperti itu, lebih baik menggali lebih dalam... Mungkin masih ada cara “normal” untuk “menghasilkan” keadaan tanpa bobot? Agar tidak menyentuh seluruh planet, tetapi untuk menggali bunker di bawah gunung: gunung itu di atas, tutup: ia tertarik ke atas. Dan pusat bumi jauh - ia tertarik ke bawah. Mungkinkah mencapai “keseimbangan”?

Maka Anda harus “menggali” hingga sepertiga jari-jari Bumi, dan gunung itu harus seukuran Bulan... Meskipun... Gunung itu harus terbuat dari bahan sedemikian rupa sehingga akan menjadi seratus ribu kalilebih padat dari emas! Gunung biasa, dengan berat satu miliar ton, berukuran beberapa meter. Tempatkan "kosong" di atap bunker - dan akan ada rumah kos pertama di dunia yang menawarkan hiburan dalam gravitasi nol! Kita hanya perlu memperkuat struktur langit-langit dengan baik, karena benda berat dengan dimensi sekecil itu akan menghancurkan segala sesuatu di dunia, dan secara bertahap akan tenggelam ke kedalaman bumi... Namun... Kita perlu melakukannya entah bagaimana. memutuskan satu miliar ton zat semacam itu dari Katai Putih terdekat yang telah punah dan membawanya...

Dan yang lebih serius lagi: apakah benar-benar tidak ada jalan keluarnya? menggunakan anti gravitasi, atau sedikit melindungi gaya tarik dari bawah, atau mengaktifkan gravitasi buatan dari atas? Anda hanya perlu mengangkat tubuh manusia beberapa puluh kilogram, karena tidak membutuhkan tenaga yang sangat besar untuk itu? Lift mengangkat Anda, dan kaki Anda mengangkat Anda ke ketinggian seperti itu setiap hari... Anda dapat menambah berat badan Anda berkali-kali lipat di mesin centrifuge, atau bahkan di komidi putar sederhana. Mungkin Anda bisa dengan mudah menguranginya? Hal ini pada prinsipnya tidak bertentangan dengan hukum kekekalan energi? Antimateri sudah didapat sejak lama, mungkinkah bisa digunakan?

Antimateri tidak memberikan antigravitasi: pada umumnya, ini adalah materi yang sama, hanya dengan muatan listrik yang berlawanan. Di ayunan korsel Anda bisa mendapatkan keadaan tanpa bobot - tetapi hanya untuk waktu yang singkat; secara umum, efek yang sama seperti dari “lompatan” biasa: penurunan berat badan setengah detik, dan kemudian beban berlebih yang sama. Metode untuk menciptakan jangka panjang keadaan tanpa bobot di Bumi belum diketahui. Meskipun, kemungkinan besar pasti ada kemungkinannya.

Mungkin ada yang sudah punya ide? Tulis komentar atau tanyakan pada teman Anda di media sosial. jaringan:

Masalah pada sistem vestibular bukan satu-satunya akibat dari paparan gayaberat mikro yang terlalu lama. Astronot yang menghabiskan lebih dari sebulan di ISS sering kali menderita gangguan tidur, fungsi kardiovaskular yang lambat, dan perut kembung.

NASA baru-baru ini menyelesaikan percobaan di mana para ilmuwan mempelajari genom saudara kembar: salah satu dari mereka menghabiskan hampir satu tahun di ISS, yang lain hanya melakukan penerbangan singkat dan menghabiskan sebagian besar waktunya di Bumi. Tinggal jangka panjang di luar angkasa menyebabkan fakta bahwa 7% DNA astronot pertama berubah selamanya - kita berbicara tentang gen yang terkait dengan sistem kekebalan, pembentukan tulang, kekurangan oksigen, dan kelebihan karbon dioksida dalam tubuh.

