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太空中怎么产生重力,飞船怎么产生重力

来源:整理 时间:2022-04-09 06:41:43 编辑:游戏知识 手机版

你所谓的“重力”,其实不是重力。在飞船内部的人,感受到这种离心力就相当于重力。在科幻片中,飞行在外太空的飞船怎么人工制造重力?似乎这和科幻片中设定的背景有关,也与导演的科学严谨性有关,科幻片中的人工重力制造方式不外乎三种,一种是莫名其妙就有的重力,另一种是旋转离心力来产生重力的,有一种是利用加速度产生重力的,只有这三种,我们下面一一来介绍下!相信不用介绍就知道这是经典的《星际迷航》里的剧照,而这个是与本剧的时代背景有关的,尽管星际迷航中没有交代重力产生的原理,但据介绍人类在2063年就实现了曲速引擎,无论是从理论上是操作上都对空间有了很深的理解,而重力的本质就是空间,如果能从这个源头上解决重力的来源,那么无论是什么结构,只要有这种控制空间的技术,那重力不需要离心力或者加速度等方式模拟是完全没有问题的!《火星救援》中的赫尔姆斯号,这个是离心力产生重力的典型代表!从科学逻辑上来说是比较严谨的,但根据其比例直径与旋转速度,是无法产生足够重力的,或者如果要产生足够重力的话旋转速度将要超过人类感觉舒适的2-3圈/分,因此从理论上来看仍然有所欠缺,但能做到如此逻辑已经让糊弄大妈混日子的国内电影界已经汗颜不已!!有《阿凡达》,这个旋转的就是值班乘员舱,工作时模拟的重力环境下工作是非常舒适的,而冬眠舱则处在失重状态!当然在冬眠状态下水会在意是否失重呢.....最后一种则是加速型,假如以0.2G加速度一直加速,那么重力方向就与前进相反的方向,然后加速到飞船的极速之后,将这个乘员舱反一个面再减速,然后不断持续这个过程就有加速度所产生的重力了!但这种方式极度消耗燃料,只有在没有燃料消耗焦虑感的旅程中可以如此实施.....距离我们最接近的是离心力模拟的重力,但即使如此在人类未来的空间计划中仍然没有计划实施,因为以我们人类这点微末道行实在是不足挂齿,我们的火箭无法将如此笨重的结构送上太空,或者成本远远不够,因此在未来相当的时间内,宇航员们仍然要在失重的状态下苦苦捱日子....!!。

在太空中怎么产生人工重力?

在太空中怎么产生人工重力

不知道题主有没有看过《星际穿越》这部电影,影片中宇航员乘坐的是一架环形的而且会旋转的空间站,名叫“永恒号”。“永恒号”环形母舰由12个隔舱组成的,每分钟旋转5圈,这样在隔舱中可以模拟1个g的重力。我们知道,做匀速圆周运动的物体,本身会因为离心作用而有着被甩出去的趋势,为了使物体能保持圆周运动,因此物体必须要受到向心力的约束以保证它不脱离圆周运动的轨道。

而环形空间站隔舱中的人和物体,他们做圆周运动的向心力则由空间站隔舱中的地板来提供,就好比在地球上地面对我们的支持力一样,这就是在太空模拟出重力的原理。假设地球表面加速度为g,环形空间站隔舱旋转半径为R,旋转角速度为ω,根据向心加速度的计算公式,为了能使环形隔舱中模拟出地表的重力加速度,那么空间站旋转角速度应该根据下式来设定。

但事实上,像《星际穿越》中使用环形旋转空间站在太空中模拟重力还只是停留在概念阶段,并没有真正应用。主要是因为环形空间站结构过于复杂,造价极其高昂,而且为了模拟出比较逼真的重力环境,环形半径R必须做到很大。其次,目前国际空间站的主要任务之一就是在太空失重环境中进行科学实验,也不需要通过旋转来模拟重力。。

用什么方法可以在宇宙飞船上产生重力?

