為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?漸漸丶釋懷2017-03-22 12:52:01

主要的要這個東西要做得足夠大 才能讓人感覺不到旋轉!但是就目前來說 沒有那個國家能承受如此龐大的資金負擔!

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?李二狗野蠻成性2016-12-14 17:51:03

旋轉重力空間站只能是個美好的願望,要實現起來卻是渺茫的。米國一家公司的勞動人民曾經有過這樣的空間站設計,蘑菇狀,環繞垂直軸線旋轉每分鐘4。22周,用來製造人工重力,據說長400米,直徑100米,建造需要耗時30年,成本3000億美刀。當時概念圖一出來,驚倒一大片吃瓜群眾。然而2015年以後再也沒有訊息

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?

地球有重力是因為地球在旋轉,所以人們想當然得以為空間站如果旋轉起來也應該有重力,這有點想當然了,實際做起來卻發現非常難以實現,3000億美刀也無人買單,最後不了了之!刨開錢的事不說,光是要整合的資源就非常龐大,用什麼動力推動空間站旋轉,怎麼發射上軌道,後期怎麼維護,住多少人……需要考慮的問題太多了

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?追心的稻草人2017-03-01 12:03:35

其實太空中的物體旋轉是常態而靜止不動的反而不多。畢竟真空環境中幾乎沒有阻力,一旦旋轉起來就很難停下,太空中的姿態控制一直都是非常難的。

但是就大多數科學實驗來講,既然放到太空去做,就是希望在一個無重力甚至微重力的環境來進行。所以對於空間站,有一個靜止的不旋轉的部分是必須的。

當一個空間站使用旋轉重力艙室的時候,就必須保證核心區域仍然要保證相對靜止,不能跟著一起轉。而且重力艙和核心區的連線在連續多年旋轉的情況下還要保持密封,並且提供訊號電力等傳輸的穩定連線,都有很多技術難題需要克服。

很多設計在理論上都非常簡單,操作起來都困難重重。就比如hyperloop的設想,很多年前就有了。不過就是把一個磁懸浮列車放在真空管道里跑,在沒有風阻的情況下甚至可以超音速,小學生理解起來都沒問題。實際做起來就不一樣了,研發了好幾年,到現在還連一條實驗軌道都沒有搭起來。

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?靠良心掙錢2017-03-21 10:37:07

理論上應該不行,我是這樣分析的,因為在宇宙空間中拿一個人來說本身是不受任何力的,那麼你就不能用類似指向中心的向心力的模型來分析,也就是說這個人如果真的在這個機構上他本身沒有跟隨這個旋轉體做圓周運動的趨勢(我們假設這個旋轉體是一個桶形的,人在它的內壁),真實的情況應該是這樣的,假如這個人站在桶壁上,並且有足夠的摩擦力同時這個桶的直徑合理,那麼對人來說這更接近傳送帶,桶的轉動給人一個速度,但這個速度應該是沿著切線方向的,人從零開始加速一直試圖追上這個速度但是有一個原因他永遠追不上,那就是桶本身的弧度強迫這個人改變了加速度的方向,使這個人有一個指向系統中心的分力,同時這個力的反作用裡也是整個旋轉系統的阻力,不考慮其他系統的能量就消耗在這個力上,這個力從外邊看就是要讓這個系統減速停止,再說人的感覺,他應該始終有一個要向前傾倒的趨勢,因為他的前進速度方向被迫改變了,同時因為圓弧部分對他有一個指向圓心的加速度,他的腳能感覺到地板的壓力,但是因為他自身的重力無法體現所以他會被摔到空中,又因為在空中他仍有延切線的加速度,所以腳又會落在前一段有弧度的地板上,這個過程不斷重複,動態平衡,可能從系統外邊看人是站在裡邊,可實際上人的感覺是總想向前摔到,所以至少對人來說不能模擬重力環境

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?心有星海2017-03-22 07:13:59

一,旋轉重力所需太空戰直徑太大,如果直徑小所需轉速太高,這都不是目前航天站能解決的

二,太耗能,人類目前的太空站負擔不起

三,人類目前建太空站很多時候就是為了利用上面的失重環境搞研究,自然不需要

也許等以後人們開始在太空生活了會建立那樣的太空站吧

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?憔悴人生夢舊情2017-03-22 05:52:26

看到頭條上的這個提問不禁使我想起了不久前熱映的那部科幻片《太空旅客》,其中的移民飛船似乎就是靠旋轉產生的離心力來模擬重力的,可是看看又覺得不太對。經典一幕是大表姐在泳池游泳,突然飛船發生了故障停止了旋轉失去了重力(離心力),她被困在一個漂浮在空中的大水球裡差點溺斃(這時可以明顯看出窗外的星空是不再旋轉的了),然後系統恢復飛船又開始旋轉產生了重力(離心力),水球落下大表姐因此脫困。但令人疑惑的是包裹著大表姐並且懸浮在空中的水球此時是垂直下落回泳池的,在突然啟動的旋轉臂上這個水球不應該有個側向的運動以後才落回泳池嗎?也就是先撞向一側艙壁再下落嗎?就好比人坐在靜止不動的車上,車突然加速,會由於慣性把人按向座椅上一樣。另外由於飛船剛開始旋轉正處於加速時段,也不會立刻產生大的離心力,那個水球應該是緩慢落下才對,怎麼會瞬間就落回泳池呢?