NASA membandingkan astronot kembar untuk melihat bagaimana tubuh manusia berubah di luar angkasa

Dalam kondisi gayaberat mikro, seseorang akan terpaksa tetap tidak aktif: kita tidak berbicara tentang astronot yang tinggal di ISS, tetapi tentang penerbangan ke luar angkasa. Untuk mengetahui bagaimana rezim seperti itu akan mempengaruhi kesehatan para astronot, Badan Antariksa Eropa (ESA) menempatkan 14 sukarelawan di tempat tidur yang dimiringkan ke sisi kepala selama 21 hari. Eksperimen tersebut, yang akan menguji metode terbaru untuk memerangi keadaan tanpa bobot - seperti peningkatan olahraga dan pola makan - rencananya akan dilakukan bersama oleh NASA dan Roscosmos.

Namun jika manusia memutuskan untuk mengirim kapal ke Mars atau Venus, diperlukan solusi yang lebih ekstrem - gravitasi buatan.

Bagaimana gravitasi bisa ada di luar angkasa

Pertama-tama, perlu dipahami bahwa gravitasi ada di mana-mana - di beberapa tempat lebih lemah, di tempat lain lebih kuat. Dan luar angkasa tidak terkecuali.

ISS dan satelitnya terus-menerus berada di bawah pengaruh gravitasi: jika suatu benda berada di orbit, maka benda itu akan jatuh mengelilingi bumi, sederhananya. Efek serupa terjadi jika Anda melempar bola ke depan - sebelum menyentuh tanah, bola akan terbang sedikit ke arah lemparan. Jika Anda melempar bola lebih keras, bola akan terbang lebih jauh. Jika Anda seorang Superman, dan bola tersebut adalah mesin roket, ia tidak akan jatuh ke tanah, tetapi akan terbang mengelilinginya dan terus berputar, secara bertahap memasuki orbit.

Gayaberat mikro mengasumsikan bahwa orang-orang di dalam kapal tidak berada di udara - mereka jatuh dari kapal, yang kemudian jatuh mengelilingi Bumi.

Karena gravitasi adalah gaya tarik-menarik antara dua massa, kita tetap berada di permukaan bumi saat kita berjalan di atasnya, bukannya melayang ke langit. Dalam hal ini, seluruh massa bumi menarik massa tubuh kita ke pusatnya.

Ketika kapal memasuki orbit, mereka melayang bebas di luar angkasa. Mereka masih terkena tarikan gravitasi bumi, namun kapal dan benda atau penumpang di dalamnya juga terkena gravitasi dengan cara yang sama. Perangkat yang ada tidak cukup besar untuk menciptakan daya tarik yang nyata, sehingga orang dan benda di dalamnya tidak berdiri di lantai, melainkan “melayang” di udara.

Cara membuat gravitasi buatan

Gravitasi buatan tidak ada; untuk menciptakannya, seseorang perlu mempelajari segala sesuatu tentang gravitasi alam. Dalam fiksi ilmiah, terdapat konsep simulasi gravitasi: memungkinkan awak pesawat luar angkasa berjalan di geladak dan benda berdiri di atasnya.

Secara teori, ada dua cara untuk menciptakan simulasi gravitasi, dan belum ada satupun yang digunakan dalam kehidupan nyata. Yang pertama adalah penggunaan gaya sentripetal untuk mensimulasikan gravitasi. Kapal atau stasiun harus berupa struktur seperti roda yang terdiri dari beberapa segmen yang berputar terus-menerus.

Menurut konsep ini, percepatan sentripetal perangkat, yang mendorong modul ke arah pusat, akan menciptakan kemiripan gravitasi atau kondisi yang serupa dengan yang ada di Bumi. Konsep ini didemonstrasikan dalam 2001: A Space Odyssey karya Stanley Kubrick dan Interstellar karya Christopher Nolan.

Konsep perangkat yang menciptakan percepatan sentripetal untuk mensimulasikan gravitasi

Penulis proyek ini dianggap sebagai ilmuwan dan insinyur roket Jerman Wernher von Braun, yang memimpin pengembangan roket Saturn 5, yang mengantarkan awak Apollo 11 dan beberapa kendaraan berawak lainnya ke Bulan.

