模拟重力环境 ， 有几种可能？
重力环境非常特殊 ， 在地球上上司空见惯的现象 ， 在空间站却没有 ， 这里的绕地产生的离心力和重力相等 ， 所以处在失重或者称微重力状态 ， 一般来说在失重状态下模拟重力有几种方式：
1、1个G的加速度不断加速或者以1个G的加速度不断减速
2、用离心力来模拟重力环境；
3、制造重力场的方式来重建重力环境；
第一个在火箭发射时或者在航天器返回地球都会遭遇过载 ， 前者是加速度产生 ， 后者减速过快产生 ， 但问题是一个需要不断加速 ， 另一个需要不断减速 ， 前者大约一年多点就会接近光速！
所以似乎可以这样玩 ， 不断加速 ， 然后快到光速了再掉头不断减速 ， 然后反复！估计为了模拟重力 ， 不知道要消耗多少燃料 ， 再有钱也不能这样烧 ， 所以是行不通的 。
在科幻片中经常可以看到人直接站在飞船上 ， 从理论上来看在飞船上制造一个重力场确实可以 ， 但重力环境就现在而言 ， 需要一个将达的质量体来实现 ， 比如地球那么大才能提供1个G的重力环境 ， 带着地球走？还要飞船干什么？除此以外 ， 似乎很难想象还有其他技术可以实现 。
最后就只剩下了“离心力”模拟这种方式
大家都知道“离心力”这种方式 ， 比如在杂技场上摩托车能在巨大的垂直环形内壁内行驶 ， 利用的就是“离心力” ， 因此只要制造一个类似国际空间站的模拟重力舱即可实现 ， 而且结构简单 ， 要多大重力 ， 只需要调整转速即可！
但是问题来了 ， 人站在离心结构模拟上 ， 一般的理解就是头部指向旋转中心 ， 脚下则与接触点切线方向垂直 ， 此时你会发现一个问题 ， 头部所收到的离心力和脚底部位是不一样的 。 所以这个时候前庭器官感受到的位置状态和脚下的状态存在差异 ， 会非常不舒服 。
另一个则是由于模拟重力环境的尺寸不够大 ， 所以要足够的离心力来模拟重力环境的话 ， 需要比较高的转速 ， 此时会因为前庭器官的同时还明显感觉到了位移以及空间位置的变化 ， 很快就会眩晕 ， 这种环境下待久了估计人得发疯！
用离心力来模拟舒适的重力环境 ， 需要多大的结构？
因此一定要有足够大的环境来模拟重力环境 ， 那么究竟要多大的结构呢？这是可以计算出来的 ， 比如人的前庭器官对旋转感觉比较明显 ， 一定要比较慢一点 ， 每分钟超过三转就会感觉不舒服 ， 因此要将转速控制在1.5~2圈/分 。 另一个则是重力环境 ， 我们不需要模拟1:1的重力 ， 只需0.5G即可 ， 那么只需如下计算：
0.5G的环境即为：4.9M/S^2
w要求为2转/分 ， 换算成弧度约0.2094395弧度/秒
那么可以得出所需要的半径为R=111.7M
各位可是要看仔细了 ， 这是半径！比国际空间站的宽度还要大（国际空间站长度是太阳翼尺寸 ， 宽度是舱室尺寸） ， 所以想要在太空实现重力环境 ， 得造一个直径大约220多米的空间站 。
究竟用什么结构比较好？
圆环形显然是最合适的 ， 中心对称看起来也美观 ， 比如在《火星救援》中的“赫尔姆斯号”飞船 ， 中间就有一个环形的生活舱 ， 它能在从地球到火星的途中提供一个重力环境 。
《星际穿越》中的“永恒号”则是多个舱室连接起来的环形 ， 毕竟在太空中无所谓气动外形 ， 只要能达到足够的向心加速度 ， 那么只需在旋转时配平即可 。
还有个典型的结构则是《阿凡达》中的长杆状 ， 它的中心位于“创业之星号”的轴心上 ， 以每分钟2-3圈的速度绕着运行 ， 如此速度下横杆的长度可以降低一些 ， 但会牺牲舒适度或者降低重力加速度 。
《太空旅客》中的“阿瓦隆号”则是整体螺旋状 ， 飞船飞行的时候滚转模拟产生重力 。
四种结构都比较不错 ， 但前两种的结构 ， 直径为220米的圆环 ， 周长达到了691米 ， 显然是一个超级工程 ， 而最后一种“阿瓦隆”飞船 ， 显然不是人类现在的技术所能制造 ， 因此在当前状态下最容易实现的是长杆型的模拟重力舱 。
长杆状就是模拟重力舱比如降低要求 ， 只需要0.2G的环境 ， 转速在2圈左右的情况下 ， 其长杆回转半径可以减小到44.68米 ， 也就是长杆的长度为89米左右 ， 基本上现在的国际空间站转起来即可满足要求！
当然空间站不是没法转 ， 它只是并非按旋转产生重力的结构设计 ， 如果要产生重力环境的话必须要专门为重力环境设计沿着长杆设计梯度模拟重力环境的舱室 ， 越靠近中间重力越微弱 ， 越靠近两端重力约大 ， 在长杆的顶端达到最大“重力环境”为0.2G 。
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