Станции с изкуствена гравитация

[SAlexandrov]

Български стартъп с амбиции за създаването на станция с изкуствена гравитация!

Въртящи се космически станции според представите на Вернер фон Браун

29 май 2017 г. 16:55 ч.

Светослав Александров. Една от големите и все още неосъществени мечти в космонавтиката е създаването на космически станции с изкуствена гравитация. Действително повечето от съвременните научно-фантастични филми ни представят станции, които са коренно различни от познатите в реалността метални кутии и в реещите се в тях астронавти. Станциите от научната фантастика са най-вече големи, въртящи се структури.

Ще има ли скоро такива и в реалния свят? Българският стартъп Space Sling си е поставил за цел точно това - създаването на станция с изкуствена гравитация.

В основата на стартъпа са трима младежи - Павел, който е български предприемач и любител на космоса от малък, Тихомир - астроном и дипломант на Международния космически университет, и Мартин - студент от ТУ, катедра Авиационна техника, на когото скоро му предстои дипломиране.

Стартъпът има сериозни намерения, съдейки от факта, че партньорите му са Horizon 2020, Founder Institute и NASA Space Apps Challenge.

За да следите актуални новини от инициативата, можете да последвате Туитър акаунта ( https://twitter.com/SpaceSling ), да харесате Фейсбук страницата ( https://www.facebook.com/spacesling/ ) или да посетите официалния уебсайт : https://www.spacesling.com/

---

http://www.space-bg.org/

http://www.cosmos.1.bg/

 

http://www.cosmos.1.bg/portal/2014-10-24-20-54-26/1790-2017-bulgarian-startup-station-gravity

[Thorn]

Преди 37 минути, SAlexandrov said:

Стартъпът има сериозни намерения

[Joro-01]

Дали са го осмислили? Имам известни съмнения.

[Малоум 2]

On 29.05.2017 г. at 19:32, Joro-01 said:

Дали са го осмислили? Имам известни съмнения.

Едва ли.

За "човеци" е сравнително лесно (от фант. романи - обобщено): Нещо като жилетка, еластично свързана с обувки, чиято  подметка е постоянен магнит. Разхождат се по "железен" под.

Магнитната сила притиска цялото тяло  и трябва цялостно усилие за движение. (и на др.места по дрехата може да има магнит- железни лентички, за трудност на движенията)

пп Ако са "мислители" на айнщайновия принцип, че няма гравитационно поле, съответно няма гравитони - работата им е спукана Ако, обаче, допуснат, че има гравитационно поле, то остава нещичко - подреждане на масовите частици (вещества) така, че излъчването на  гравитони да преобладава в желана посока. Ще се прояви сила на привличане.

...

[Б. Киров]

On 5/29/2017 at 16:58, SAlexandrov said:

Въртящи се космически станции според представите на Вернер фон Браун

Можете ли да разкажете така че да го разбере и човек с хуманитарно образование, какъвто съм, какви са били представите на Вернер фон Браун за въртящи се космически станции с изкуствена гравитация.

Все пак фон Браун е основател на работещата германска ракетна програма и стои в основата на американската програма Аполо, не бих го нарекъл фантаст или фантазьор.

[SAlexandrov]

Ох, то трябва цяла статия да пиша, ако е за това..

[Doris]

Коректният термин би трябвало да е изкуствена сила на тежестта, а не "изкуствена гравитация".

Изкуствената сила на тежестта в идеята на  фон Браун е добре познатата ни от центрофугите и панаирджийскте въртележки центробежна сила.

[Gravity]

Въпрос на терминология, но какво е некоректното на "изкуствена гравитация"?

[Малоум 2]

Преди 2 часа, Doris said:

Коректният термин би трябвало да е изкуствена сила на тежестта, а не "изкуствена гравитация".

Изкуствената сила на тежестта в идеята на  фон Браун е добре познатата ни от центрофугите и панаирджийскте въртележки центробежна сила.

Точно така.

