航天员 如何在空间站制造重力?我国航天员天宫归来,3个月失重考验很大


航天员 如何在空间站制造重力?我国航天员天宫归来,3个月失重考验很大
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航天员 如何在空间站制造重力?我国航天员天宫归来,3个月失重考验很大


9月17日中午 , 我国3名航天员乘坐神舟十二返回舱顺利回到地面 , 由于他们在空间站待了3个月 , 长期处于失重状态 , 所以出舱的时候 , 都需要人搀扶或者抬着 。 航天员的身体素质万里挑一 , 在空间站也一直坚持在锻炼 , 即便如此 , 失重对人体造成的影响也是巨大的 , 那么有没有办法在空间站制造人工重力 , 使得它的环境和地面上一样呢?
回家了
其实 , 在科幻电影里 , 人工重力是一个非常普遍的现象 , 即把空间站和航天器做成环型 , 围绕自身轴心旋转 , 这样的话 , 就可以产生类似重力的离心力 。 有人计算过 , 一个半径约15米的圆环 , 每分钟围绕自身旋转2圈半 , 就可以产生相当于月球的重力;每分钟旋转4.96圈 , 就可以产生0.4G的重力 。 而一个半径32米的航天器 , 每分钟围绕自身旋转5.52圈 , 就可以产生约1个G的重力 , 即相当于站在地球上 。
流浪地球里的环形空间站
可问题是 , 人体处在每分钟几圈不断旋转的物体 , 即使在太空中 , 也会感到头晕眼花 , 走路不稳 , 甚至想吐根本没办法活动 , 这个时候模拟出来的重力 , 是无用的 。 唯一的办法 , 是将航天器的半径放大到几千米 , 这样每分钟的转速可以放得很慢 , 人体能够适应 , 同时也能模拟出地球的重力环境 。 可如此巨大的航天 , 目前人类还无法制造 。
星舰穿越里的飞行器
看到这里 , 可能有人会说 , 我国前不久不是宣布要建造千米尺寸的超大型航天器吗?看来技术突破有望 。 其实 , 前段时间媒体提到的千米级超大型航天器 , 其实是类似太空发电站这一类轻质航天器 , 它的面积很大 , 但主要部分是太阳能发电薄膜 , 骨架则是轻质铝合金和复合材料 , 与空间站、飞船并非一类东西 , 更类似于太阳帆 。
千米级超大航天器更可能是个太空发电站
当然 , 还有一种办法也可以在太空中制造出人工重力 , 即让飞船一直以1个G的加速度一直加速飞行 , 这样人体也能感觉到跟地球上差不多的重力环境 。 可问题是1个G的加速度虽然看起来不高 , 可一直加速就难上加难了 , 现在人类的化石能源火箭和连一张纸都吹不起来的电推 , 根本无能为力 。
现在的化石能源火箭根本达不到这个需求
真正要实现1个G的持续加速度 , 连所谓的热核火箭或者核电火箭都不够用 , 可能需要核脉冲火箭 , 即人工控制一个接着一个的核爆 , 将能量从发动机喷口喷出 , 每次核爆相比上次都呈现出倍数增加 , 才能一直以1G加速 。 美国“猎户座”计划中 , 就准备发展这种采用核爆脉冲推进的火箭发动机 , 探索太阳系外面的深空 。
美国猎户座计划中设想的核爆脉冲火箭
有人可能还会说采用“聚变发动机” , 或者“反物质发动机” , 这就过于科幻了 , 人类在可预见的未来都不一定发明得出来 。 因此 , 目前最靠谱的办法 , 还是让航天员自己在空间站中坚持锻炼 , 将来如果能到火星上长期驻守 , 其3.72m/s的重力加速度 , 虽然仍不及地球的9.7801m/s , 但38%的引力 , 能解决很多问题 。
太空无垠
【航天员|如何在空间站制造重力?我国航天员天宫归来,3个月失重考验很大】

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