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?半個醫生的公務員2017-03-22 08:06:18

旋轉體中的人保持站立,會受到科氏力的作用。

旋轉體系中質點的直線運動科里奧利力是以牛頓力學為基礎的。1835年,法國氣象學家科里奧利提出,為了描述旋轉體系的運動,需要在運動方程中引入一個假想的力,這就是科里奧利力。引入科里奧利力之後,人們可以像處理慣性系中的運動方程一樣簡單地處理旋轉體系中的運動方程,大大簡化了旋系的處理方式。由於人類生活的地球本身就是一個巨大的旋轉體系,因而科里奧利力很快在流體運動領域取得了成功的應用。

根據科氏力公式:

F= -2mω×v‘

ω為腳相對於空間站轉軸的角速度,v’為頭部相對於腳部的線速度。

根據向心力模擬重力的原理。

容易得出結論ω^2*r=g

(2*pi/ω)*v‘=2*pi*h

h為人的身高。

顯而易見。

當r增大k倍時,g不變,ω變為原來√(1/k)倍,與此同時v’也會變為原√(1/k)倍。

換言之,科氏力的大小和空間站的半徑成反比。

現在空間站的倉段直徑普遍在4-5米,如果進行旋轉,人的頭部受到的科氏力幾乎相當於一個重力,頭部幾乎得不到模擬重力的加持。

但是空間站倉段直徑已經被火箭整流罩直徑限制死了。

40年前天空實驗室時代尚且有7米+直徑的倉段。

此後由於土星5號的退役,ISS空間站倉段再次退回到5米級別,中國空間站倉段同樣也是這個級別。

不管5米,還是7米,都和可用旋轉體直徑差遠了。

整體發射需要至少幾十米直徑的整流罩,顯然不可能。即使是組裝,難度也很大。

首先擺臂連線處就是整個旋轉體最大應力承接處,確是最脆弱的部分,怎麼連線是個問題。

其次,擺臂的長度和盡頭的倉位的體積質量一樣是現代運載火箭的整流罩體積甚至運載能力應付不了的,包括土星五號。(火星救援裡面赫爾墨斯號的會議室和健身房體積就差不多了)

最後,工程量挺大,錢錢錢也是很重要的。

不過,人造重力還是有一種廉價的實現方式的,就是在艙室一頭栓個繩,另外一頭掛個重物,末級運載火箭恰好可以利用一下。

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?非凡老草2016-12-25 14:03:07

因為人根本就受不了重力旋轉倉這玩意。

這只是想像中理論,旋轉力小於重力時,設計這個是無效的,例地球,月亮,火星。

在無重力情況下,靠旋轉力獲得離心力,讓人有重力感,這隻能是設想,人類要掏空地球才能實現。

更現實的是電磁吸引。只所有沒有,是沒必要。

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?DJec2017-03-22 00:47:12

好像是密封和潤滑的問題。旋轉重力艙室與轉軸連結的部分,在現有工程和材料技術上沒法解決氣密性和減小摩擦帶來的慣性形象的矛盾。

如果是全轉式也就是沒有不旋轉部分的空間站。除開7✖️24不間斷的玩旋轉木馬給宇航員帶來的心理問題。也不說每次接駁太空站都要來一次星際穿越裡緊急救場場景的操作(完成這種動作對宇航員的要求是極高的,哪怕有電腦輔助成功率也夠嗆)。單說現有空間站為了節約人員往來的成本和安全,一般都執行在極低的近地軌道上,沒隔一段時間要對地球的微重力影響做補償。這種補償動作,在相對靜止的狀態下就已經夠麻煩的了。更何況是全轉式的太空站。

實現全轉式的空間站的前提,我個人覺得是近地軌道投射成本大幅下降,使空間站的直徑能夠做的更大且執行在更高的軌道上。更大的直徑讓空間站能以較小的自傳速率運作,更高的軌道使補償動作的需求變小。這是我個人覺得可行的離心力模擬引力構造空間站的發展方向。

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?坦然坦蕩坦誠坦率坦直2017-03-22 13:01:17