用什么方法可以在宇宙飞船上产生重力

人造重力的意义极其重大。人类不可能永远待在地球上,宇宙旅行势必是长期的。依靠虫洞进行宇宙旅行在目前看来并没有可行性,如果人类未来1000年移居外太空就亟待解决人造重力问题。除了,暗物质,负能量这些遥遥无期的技术。目前为止,理论上只有三种办法可以人为制造重力。最可行就是依靠离心力模拟重力其实离心力在高中并未涉及过多,因为它和惯性力一样,只是个虚拟力。

其目的就是在“平衡”参考系内的物体受力问题。离心力对应的力是向心力。大家可以想象一个场景。现在有一个巨大的圆盘,直径10米,你可以坐在圆盘上。如果此时圆盘以低速转动,那么你除了一开始能感受到身体倾斜,等匀速转动后,你就可以静止坐在圆盘上了。如果在圆盘外面的人观察你,他会说,你受到了圆盘给你的摩擦力,这个力指向圆盘中心点,正是它拽着你旋转,这个力就是向心力。

可是换个参考系,坐在圆盘上的你感受不到自己受力了。因为你以圆盘为参照物会发现自己是静止的。如果外面的人大声告诉你:你受到了圆盘的向心力,而你自己却认为自己静止。那么你的脑海中就会设想:自己受到了与圆盘向心力相反的力并与其抵消了,其实这就是你为了解释自己静止不动而虚拟的假想力。同样地,我们可以让飞船旋转,制造离心力。

在飞船内部的人,感受到这种离心力就相当于重力。我们可以调节旋转的速度和力矩,把这种离心加速度模拟到9.8m/s²。这样宇航员就会感觉自己站在地面一样了。第二种方式就是应用等效原理的加速度制造重力广义相对论中的等效原理告诉我们:当飞船以9.8m/s²的加速度飞行时,其里面的人就会和站在地面上同样的感觉。

但是这种方式并不持久,因为一直维持飞船的加速需要巨大能量,考虑到狭义相对论的质速关系。一直加速会导致其飞船质量越来越大,维持其加速用到的能量就成指数爆炸式增长,越接近光速其需要的能量越呈指数增长。别说可控核聚变,就是用上全宇宙的物质作为可控核聚变的燃料都不能冲破光速。所以这种方式几乎没有可行性。第三种方式很笨,就是制造大质量高密度飞船人可以制造一个大质量高密度飞船,把驾驶舱设在飞船顶部。

我们知道星球表面的的重力加速度g=G*M/(r^2)。由此我们可以得知,星球表面的重力加速度与其质量成正比,与半径的平方成反比。这种方式其实理论上并不可行,即便飞船的质量算成1万吨。要模拟出地球的重力加速度,其飞船半径就得r=(6.754×10^(−11)×10,000,000/9.8)½≈0.02625m的半径。

太空中圆圈型飞船自转,会给人产生重力吗?

太空中圆圈型飞船自转,会给人产生重力吗

你所谓的“重力”,其实不是重力。是向心力。由于你随着圆形飞船做圆周运动,必然需要一个力来提供向心力。恰好,圆形飞船对你的支持力就提供了向心力。根据牛三定律,也就是作用力和反作用力定律。既然圆形飞船对你有支持力,你对飞船就有压力。如果此时恰好站在称上,会有读数。但可能是也可能不是你在地球的数,因为加速度不同。

在科幻片中,飞行在外太空的飞船怎么人工制造重力?