Гравитация винаги има. Но привличащата сила от гравитация (общоизвестна като "тегло") се компенсира от фиктивната - центробежна сила при инерционно движение по крива.

пп По принцип - гравитационната сила е разграничима от силата при ускорително движение. В не хомогенно гравитационно поле. Каквото е на Земята. При раздалечени един от друг масови обекти на повърхността, силата от гравитация е насочена към центъра на Земята и векторите на силите сключват ъгъл помежду си (измерима величина). Ако "тежестта" беше от ускорително движение на Земята (все едно, че е ракета с работещ двигател по посока ускорение) силите от двата обекта биха били паралелни.

"Изкуствена гравитация" е художествен термин, според мен. (или, има и друг такъв, но се употребява от журналисти, например: "нулева гравитация" - също)

...

Редактирано Май 31, 2017 от Малоум 2

[Joro-01]

Преди 10 часа, Малоум 2 said:

Едва ли.

За "човеци" е сравнително лесно (от фант. романи - обобщено): Нещо като жилетка, еластично свързана с обувки, чиято  подметка е постоянен магнит. Разхождат се по "железен" под.

Магнитната сила притиска цялото тяло  и трябва цялостно усилие за движение. (и на др.места по дрехата може да има магнит- железни лентички, за трудност на движенията)

пп Ако са "мислители" на айнщайновия принцип, че няма гравитационно поле, съответно няма гравитони - работата им е спукана Ако, обаче, допуснат, че има гравитационно поле, то остава нещичко - подреждане на масовите частици (вещества) така, че излъчването на  гравитони да преобладава в желана посока. Ще се прояви сила на привличане.

...

Е, като на снимката им има центрофуга, едва ли мислят за магнитни обувки и еластични гащеризони

 

Преди 3 часа, Малоум 2 said:

Точно така.

Гравитация винаги има. Но привличащата сила от гравитация (общоизвестна като "тегло") се компенсира от фиктивната - центробежна сила при инерционно движение по крива.

пп По принцип - гравитационната сила е разграничима от силата при ускорително движение. В не хомогенно гравитационно поле. Каквото е на Земята. При раздалечени един от друг масови обекти на повърхността, силата от гравитация е насочена към центъра на Земята и векторите на силите сключват ъгъл помежду си (измерима величина). Ако "тежестта" беше от ускорително движение на Земята (все едно, че е ракета с работещ двигател по посока ускорение) силите от двата обекта биха били паралелни.

 

...

Ти още малко ще кажеш, че в Америка са с краката нагоре и че в полунощ ко не лежа съм с краката към слънцето. Колко съм ставал да проверявам и не съм видял такова нещо

Редактирано Май 31, 2017 от Joro-01

[Малоум 2]

Преди 12 часа, Joro-01 said:

Е, като на снимката им има центрофуга, едва ли мислят за магнитни обувки и еластични гащеризони

 

Ти още малко ще кажеш, че в Америка са с краката нагоре и че в полунощ ко не лежа съм с краката към слънцето. Колко съм ставал да проверявам и не съм видял такова нещо

Въртенето на центрофугата не се управлява лесно - енергоемко е! включването-изключването на "тежест"

Вж, летящото килимче (подреденост на вещества) - "тежестта" е по-добре управляема, стига да го открием ... как става.. (а и на Земята може да се ползва ... успешно!)

 

пп Само при "плоската Земя" краката могат да сочат ... накъдето си искаме (макар и да е доказано, че силата от гравитация ще е насочена пак към "масовия център"!?). При кръгла - сочат все към центъра (или паралелно на повърхността при спане - хубаво е посоката на тялото да е "север-юг"- главата на север, казват... и не е съвсем окултизъм

[Doris]

Преди 19 часа, Gravity said:

Въпрос на терминология, но какво е некоректното на "изкуствена гравитация"?

В това, че безтегловността в космическите станции се получава не от липса на гравитация. Както написа Малоум , при космическите станции на орбита около Земята, където наблюдаваме проблема, гравитация има  изобилие.

