Πραγματική τεχνητή βαρύτητα για το Starship του SpaceX

Παρά τα πολλά, πολλά προβλήματα που αντιμετωπίζουμε στον κόσμο σήμερα, είναι ακόμα μια συναρπαστική στιγμή για να ζήσουμε! Καθώς μιλάμε, οι προγραμματιστές αποστολών και οι μηχανικοί αναπτύσσουν τις ιδέες που σύντομα θα μεταφέρουν αστροναύτες σε ταξίδια πέρα ​​από το Low Earth Orbit (LEO) για πρώτη φορά σε σχεδόν πενήντα χρόνια. Εκτός από την επιστροφή στη Σελήνη, κοιτάμε επίσης πιο μακριά στον Άρη και σε άλλα μακρινά μέρη στο Ηλιακό Σύστημα.

Αυτό παρουσιάζει μια σειρά προκλήσεων, εκ των οποίων τουλάχιστον οι επιπτώσεις της παρατεταμένης έκθεσης σε ακτινοβολία και μικροβαρύτητα. Και ενώ υπάρχουν πολλές βιώσιμες επιλογές για την προστασία του πληρώματος από την ακτινοβολία, η βαρύτητα παραμένει λίγο εμπόδιο. Για να το αντιμετωπίσετε αυτό, Youtuber μικρά αστέρια έχει προτείνει μια ιδέα που ονομάζει Grars Link Starship (GLS), μια παραλλαγή του SpaceX's Αστέρι που θα είναι σε θέση να παρέχει τη δική του τεχνητή βαρύτητα.

Η ιδέα εμπνεύστηκε εν μέρει από την επιστημονική φαντασία. Ανάλογα με το πόσο ρεαλιστικό προσπαθεί να είναι ένα franchise, τα αστέρια θα δημιουργήσουν τη δική τους βαρύτητα χρησιμοποιώντας κάποια ειδική συσκευή ή μέσω περιστρεφόμενων τμημάτων. Ενώ η προηγούμενη ιδέα μοιάζει πολύ με το υπερδίσκο (δηλαδή χρησιμοποιεί φυσική που είναι είτε εντελώς φανταστική ή θεωρητική σε αυτό το σημείο), η τελευταία είναι κάτι που είναι απολύτως εφικτό.

Η ιδέα ανάγεται σε πάνω από έναν αιώνα, με το πρώτο ηχογραφημένο παράδειγμα που δόθηκε από τον Κωνσταντίνο Τσιόλκοφσκι (1857 - 1935), έναν από τους «ιδρυτές πατέρες» της πυραυλικής και αεροναυτικής. Το 1903, δημοσίευσε μια μελέτη με τίτλο «Έρευνα των Εξωτερικών Διαστημικών Πυραυλικών Συσκευών», όπου πρότεινε τη χρήση περιστροφικής δύναμης για τη δημιουργία τεχνητής βαρύτητας στο διάστημα.

Έκτοτε, έχουν προταθεί πολλές παραλλαγές αυτής της ιδέας για διαστημικούς σταθμούς και ενδιαιτήματα, όπως ο τροχός von Braun, ο κύλινδρος O'Neill και ο Stanford Torus. Ορισμένες έννοιες εξετάζονται ακόμη και για ανάπτυξη, όπως ο διαστημικός σταθμός Nautilus-X της NASA (ο οποίος θα χρησιμοποιούσε περιστρεφόμενο δακτύλιο για την παροχή τεχνητής βαρύτητας) ή την πρόταση του Gateway Foundation για έναν εμπορικό διαστημικό σταθμό.

Αφού διεξήγαγε κάποια έρευνα για την κεντρομόλη δύναμη, μικρά αστέρια έφτασε στην ιδέα για το GLS. Όπως εξηγεί στο βίντεό του (φαίνεται παραπάνω), το GLS είναι βασικά ένα «hub πλοίο» (δηλαδή σαν το κέντρο του τροχού), όπου το κόλπο ωφέλιμου φορτίου είναι γεμάτο με δοκό που ξεδιπλώνεται και αναπτύσσεται ρομποτικά, οπότε «χρησιμεύει ως ακτίνες του τροχού ». Θα ήταν τοποθετημένο ανάμεσα σε δύο αστέρια επιβατών και θα συνδεόταν μαζί τους κατά τη διάρκεια του ταξιδιού 6+ μηνών στον Άρη.

Μόλις συνδεθούν, τα επιβατηγά πλοία περιστρέφονται γύρω για να επαναπροσανατολιστούν και πυροδοτούν τους προωθητές τους για να δώσουν ορμή στον τροχό. Μόλις δημιουργήθηκε αρκετή ταχύτητα για την προσομοίωση της φυσικής βαρύτητας της Γης (9,8 m / s²ή 1 σολ), τα επιβατηγά πλοία θα επαναπροσανατολίστηκαν ξανά για να στραφούν προς το πλοίο «hub».