在科幻片中,飞行在外太空的飞船怎么人工制造重力?似乎这和科幻片中设定的背景有关,也与导演的科学严谨性有关,科幻片中的人工重力制造方式不外乎三种,一种是莫名其妙就有的重力,另一种是旋转离心力来产生重力的,还有一种是利用加速度产生重力的,只有这三种,我们下面一一来介绍下!相信不用介绍就知道这是经典的《星际迷航》里的剧照,而这个是与本剧的时代背景有关的,尽管星际迷航中没有交代重力产生的原理,但据介绍人类在2063年就实现了曲速引擎,无论是从理论上还是操作上都对空间有了很深的理解,而重力的本质就是空间,如果能从这个源头上解决重力的来源,那么无论是什么结构,只要有这种控制空间的技术,那重力不需要离心力或者加速度等方式模拟是完全没有问题的!《火星救援》中的赫尔姆斯号,这个是离心力产生重力的典型代表!从科学逻辑上来说是比较严谨的,但根据其比例直径与旋转速度,是无法产生足够重力的,或者如果要产生足够重力的话旋转速度将要超过人类感觉舒适的2-3圈/分,因此从理论上来看仍然有所欠缺,但能做到如此逻辑已经让糊弄大妈混日子的国内电影界已经汗颜不已!!还有《阿凡达》,这个旋转的就是值班乘员舱,工作时模拟的重力环境下工作还是非常舒适的,而冬眠舱则处在失重状态!当然在冬眠状态下水还会在意是否失重呢.....最后一种则是加速型,假如以0.2G加速度一直加速,那么重力方向就与前进相反的方向,然后加速到飞船的极速之后,将这个乘员舱反一个面再减速,然后不断持续这个过程就有加速度所产生的重力了!但这种方式极度消耗燃料,只有在没有燃料消耗焦虑感的旅程中可以如此实施.....距离我们最接近的是离心力模拟的重力,但即使如此在人类未来的空间计划中仍然没有计划实施,因为以我们人类这点微末道行实在是不足挂齿,我们的火箭无法将如此笨重的结构送上太空,或者成本远远不够,因此在未来相当的时间内,宇航员们仍然还要在失重的状态下苦苦捱日子....!!。

在太空飞船中产生重力,除了使飞船旋转,还有什么办法吗?

就目前的的理论来说,只能通过旋转产生离心力来模拟重力,这是唯一一种最有可能实现的方法。许多科幻电影中的宇宙飞船,也是通过此种手段来模拟重力。至于其它科幻电影中不用旋转就产生重力的方式,都是凭空想象的,完全没有理论基础。另外,其它手段例如加速产生重力,也不现实,因为宇宙飞船不可能一直处于加速状态。通过给宇航员绑上磁铁来模拟重力,也不行,因为血液没有磁力,仍然感受不到重力。

科幻片中太空飞船里的人如履平地,那么里面的重力是如何产生的呢?

在太空中怎么产生人工重力

科幻片中的人工重力大多是采用离心力和曲率发动机来实现的。星际迷航中星舰用的是通过释放能量将飞船底部的空间扭曲,扭曲程度达到一个地球质量的水平。使用曲速引擎来实现。现实中,至少在目前,人工重力暂时没有什么理论基础。现在只有一种实现方法就是旋转的离心力来替代重力。那种不靠离心力的人工重力暂时还没办法实现,因为人类对引力的认知还很有限。

基本力即自然界的4种基本力 万有引力、电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力。现在已经知道,自然界中总共4种相互作用力,除引力之外的其他3种都可用量子理论来描述。电磁、弱和强相互作用力的形成是用假设相互交换量子来解释的。但是,引力的形成完全是另一回事,爱因斯坦的广义相对论是用物质影响空间的几何性质来解释引力的。

在这一图像中,弥漫在空间中的物质使空间弯曲了,而弯曲的空间决定粒子的运动。人们也可以模仿解释电磁力的方法来解释引力,这时物质交换的量子称为引力子,但这一尝试却遇到了理论上的很多困难。上个世纪后半叶以来,不少科学家提出了各种大统一理论,希望将四种力用一种理论统一起来,但都遇到这样那样的困难,其中只有弱力和电磁力的统一(称之为电弱力)较为满意。

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