[Gravity]

Преди 5 часа, Doris said:

В това, че безтегловността в космическите станции се получава не от липса на гравитация. Както написа Малоум , при космическите станции на орбита около Земята, където наблюдаваме проблема, гравитация има  изобилие.

Това не е въпросът ми. Ти казваш, че може да има липса на тегло при наличието на гравитация. Аз питам, при липсата на гравитация, ако се ускоряваме ще усещаме тегло. Тогава какво е некоректно ако използваме "изкустена гравитация"? Именно защото няма гравитация казваме изкуствена.

 

[Б. Киров]

On 5/31/2017 at 13:16, SAlexandrov said:

Ох, то трябва цяла статия да пиша, ако е за това..

Е, аз Ви попитах не заради мен, чел съм доста по темата.

Понеже Вие откривате тази тема и то с анонс с препратка към фон Браун, беше редно, поне според мен, да обясните на четящата публика за какво става дума. Но темата си е Ваша, ваше право да си я водите както намерите за добре.

[Doris]

Преди 22 часа, Gravity said:

Това не е въпросът ми. Ти казваш, че може да има липса на тегло при наличието на гравитация. Аз питам, при липсата на гравитация, ако се ускоряваме ще усещаме тегло. Тогава какво е некоректно ако използваме "изкустена гравитация"? Именно защото няма гравитация казваме изкуствена.

 

Според мен в случая пак няма изкуствена гравитация, има изкуствено тегло - натиск върху опората, който е механична сила.

Ето аналогии за изясняване:

Има естествено електричество - например мълниите в атмосферата, има и изкуствено електричество - например източник на едн и разряд между електроди. И в двата случая обаче силите и естеството на явленията са едни и същи.

Има естествени магнити, има и изкуствени електромагнити. И двата създават един и същ вид сила - магнитна.

 

[Gravity]

По същата логика не е и изкуствено тегло (https://bg.wikipedia.org/wiki/Тегло).

 

Относно аналогиите, точно това е разликата между гравитацията и останалите сили, тя не е истинска сила и е точно като ускорението.

 

[Малоум 2]

Преди 1 час, Doris said:

Според мен в случая пак няма изкуствена гравитация, има изкуствено тегло - натиск върху опората, който е механична сила.

Ето аналогии за изясняване:

Има естествено електричество - например мълниите в атмосферата, има и изкуствено електричество - например източник на едн и разряд между електроди. И в двата случая обаче силите и естеството на явленията са едни и същи.

Има естествени магнити, има и изкуствени електромагнити. И двата създават един и същ вид сила - магнитна.

 

Точно, механична сила си е от ускоряване.

При "липса на гравитация" не се усеща  привличаща "сила от тегло", (или от "тежка" маса), защото силата се компенсира от инерционна сила (широко известна като "центробежна" или от "инертна маса") заради ускорително движение. Ако "накривим" корпус на ракетата спрямо движението, то частиците въздух няма да се откланят - но при грави-отклонаване - всички частици +корпуса, ще се отклонят. Самият акт на "пренос" на действието от гравитация и ускоряване са коренно-същностно различни - при гравитацията преносът на импулс е за всички масови частици Едновременно случващ се, а при механично ускоряване -  импулсът  на пренос на действието се пренася На Тласъци-релаксация (вътрешна сила, "трептяща" по посока на силата напрегнатост + насложена привличаща грави-сила м/у самите частици). Физически са различни процеси.

Да, но - вече споменах, а го има  в Ю-Тюб, клиповете на проф. Чирцов - на практика - силата от ускоряване може да се разграничава от силата на гравитацията в нехомогенно гравитационно поле (а не както се опитват да наложат ОТО, щото имали били матмодели?! Известно е, като парадокс - немски инженери са имали матмодел, че майският бръмбар "не може да лети"- щото е много  тежък, ама бръмбарът не знаел за техните изчисления и си летял, без да му пука за ... "наука".)

https://youtu.be/pgYx4rhHv-Y?t=5333

Освен това, има: тежка маса, инертна маса и електромагнитна маса.

