Sztuczna grawitacja

LEKSYKON FANTASTYKI

science

Odczuwanie ciężaru wiąże się z obecnością pola grawitacyjnego opisywanego w danym miejscu przez przyspieszenie grawitacyjne, które oddziałuje na niezmiennicza wartosć masy.

W przypadku powierzchni Ziemi przyspieszenie grawitacyjne wynosi średnio:

g=9,81 m/s²

Biorąc powyższy fakt za podstawę możemy rozważyć takie okłady, gdzie w sposób sztuczny wywołamy przyspieszenie o podobnej wartości, a tym samym, zgodnie z II zasadą dynamiki wywołamy w sposób sztuczny odczucie ciężaru. Stan taki nazwiemy sztucznym ciążeniem, a niekiedy sztuczna grawitacją.

Układy przyspieszające

W układach poruszających się z przyspieszeniem możemy uzyskać sztuczne ciążenie, zwane tez sztuczna grawitacją. Jeśli wartość przyspieszenia będzie równa wartości natężenia pola grawitacyjnego na danej planecie, wtedy uzyskamy dokładnie takie samo ciążenie jak w momencie przebywania na powierzchnio planety.Autor: L. Błaszkiewicz

W przyspieszającej liniowo rakiecie rolę siły ciążenia może spełniać siła bezwładności w ruchu postępowym, wówczas "góra" będzie zgodna z kierunkiem ruchu rakiety. Podczas hamowania rakiety kierunki "góra" i "dół" ulegną zmianie o 180°.

Ten typ sztucznej grawitacji można stosować w długich podróżach kosmicznych. Dla przykładu podroż na Marsa w przypadku przyspieszania 1g przez połowę drogi, a następnie hamowania z takim samym opóźnieniem (-1g) trwałaby ledwie kilka dni.

W literaturze s-f przykładem takiego układu jest "Dziesięciornica" z powieści Marka Oramusa Senni zwycięzcy.

Układy rotujące

W każdym ruchu krzywoliniowym, a w szczególnosci w ruchu po okręgu występuje składowa przyspieszenia skierowana do środka krzywizny. nazywa sie ona przyspieszeniem dośrodkowym. jesli ruchowi podlegac bedzie masa, to zgodnie z II zasada dynamiki towarzyszyć bedzie powstanie działajacej na zewnatrz siły. Mozna ja utorzsamiać z ciężkością. Autor: L. Błaszkiewicz

W stacjonarnych stacjach orbitalnych można wykorzystać siłę odśrodkową. Stacja musiałaby mieć wówczas kształt torusa wirującego wokół osi symetrii. Kierunek "góra" będzie wówczas zwrócony do osi obrotu.

Pojawiają się w tej metodzie dwa zagadnienia:

• siła odśrodkowa, która odpowiada za efekt ciążenia jest zależna od promienia i prędkości obrotowej, a więc przy wielostopniowych układach dla stałej prędkości obrotowej efekt byłby tym mniejszy, im bliżej znajdziemy się osi obrotu.

• w tego typu układach znacząca jest rola siły Coriolisa. Siła ta powstaje w układach rotujących i działa równolegle i przeciwnie do kierunku wirowania.

Eksperymenty przeprowadzone na pokładach stacji kosmicznych pokazały, że w takich rotujących układach dobrze czuja się rośliny. Z obwodu wirującego zbiornika rośliny wyrastały ku jego osi rotacji.

Koncepcja uzyskania sztucznej grawitacji bazującej na sile odśrodkowej jest znana w utworach s-f. Przykładami mogą być:

• 2001: Odyseja kosmiczna Artura Clarka
• Pierścień Larry Nivena

Inne pomysły

Istnieją inne pomysły uzyskania sztucznego ciążenia, głównie związane z litaturą s-f. Zaliczamy do nich:

• Umieszczenie ultra wielkiej masy. Technicznie to nie jest sztuczna grawitacja, a rzeczywista, lecz uzyskana w sposób sztuczny.

• Ekstremalne pola magnetyczne potrafią wywołać efekt znoszący grawitację. Eksperymentalnie uzyskano, dzięki silnym magnesom, obszary, gdzie powała siła przeciwna do g, pozwalająca na lewitację żaby lub myszy.

• Generatory grawitacji/antygrawitacji - to na razie tylko domena fantastyki, chociaż istnieją teorie fizyczne np. Teoria strun, które dają nadzieje na zapanowanie nad grawitacją.

Zobacz też:

• Grawitacja