理論技術上完全可行。好些回答認為沒有這麼大的火箭來發射這麼龐大的飛船,其實發射時可以採用分模組方式,類似於航空母艦的建造,將模組發射到太空後再組裝。船體採用圓柱體,圓柱體內部為同心園多層結構艙室,充分利用空間。動植物養植艙室處在最外層,人類生活工作區處在內層艙室。

有人認為人的跳躍會使人不能再落回艙底,實際上艙體作圓周運動時線速度已經達到時速上百公里,目前還沒有這樣的牛人。既是跳躍有多麼厲害,只能撞天花板。

旋轉平衡可以用液體管箱自動配重來平衡。旋轉動力採用多個艙體反向電機驅動。

目前真正的瓶頸是:能源。將成千上萬噸飛船物資送上太空,會耗盡地球上現有模式的能源,子孫咋辦?!

隨著將來可控核聚變能源的發明,可以想象將來飛船、火箭的量產,火箭發射會跟公交車地鐵一樣頻繁,價格低廉,星際旅行不再是國家級的專利,星際驢友成為可能。

可控核聚變如果發明出來,飛船將不再需要太陽舤板,能量儲備充足,等離子發動機驅動飛船,艙內燈光工廠化種植糧食、養殖動物,學校、醫院、工廠、商店一應俱全。

哈哈,在寫科幻小說了。

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?海底核電站2017-03-02 00:58:51

要旋轉製造“重力”,基本上只有載人航天需要,技術上,原理上都是沒問題的,問題是有沒有必要,費效比當前不合適。

當前的載人航天活動,主要是實驗、驗證為主,能上天的基本都是非常少數的職業航天員,為在失重環境生活工作進行了大量訓練,目的就是能在失重環境下生活工作短時間,沒訓練過的人是沒有上天機會的,所以,航天器沒必要花大價錢搞人造重力旋轉艙。

另一方面,當前航天發射非常非常昂貴,需要的實驗環境是微重力環境,要重力環境沒必要跑天上去,為了少量人員的生活習慣搞一個很大的旋轉艙是很不划算的。

當然,以後航天發射成本降下來,太空旅遊發展起來後,進去太空的旅客多了,這時就需要旋轉模擬重力艙了,這是一個發展過程,目前不急。

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?醉風19682017-03-02 03:08:20

第一,想要讓旋轉動力艙室運轉起來,得到如地面一樣的動力、還要符合工作需要的相對靜止狀態,那麼這東西需要非常的大、軌道要非常高,如果是地面成型的話,目前的運載能力肯定遠遠達不到;第二,就是目標和成本的問題,目前的空間實驗目標並不是大規模的天空移民,主要還是進行天空微重力環境實驗,搞個重力艙室顯然是在浪費錢……其實,說到成本,科幻電影弄出這麼個概念,出來裝逼外,最重要的一點恰恰就是為了省錢——有了重力,演員不用任何道具和裝備就可以表演、演員不會總是飄來飄去觀眾看著也舒服……

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?小臉阿2017-03-21 08:57:45

在利用圓周運動離心力來模擬重力的空間站中裡面的人會不會眩暈決取於轉速大小當轉速低於某個臨界速度時人就不會覺得眩暈而這是個臨界轉速到底是多少還有待研究

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?Wei-Yl2017-03-22 12:16:24

因為如果真的達到模擬重力的離心力,只有兩種辦法,增加旋轉速度增大線速度,或者增大半徑增大線速度,第一種會產生暈眩,第二種體積過大,所以,空間站目前無法使用旋轉的方式用離心力模擬重力,能夠做出足夠尺寸的空間站時,說不定人類就有別的方式模擬重力也說不準。

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?vfhnbf2017-03-22 06:37:26

來到那麼多人從理論上的回答,其實主要是航天科技剛起步,技術要求還達不到,想像看像現在國際空間站那樣的要讓他轉起來的多費多少燃料,姿態控制的有多複雜,當然現在國際空間站也旋轉不起來,因為沒有對稱軸,剛剛起步,把東西放那讓它相對靜止的漂著,比讓它翻滾著安全的多,當然最好的解決辦法是讓個別實驗艙小規模的轉動還是有可能實現的,

為什麼截至目前為止各大空間站都沒有裝上各種科幻作品中十分常見的旋轉重力艙室?公爵老狼2017-05-12 16:13:15

一堆民科在搶答,各種向心力離心力不忍目睹~~其實很簡單,就是有無必要和浪費燃料的問題。原理上,旋轉產生重力來自於慣性受到阻攔,有類似重力的感應,和地面阻止自由落體運動產生的重力感應是一樣的(自由落體狀態下是感應不到重力的,空間站本身就是自由落體)。只是這樣一來姿態控制也存在諸多難點。