За последната е статията в оф-нюз: (От отдавна го споменавам - черните дупки не са "масов" обект, а полеви.)

http://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Moshten-lazer-prevarna-atom-v-cherna-dupka_84406.html

Мощен лазер превърна атом в "черна дупка"

Учени успяха да произведат електромагнитен аналог на черна дупка, съобщи сайтът на Станфордския университет.

Научната работа е публикувана в списание Nature.

Изследователите използват най-мощния в света рентгенов лазер от Националната ускорителна лаборатория в САЩ SLAC. Неговата върхова мощност е стотици пъти по-голяма от цялата слънчева радиация, която получава Земята. Лазерният лъч се фокусира върху площ от около 100 нанометра - това е хиляди пъти по-малко от дебелината на човешки косъм. При облъчване попадат единични атоми на ксенон и йод от молекула.

Учените разглеждат три проби: отделни атоми ксенон, всеки с 54 електрона и две молекули, съдържащи един атом йод, който има 53 електрона. С помощта на мощен лазер, те започват да избиват "вътрешните" електрони от атома, създавайки нещо като "вакуум". Заради това другите електрони на атома "падат", за да запълнят на свободните места и също са избити от рентгеновия лъч.

В атома ксенон остават само най-силно свързаните електрони, но в молекулите с йод процесът се оказва непредсказуем - йодът буквално се превръща в електромагнитна версия на черна дупка. След като загуби повечето от електроните си йодният атом започва да привлича електрони от съседните атоми водород и въглерод.

Вместо да загуби 47 електрона, както се случва при изолиран атом на йод, йодът в молекулата губи 54. Общо през атома минават 62 електрона, включително тези, които той "изсмуква" от съседите си. Целият процес продължава само 30 фемтосекунди - милионни части от една милиардна от секундата. След това молекулата се разпада.

Учените отбелязват, че силата, която действа на електроните на молекулата, превишава възможното въздействие на астрофизична черна дупка с маса 10 пъти масата на Слънцето. Но въздействието на черни дупки е гравитационно, а в случая, описан от учените, ефектът е електрохимичен по естеството си.

Изследователите се надяват, че техният лазер в бъдеще ще може да се прилага за изследване на структурата на протеини, вируси и други обекти на микросвета.

...

Това са косвени доказателства, че ОТО се дъни в тази си част - че ускорение и гравитация е едно и също.

...

[Doris]

Преди 1 час, Gravity said:

По същата логика не е и изкуствено тегло (https://bg.wikipedia.org/wiki/Тегло).

 

Относно аналогиите, точно това е разликата между гравитацията и останалите сили, тя не е истинска сила и е точно като ускорението.

 

Тука  уикипедията пак е в грешка. Теглото е натиск върху опората. За това в падащ асансьор сме в безтегловност, както и олекваме във водата.

Сила и ускорение са различни неща. Също въпреки разни екстравагантни теории, че гравитацията е илюзия все още е общоприето, че гравитационното взаимодействие е едно от четирите основни взаимодействия в природата. Но в интернет форумите рядко може някой да бъде убеден в каквото и да е, така че всяко едно твърдение може да се счита за лично мнение, пък всеки да си харесва какво да чете и на какво да се доверява.

[Gravity]

Преди 59 минути, Doris said:

Тука  уикипедията пак е в грешка. Теглото е натиск върху опората. За това в падащ асансьор сме в безтегловност, както и олекваме във водата.

Въпрос на определение, но и на английски определението е същото. Ако имаш по-надежден изтучник, дай препретка. 

Цитирай

Сила и ускорение са различни неща. Също въпреки разни екстравагантни теории, че гравитацията е илюзия все още е общоприето, че гравитационното взаимодействие е едно от четирите основни взаимодействия в природата.

Не бих казал, че теорията на Айнщайн е екстравагантна. 

Цитирай

Но в интернет форумите рядко може някой да бъде убеден в каквото и да е, така че всяко едно твърдение може да се счита за лично мнение, пък всеки да си харесва какво да чете и на какво да се доверява.