Για το υπόλοιπο του ταξιδιού, αυτοί που βρίσκονται στα επιβατηγά πλοία θα βιώσουν την αίσθηση της πτώσης χάρη στην κεντρομόλο δύναμη που δημιουργείται από την περιστροφή του τροχού. Οπως και μικρά αστέρια περιγράφει το σύστημα:

«Η ιδέα Gravity Link Starship παρέχει μια βαρύτητα περιστροφής που επαναχρησιμοποιεί τους κύριους κινητήρες, χτυπά τα καύσιμα που έχουν απομείνει και αποφεύγει την πρακτική κατασκευή χώρου και διαστημικούς πεζοδρόμους. Το GLS είναι βασικά ένα πλοίο πλήμνης, όπως το κέντρο ενός τροχού. Αντί για ανθρώπους και φορτίο, ο κόλπος ωφέλιμου φορτίου του GLS είναι γεμάτος με δοκάρια που μπορούν ρομποτικά να αναδιπλωθούν και να κλειδωθούν στη θέση τους που χρησιμεύουν ως ακτίνες του τροχού. "

Επί του παρόντος, είναι γνωστά πολλά για τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της έκθεσης στη μικροβαρύτητα, χάρη σε μεγάλο βαθμό στην έρευνα που διεξήγαγαν αστροναύτες στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Αυτές περιλαμβάνουν απώλεια μυών, απώλεια οστικής πυκνότητας, μειωμένη λειτουργία οργάνων, όραση, αλλαγές στην καρδιαγγειακή δύναμη και ακόμη και γενετικές αλλαγές.

Αυτά είναι πράγματα που σίγουρα μπορεί να βεβαιώσει ο αστροναύτης Scott Kelly! Αφού πέρασε ένα χρόνο στο διάστημα ως μέρος της μελέτης για τα δίδυμα της NASA, βρήκε ότι η αναπροσαρμογή της ζωής στη Γη είναι ενοχλητική (όπως περιγράφεται λεπτομερώς στο βιβλίο του Αντοχή). Προκειμένου να αποφευχθούν τέτοιες επιπτώσεις στην υγεία προτού τα πληρώματα φτάσουν ακόμη και σε προορισμούς βαθιού διαστήματος όπως η Σελήνη ή ο Άρης (όπου οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις των χαμηλώνσολ δεν είναι ακόμη γνωστές), θα χρειαστούν στρατηγικές μετριασμού.

Εκτός από τη λεπτομερή περιγραφή του συστήματος, μικρά αστέρια πραγματοποίησε επίσης τους απαραίτητους υπολογισμούς για να προσδιορίσει τη δομή του ζευκτόντος και την απαραίτητη ταχύτητα για την προσομοίωση της φυσιολογικής βαρύτητας της Γης. Χρησιμοποιώντας το SpinCalculator, καθόρισε ότι μια ταχύτητα περιστροφής 31 m / s θα λειτουργούσε για ένα σύστημα που είχε ακρίβεια περίπου 100 μέτρα (97,99 m) ή ~ 321,5 ft) σε ακτίνα, παρέχοντας την αίσθηση του 1 σολ και κάνοντας περίπου 3 περιστροφές ανά λεπτό.

Επί του παρόντος, μικρά αστέρια στη δεύτερη επανάληψη αυτής της πρότασης, η οποία περιελάμβανε ενημερωμένους υπολογισμούς για την περιστροφή, ένα νέο σχήμα ζευκτόντος, και την εισαγωγή καλωδίων για την ενίσχυση της αντοχής εφελκυσμού του ζευκτόν. Σκοπεύει να απελευθερώσει ένα τρίτο έκδοση στο εγγύς μέλλον που θα περιλαμβάνει υπολογισμούς σχετικά με τα φορτία και ένα κινούμενο σχέδιο για την ανάπτυξη και τη λειτουργία του ζευκτόν.

Όσοι ενδιαφέρονται ενθαρρύνονται να εγγραφούν στο κανάλι του στο Youtube για ενημερώσεις. Εν τω μεταξύ, απομένει να δούμε αν το SpaceX θα ενδιαφέρεται για αυτήν την ιδέα. Ποιός ξέρει? Ίσως ο Musk και οι άνθρωποι του να έχουν τις δικές τους ιδέες στα έργα και θα μπορέσουμε να κάνουμε λίγο σύγκριση και αντίθεση σύντομα!