Sebagai direktur Pusat Penerbangan Luar Angkasa Marshall NASA, von Braun mempopulerkan gagasan ilmuwan Rusia Konstantin Tsiolkovsky untuk membuat stasiun luar angkasa toroidal berdasarkan desain hub yang mengingatkan pada roda sepeda. Jika sebuah roda berputar di angkasa, maka gaya inersia dan sentrifugal dapat menimbulkan semacam gravitasi buatan yang menarik benda menuju lingkar luar roda. Hal ini akan memungkinkan manusia dan robot berjalan di lantai, seperti di Bumi, dibandingkan melayang di udara, seperti di ISS.

Namun, metode ini memiliki kelemahan yang signifikan: semakin kecil pesawat ruang angkasa, semakin cepat ia harus berputar - hal ini akan menyebabkan munculnya apa yang disebut gaya Cornolis, di mana titik-titik yang terletak jauh dari pusat akan dipengaruhi lebih kuat oleh gravitasi daripada titik-titik tersebut. lebih dekat ke sana. Dengan kata lain, gravitasi akan lebih kuat di kepala para astronot dibandingkan di kaki mereka, dan hal ini tidak akan mereka sukai.

Untuk menghindari efek ini, ukuran kapal harus beberapa kali lebih besar dari ukuran lapangan sepak bola - menempatkan perangkat semacam itu ke orbit akan sangat mahal, mengingat biaya satu kilogram kargo selama peluncuran komersial bervariasi dari $1,5 ribu. menjadi $3 ribu.

Metode lain untuk membuat simulasi gravitasi lebih praktis, tetapi juga sangat mahal - kita berbicara tentang metode percepatan. Jika kapal mula-mula melakukan percepatan pada suatu ruas lintasan tertentu, kemudian berbalik dan mulai melambat, maka akan timbul efek gravitasi buatan.

Untuk menerapkan metode ini, diperlukan cadangan bahan bakar yang sangat besar - faktanya mesin harus beroperasi hampir terus menerus, kecuali saat istirahat sejenak di tengah perjalanan - saat kapal berbelok.

Contoh nyata

Meskipun biaya peluncuran pesawat ruang angkasa simulasi gravitasi mahal, perusahaan-perusahaan di seluruh dunia berupaya membangun kapal dan stasiun semacam itu.

Gateway Foundation, sebuah yayasan penelitian yang berencana membangun stasiun berputar di orbit Bumi, mencoba menerapkan konsep Von Braun. Diasumsikan bahwa kapsul akan ditempatkan di sekitar lingkar roda, yang dapat dibeli oleh perusahaan dirgantara publik dan swasta untuk penelitian. Beberapa kapsul akan dijual sebagai vila kepada penduduk terkaya di dunia, sementara yang lain akan digunakan sebagai hotel bagi wisatawan luar angkasa. meluncurkan konsep pesawat ruang angkasa berputar dengan modul tiup, Nautilus-X, yang akan mengurangi dampak gayaberat mikro pada para ilmuwan. di atas kapal.

Diasumsikan bahwa proyek ini hanya akan menelan biaya $3,7 miliar – sangat kecil untuk perangkat semacam itu – dan akan memakan waktu 64 bulan untuk pembangunannya. Namun, Nautilus-X tidak pernah melampaui gambar dan proposal awal.

Kesimpulan

Untuk saat ini, cara yang paling mungkin untuk mendapatkan simulasi gravitasi yang akan melindungi kapal dari efek percepatan dan memberikan gravitasi yang konstan tanpa perlu terus-menerus menggunakan mesin adalah dengan mendeteksi partikel bermassa negatif. Setiap partikel dan antipartikel yang pernah ditemukan para ilmuwan mempunyai massa positif. Massa negatif dan massa gravitasi diketahui sama satu sama lain, namun sejauh ini para peneliti belum mampu mendemonstrasikan pengetahuan tersebut dalam praktik.

Para peneliti percobaan ALPHA di CERN telah menciptakan antihidrogen - suatu bentuk antimateri netral yang stabil - dan berupaya mengisolasinya dari semua partikel lain dengan kecepatan sangat rendah. Jika para ilmuwan berhasil melakukan hal ini, kemungkinan besar gravitasi buatan akan menjadi lebih nyata dalam waktu dekat dibandingkan sekarang.

