人造重力:星际航行必备黑科技,太空生活舒适新体验
人造重力:星际航行必备黑科技,太空生活舒适新体验
要想征服星辰大海,迈向更加壮阔的宇宙空间,究竟什么样的黑科技才是人类最急需的呢?也许大家首先会想到光速飞船或冬眠系统。但与这些相比,更加重要的是如何模拟出与地球类似的环境,也就是人们常说的人工重力。
无论是重返月球还是奔赴其他行星,宇航员们都将在微重力环境下度过数月、数年,甚至更久的时光。而太空的低重力环境对于长期处于1G重力拉扯下的人体来说绝非适宜之地。
随着重力的消失,我们的身体也在悄然发生着变化。原本坚硬的骨骼由于矿物质的流失开始变得脆弱,就连帮我们保持平衡的前庭系统也会因失去方向而陷入混乱。虽然身处太空时身体对这些的感觉并不明显,然而一旦重返地球,类似情况所带来的影响却可能会令人痛苦不堪。
而这,也是国际空间站的宇航员们每天都必须花费两个半小时进行有氧运动和阻力训练的原因。但即便如此,仍无法完全抵消体内出现的微妙变化。
或许,只有人造重力才是那个更理想的解决方案。实现该假设的途径有许多,其中之一便是离心力。
相信大家都记得公园里的转椅吧?如果我们能让宇航员在太空中也这样旋转起来,或许就能模拟出重力了。目前,科学家们已经提出了多种利用离心力模拟地球重力环境的方案。
其中最具科幻色彩的,无疑就是那种拥有巨大旋转部分的飞船了。在离心力的作用下,其内部人员都会被推向外围的墙壁,而那里也将成为飞船的地面。只不过,建造如此浩大的航天器无论从花费和操作难度上来说都是一项极其昂贵且复杂的工作。
而另一种设计看起来则像是一根长长的金箍棒。根据计算,假如飞船长达一公里,那么每分钟仅需旋转一到两圈,就足以模拟出与地球类似的重力环境了。但是,如此修长的船身无疑会让转向和太空行走变得异常困难。
除了这些,以上两种设计还有个共同的缺陷,那就是它们都把宝贵的内部空间白白浪费了。毕竟在太空中,空间本身就是一种稀缺资源。无论墙壁、地板、还是天花板、甚至是角落和缝隙,都必须得到充分利用才行。
然而,身处旋转飞船中,宇航员是很难触及头顶上方的空间的。因此,考虑到成本、复杂性和空间利用率等问题,旋转飞船似乎有些得不偿失。
或许,研发一种仅能容纳一人的小型离心机才是最有性价比的选择。宇航员也无需7乘24小时的使用它。每天,他们只要在离心机中待上几小时,再做些必要的锻炼,就足以满足保持健康的需求了。
多年前,就有人提议为国际空间站配备类似的小型离心机。但是,出于成本考虑,以及运行时的振动问题无法解决,而最终未能实现。
除了离心机,科学家们还曾提出过使用人造磁场以及加速度的方式来制造人工重力。却都因为安全稳定性不足、以及操作难度过大等原因被暂时放弃了。
然而,随着重返月球和探索火星的需求日益迫切,航天机构恐怕要尽快开始,在太空中测试这些个人规模的离心机了。或许,它真的将成为人类成功迈入行星物种行列的关键所在呢!