Аз не се опитвам да те убеждавам с нищо. Не се притеснявай, не очаквам да бъдеш убедена в нищо. Просто ми беше странно, че намираш "изкуствена гравитация" за некоректно. Като го прочета, ми е напълно ясно за какво става дума и нямам проблем с подобен термин. Същото важи и за "изкуственно тегло".

[Doris]

Ето ти снимка от учебника за 8 клас:

Хайде сега ти ми покажи къде Айнщайн е казал, че гравитацията е илюзия.

[Gravity]

Интересно, наистина в учебника се влага различен смисъл в термините "тегло" и "сила на тежеста". Друг е въпроса, колко е надежден този източник. Но все пак е въпрос на терминология, ако това е общоприетото, хубаво ще се опитам да го запомня. Изпитвам известни съмнения обаче, дали това е конвенцията приета във всички учебници.

Според учебника за 8ми клас, силата на тежеста е гравитационна сила. Сега да се върнем там, от където всичко тръгна.

On 5/31/2017 at 12:29, Doris said:

Коректният термин би трябвало да е изкуствена сила на тежестта, а не "изкуствена гравитация".

Как да го разбираме това! Хем силата на тежеста е гравитационна, хем изкуствена сила на тежеста е правилно, в същото време изкуствена гравитация е некоректно.

Преди 18 минути, Doris said:

Хайде сега ти ми покажи къде Айнщайн е казал, че гравитацията е илюзия.

Не, че гравитацията е илюзия. Илюзията е, че е сила като другите сили на взаимодействие. 

[Б. Киров]

През 1948 г. Вернер фон Браун пише фантастичен роман, в който разказва как един американски астронавт, Гари Холт, бивш главен инструктор на пилоти-астронавти в Американската Космическа Агенция, формира международен екипаж от 70 души, пилотиращи 10 космически кораба за експедиция до Марс.

Мисията продължава 963 денонощия, като 260 от тях са време за полет до Червената планета, точно толкова за завръщане до Земята, а останалото време на астронавтите е посветено на изследователска дейност върху Марс.

Оригинална идея на фон Браун е флотилията от 10 космически кораба, 7 за екипаж с по 10 души и 3 товарни, всеки един със стартова маса от по 3720 тона и диаметър от по 20 метра, след излитането в околоземна орбита да се съединят в окръжност и при полета си към Марс, този пръстен от скачени кораби да се върти около общ център на тежест, като по този начен се създава изкуствена гравитация – не толкова голяма, колкото земната, но достатъчно голяма, за да се чувстват астронавтите комфортно.

Всеки член на екипажите има определена специалност, но притежава и базови умения поне в още няколко други, така че да има взаимозаменяемост.

В товарните кораби е планирано да има 200-тонни модули за кацане на Марс и още 195 тона товари, необходими за оцеляването и живота на астронавтите на Марс. Всеки от отделните модули трябва да запази по 356.5 тона гориво при достигането си до Марс, достатъчни за обратния път към Земята. За извеждането на всички кораби в околоземна орбита, фон Браун предлага тристепенна ракета носител за всеки отделен кораб от флотилията, като при това тези тристепенни ракети са проектирани за многократна употреба. Той предлага ракетите да се изстрелват от космодрум на тихоокеанския остров Джонсън, достатъчно отдалечен от населени места.

След извеждането в орбита, отделните празни степени на ракетите носители се прибират от океана около острова и се подготвят за следващо изстрелване. От околоземна орбита марсианската флотилия в романа на фон Браун трябва да се излезе с помощта на собствена тяга на всеки един от 10 скачени в окръжност модула в нея. За това са необходи 66 минути работа на двигателите с 200 т. тяга на всеки от тях, при което щели да бъдат изразходвани по 2814 тона гориво за всеки кораб или 76 процента от първоначалната маса на всеки един кораб. Горивото щяло да бъде смес от хидразин и азотен оксид.

Това накратко е планът на Вернер фон Браун за полет на космическа флотилия от 10 кораба до Марс, свързани в обща конструкция на въртящ се пръстен около център на изкуствена гравитация.