Penerbangan luar angkasa jangka panjang, penjelajahan planet lain, yang sebelumnya ditulis oleh penulis fiksi ilmiah Isaac Asimov, Stanislav Lem, Alexander Belyaev, dan lainnya, akan menjadi kenyataan yang sepenuhnya mungkin berkat pengetahuan. Karena dengan menciptakan kembali tingkat gravitasi bumi, kita akan dapat terhindar dari akibat negatif gayaberat mikro (tanpa bobot) bagi manusia (atrofi otot, gangguan sensorik, motorik, dan otonom). Artinya, hampir semua orang bisa pergi ke luar angkasa, apapun ciri fisik tubuhnya. Pada saat yang sama, masa tinggal Anda di pesawat ruang angkasa akan menjadi lebih nyaman. Masyarakat akan dapat menggunakan perangkat dan fasilitas yang familiar bagi mereka (misalnya pancuran, toilet).

Di Bumi, tingkat gravitasi ditentukan oleh percepatan gravitasi, rata-rata sebesar 9,81 m/s 2 (“kelebihan beban” 1 g), sedangkan di luar angkasa, dalam kondisi tanpa bobot, sekitar 10 -6 g. K.E. Tsiolkovsky mengutip analogi antara sensasi berat badan saat direndam dalam air atau berbaring di tempat tidur dengan keadaan tanpa bobot di luar angkasa.

“Bumi adalah tempat lahirnya pikiran, tetapi Anda tidak bisa hidup selamanya di tempat lahirnya.”
“Dunia seharusnya menjadi lebih sederhana.”
Konstantin Tsiolkovsky

Menariknya, bagi biologi gravitasi, kemampuan menciptakan kondisi gravitasi yang berbeda akan menjadi terobosan nyata. Dimungkinkan untuk mempelajari: bagaimana struktur, fungsi pada tingkat mikro dan makro berubah, pola di bawah pengaruh gravitasi dengan besaran dan arah yang berbeda. Penemuan ini, pada gilirannya, akan membantu mengembangkan arah yang cukup baru - terapi gravitasi. Kemungkinan dan efektivitas penggunaan perubahan gravitasi (meningkat dibandingkan bumi) untuk pengobatan sedang dipertimbangkan. Kita merasakan peningkatan gravitasi, seolah-olah tubuh menjadi sedikit lebih berat. Saat ini, penelitian sedang dilakukan mengenai penggunaan terapi gravitasi untuk hipertensi, serta untuk pemulihan jaringan tulang pada patah tulang.

(gravitasi buatan) dalam banyak kasus didasarkan pada prinsip kesetaraan gaya inersia dan gravitasi. Prinsip kesetaraan mengatakan bahwa kita merasakan percepatan gerak yang kira-kira sama tanpa membedakan penyebab yang menyebabkannya: gravitasi atau gaya inersia. Pada versi pertama, percepatan terjadi karena pengaruh medan gravitasi, pada versi kedua, karena percepatan gerak sistem acuan non-inersia (sistem yang bergerak dengan percepatan) di mana orang tersebut berada. Misalnya, efek serupa dari gaya inersia dialami oleh seseorang di dalam lift (kerangka acuan non-inersia) selama kenaikan tajam (saat akselerasi, perasaan seolah-olah tubuh menjadi lebih berat selama beberapa detik) atau pengereman (perasaan bahwa lantai menjauh dari bawah kaki seseorang). Dari sudut pandang fisika: ketika elevator naik ke atas, percepatan pergerakan kabin ditambah dengan percepatan jatuh bebas dalam sistem non-inersia. Ketika gerakan seragam dipulihkan, “pertambahan” berat badan menghilang, yaitu perasaan berat badan yang biasa kembali.

Saat ini, seperti hampir 50 tahun yang lalu, sentrifugal digunakan untuk menciptakan gravitasi buatan (percepatan sentrifugal digunakan saat memutar sistem ruang angkasa). Sederhananya, ketika stasiun luar angkasa berputar pada porosnya, akan terjadi percepatan sentrifugal yang akan “mendorong” seseorang menjauh dari pusat rotasi dan akibatnya astronot atau benda lain akan dapat berada di “ lantai". Untuk lebih memahami proses ini dan kesulitan apa yang dihadapi para ilmuwan, mari kita lihat rumus yang menentukan gaya sentrifugal ketika alat sentrifugal diputar:

F=m*v 2 *r, dengan m adalah massa, v adalah kecepatan linier, r adalah jarak dari pusat rotasi.

Kecepatan linier sama dengan: v=2π*rT, dimana T adalah jumlah putaran per detik, π ≈3.14…

Artinya, semakin cepat pesawat ruang angkasa berputar, dan semakin jauh jarak astronot dari pusat, maka semakin kuat gravitasi buatan yang tercipta.

Setelah memperhatikan gambar tersebut dengan cermat, kita dapat melihat bahwa dengan radius yang kecil, gaya gravitasi pada kepala dan kaki seseorang akan berbeda secara signifikan, yang pada gilirannya akan mempersulit pergerakan.

Ketika astronot bergerak searah rotasi, timbul gaya Coriolis. Dalam hal ini, kemungkinan besar orang tersebut akan terus-menerus mengalami mabuk perjalanan. Hal ini dapat disiasati jika kapal berputar dengan frekuensi putaran 2 putaran per menit, sehingga menimbulkan gaya gravitasi buatan sebesar 1g (seperti di Bumi). Namun radiusnya akan menjadi 224 meter (kira-kira ¼ kilometer, jarak ini setara dengan tinggi gedung 95 lantai atau panjang dua pohon redwood besar). Artinya, secara teoritis dimungkinkan untuk membangun stasiun orbit atau pesawat ruang angkasa sebesar ini. Namun dalam praktiknya, hal ini memerlukan pengeluaran sumber daya, tenaga, dan waktu yang signifikan, yang dalam konteks mendekati bencana alam global (lihat laporan ) secara lebih manusiawi mengarahkan bantuan nyata kepada mereka yang membutuhkan.

Karena ketidakmungkinan untuk menciptakan kembali tingkat gravitasi yang diperlukan seseorang di stasiun orbit atau pesawat ruang angkasa, para ilmuwan memutuskan untuk mempelajari kemungkinan “menurunkan set bar”, yaitu menciptakan gaya gravitasi yang lebih kecil dari gaya gravitasi di Bumi. Artinya, penelitian selama setengah abad belum membuahkan hasil yang memuaskan. Hal ini tidak mengherankan karena dalam eksperimen mereka berupaya menciptakan kondisi di mana gaya inersia atau gaya lainnya akan menimbulkan efek yang mirip dengan efek gravitasi di Bumi. Artinya, ternyata gravitasi buatan sebenarnya bukanlah gravitasi.

Saat ini dalam sains hanya ada teori tentang apa itu gravitasi, yang sebagian besar didasarkan pada teori relativitas. Selain itu, tidak ada satu pun yang lengkap (tidak menjelaskan jalannya, hasil percobaan apa pun dalam kondisi apa pun, dan selain itu, terkadang tidak sesuai dengan teori fisika lain yang dikonfirmasi secara eksperimental). Belum ada pengetahuan dan pemahaman yang jelas: apa itu gravitasi, bagaimana gravitasi berhubungan dengan ruang dan waktu, terdiri dari partikel apa, dan apa sifat-sifatnya. Jawaban atas pertanyaan ini dan banyak pertanyaan lainnya dapat ditemukan dengan membandingkan informasi yang disajikan dalam buku “Ezoosmos” oleh A. Novykh dan laporan PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS. menawarkan pendekatan yang benar-benar baru yang didasarkan pada pengetahuan dasar tentang prinsip-prinsip utama fisika partikel fundamental, pola interaksi mereka. Artinya, berdasarkan pemahaman mendalam tentang esensi proses gravitasi dan, sebagai konsekuensinya, kemungkinan perhitungan yang akurat untuk menciptakan kembali nilai kondisi gravitasi baik di luar angkasa maupun di Bumi (terapi gravitasi), memprediksi hasil dari eksperimen yang dapat dibayangkan dan tidak dapat dibayangkan yang dilakukan oleh manusia dan alam.