Романът няма и не претендира за художествени качества, макар че на близо 200-те му страници авторът се занимава и с междуличностните отношения на героите в този полет. По-скоро книгата му наподобява работни записки на инженер-конструктор, в нея има дълги страници с таблици, изчисления и технически чертежи.

Цялата идея на фон Браун е илюстрирана от художника на изданието от 2006, което и първото издание на оригиналния ръкопис на фон Браун, след написването му през 1948 година.

Романът можете да си свалите в ПДФ формат от този линк.

http://www.wlym.com/archive/oakland/docs/MarsProject.pdf

Редактирано Юни 3, 2017 от Б. Киров

[Doris]

Преди 17 часа, Gravity said:

Интересно, наистина в учебника се влага различен смисъл в термините "тегло" и "сила на тежеста". Друг е въпроса, колко е надежден този източник. Но все пак е въпрос на терминология, ако това е общоприетото, хубаво ще се опитам да го запомня. Изпитвам известни съмнения обаче, дали това е конвенцията приета във всички учебници.

Според учебника за 8ми клас, силата на тежеста е гравитационна сила. Сега да се върнем там, от където всичко тръгна.

Как да го разбираме това! Хем силата на тежеста е гравитационна, хем изкуствена сила на тежеста е правилно, в същото време изкуствена гравитация е некоректно.

Не, че гравитацията е илюзия. Илюзията е, че е сила като другите сили на взаимодействие. 

Значи, смяташ че писаното от университетски учени е по-ненадеждно от писаното от уикипедийни ентусиасти? Впрочем, статията на английски според мен е добра, но преводът на български не е. Объркани са научните понятия с тези, използвани в бита.

Гравитацията е явление. Изкуствената гравитация  би трябвало да възпроизведе явлението естествена гравитация във всичките му аспекти така както изкуственото електричество възпроизвежда естественото. Докато една сила може да бъде заменена с друга с подобен ефект и да я наречем изкуствена. Все са сили и предизвикват ускорение или натиск.

В литературата - фантастични романи, популярни статии може и да се използва преносен смисъл, метафори, хиперболи и т.н.

Но ако става въпрос за сериозна наука или за сериозни инженерни решения (стартъп компания) терминологията трябва да е общоприетата на дадения език в дадената област, иначе изобщо не става ясно какъв е предмета, който се предлага. Не може да се говори сериозно и предметът, който се обсъжда все да е "въпрос на терминология". Така няма никаква конкретика.

Ето например в техническата приказка на фон Браун в сериозната част - показаната горе техническа спецификация се говори за тегло. А в литературната част се споменава синтетична или изкуствена гравитация в преносен смисъл.

Редактирано Юни 3, 2017 от Doris

[Шпага]

On ‎31‎.‎5‎.‎2017‎ г. at 16:49, Малоум 2 said:

Гравитация винаги има. Но привличащата сила от гравитация (общоизвестна като "тегло") се компенсира от фиктивната - центробежна сила при инерционно движение по крива....

А аз мисля, че при свободно падане няма гравитация и че тъй като МКС е в състояние на свободно падане, безтегловността там се дължи именно на липсата на гравитация. Освен това да се говори за ускорение при свободно падане също ми се струва неправилно - даже безсмислено. Да се твърди, че свободното падане е движение, дължащо се на силата на тежестта, също ми се струва нелогично, тъй като това би означавало, че различните тела трябва падат с различно ускорение.

Според мен и изразът "привличаща сила" на гравитацията също е лишен от смисъл. Та какъв е механизмът на това "привличане"? Какво действа "привличащо?

[Gravity]

Преди 3 часа, Шпага said:

Според мен и изразът "привличаща сила" на гравитацията също е лишен от смисъл. Та какъв е механизмът на това "привличане"? Какво действа "привличащо?

В случая самото понятие сила е лишено от смисъл. Силата на гравитацията е илюзия породена от геометрията на пространство-времето. А привлекателноста на гравитацията е също израз на геометрията.