FISIKA ALLATRA PRIMORDIAL lebih dari sekedar fisika. Ini membuka kemungkinan solusi terhadap permasalahan dengan kompleksitas apa pun. Namun yang terpenting, berkat pengetahuan tentang proses yang terjadi pada tingkat partikel dan tindakan nyata, setiap orang dapat memahami makna hidupnya, memahami cara kerja sistem, dan memperoleh pengalaman praktis dalam berhubungan dengan dunia spiritual. Mewujudkan globalitas dan keutamaan Spiritual, keluar dari kerangka/template keterbatasan kesadaran, melampaui batas sistem, hingga menemukan Kebebasan Sejati.

“Seperti yang mereka katakan, ketika Anda memiliki kunci universal (pengetahuan tentang dasar-dasar partikel elementer) di tangan Anda, Anda dapat membuka pintu mana pun (dunia mikro dan makro).”

“Dalam kondisi seperti itu, transisi peradaban yang secara kualitatif baru ke dalam arus utama pengembangan diri spiritual, pengetahuan ilmiah berskala besar tentang dunia dan diri sendiri adalah mungkin.”

“Segala sesuatu yang menindas seseorang di dunia ini, mulai dari pikiran obsesif, emosi agresif hingga keinginan stereotip konsumen yang egois ‒ ini adalah hasil dari pilihan seseorang yang mendukung bidang septon‒ sistem kecerdasan material yang secara rutin mengeksploitasi umat manusia. Tetapi jika seseorang mengikuti pilihan prinsip spiritualnya, maka ia memperoleh keabadian. Dan tidak ada agama dalam hal ini, yang ada adalah pengetahuan fisika, landasan primordialnya.”

Elena Fedorova

B.V. Rauschenbach, rekan seperjuangan Korolev, berbicara tentang bagaimana dia mendapatkan ide untuk menciptakan gravitasi buatan di pesawat ruang angkasa: pada akhir musim dingin tahun 1963, kepala desainer, yang sedang membersihkan jalur salju dekat rumahnya di Jalan Ostankinskaya, bisa dikatakan ada pencerahan. Tanpa menunggu hari Senin, dia menelepon Rauschenbach, yang tinggal di dekatnya, dan segera bersama-sama mereka mulai “membuka jalan” ke luar angkasa untuk penerbangan jarak jauh.
Idenya, seperti yang sering terjadi, ternyata sederhana; itu harus sederhana, jika tidak, tidak akan ada hasil dalam praktiknya.

Untuk melengkapi gambar. Maret 1966, orang Amerika di Gemini 11:

Pada 11:29, Gemini 11 turun dari Agena. Sekarang kesenangannya dimulai: bagaimana perilaku dua benda yang dihubungkan dengan kabel? Pada awalnya, Conrad mencoba memperkenalkan hubungan ke dalam stabilisasi gravitasi - sehingga roket akan menggantung di bawah, kapal di atas, dan kabelnya akan kencang.
Namun, tidak mungkin untuk bergerak sejauh 30 m tanpa menimbulkan getaran yang kuat. Pada 11:55 kami melanjutkan ke bagian kedua percobaan - "gravitasi buatan". Conrad memutar ligamen; Mula-mula kabel direntangkan sepanjang garis lengkung, namun setelah 20 menit menjadi lurus dan putarannya menjadi cukup tepat. Conrad meningkatkan kecepatannya menjadi 38 °/menit, dan setelah makan malam menjadi 55 °/menit, menciptakan beban 0,00078g. Anda tidak bisa merasakannya “dengan sentuhan”, tetapi benda itu perlahan-lahan mengendap di dasar kapsul. Pada 14:42, setelah tiga jam rotasi, pin terlepas, dan Gemini menjauh dari roket.