Forgó űrbázis mechanikái és fizikája?
Vegyünk egy olyan gigantikus sci-fi űrhajót, aminek van egy középső teste, ahol a Mag van (engine), és azt gyűrűk veszik körül, amik akkora gyorsasággal forognak, hogy szimulálják az 1G-t rajta.
Az érdekelne, hogy mikor és hogyan hatna ránk ez a szimulált gravitáció. Mi történik azokkal az objektekkel, amik nincsenek a földhöz csatolva? Hogyha fogok egy labdát a kéz kezembe, és elengedem, akkor az lebegni fog? Egy ilyen űrhajóban a jövőben meg lenne tiltva az ugrás, mert akkor a plafonnak csapódnál, stb...?
Olyan részletekbe nem tudom érdemes-e belemenni, hogy a gyűrűben elengedett labda milyen utat jár be, pl. egyenesen fog-e leesni, egyenletesen gyorsul-e (mint a gravitációnál), stb. Akár csak a geometria felől nézve leginkább egyik sem, inkább valami trigonometrikus függvény szerint alakul a pályája és a sebessége.
Kérlek javítsatok, ha tévedek.
Nem rettentően bonyolult de fejből nem tudnám a matematikáját,levezetni annak, hogy a centripetális erő meg sebeség irányának folyamatos változása miatt hogy keletkezik a kvázi gravitációs gyorsulás. De mondok egy példát ami talán érthetővé teszi, hogy milyen erő, miért keletkezik.
Van egy auto ami 30-al megy. Ülsz az autó tetején szabadon kapaszkodás nélkűl. Amíg az autó egyenesen halad minden rendben van gond nélkül ülsz a tetején. Ha viszont az autó hirtelen durván bekanyarodik, akkor lerepülsz a tetejéről és haladsz tovább a kanyarodás előtti irányba. Az autót a kerekei irányváltozásra kényszerítik, téged viszont semmi nem kényszerít, és nem is érzel semmilyen erőt. (a légellenálást és a földre zuhanást hagyjuk ez most nem fontos).
Ha viszont benne ülsz az autoban akkor a biztonságiöv, meg az autó szerkezete fogja a tested. Erőteljes kanyarodáskor érezni fogod az oldalirányú erőt, ami nekinyom az ővnek, meg az ajtónak. Ez az erő, vagy gyorsulás azért keletkezik mert az autó mozgásirányváltozásra kényszeríti a tested. Tehát a sebeséged nem változik, de a sebeség irányváltozása miatt gyorsulás történik, vagyis erő keletkezik.
Amikor együtt forogsz az ürállomással, neked is van egy sebeséged, és ez a forgó henger amin állsz, folyamatosan kényszerít a haladási irányod megváltoztatására. És ez a folyamatos sebeségirányváltozás, vagyis a forgó mozgás, hozza létre ezt a virtuális gravitációs gyorsulást. Tehát olyan mintha egy autóban nagysebeséggel köröznél, és közben éreznéd hogy egy erő az ajtónak nyom. A forgó űrállomás is folyamatos kanyaródásra kényszerít, és a keletkező erő nekinyom a henger falának. Tehát a lényeg, a sebeség irányának(sebeségvektor) változása, az kelti a gyorsulást.
Mit befolyásolna az, ha több lenne?
Egyébként, ha tényleg érdekel, úgy terveztem, hogy a gyűrűket összekapcsolja három lift, amik ugye szintén forognak a gyűrűkkel. Ezek a liftek egymástól való távolságukban elharmadolják a gyűrűket.
Ha ezeknek a gyűrűknek különböző a nagysága, akkor eltérő sebességgel kell forogniuk!
Milyen lifteket gondoltál ide?
Van egy minimális nagyság, ami alatt problémát okozhat az, hogy a fejed sokkal kisebb kört fut be, mint a lábad.
A nagyságuk ugyanakkora. Néhány száz méterre vannak egymástól. A gyűrűk átmérője 20-30km. A lényeg az, hogy nagy, a Coriolis-effekt (fiziológiai értelemben) elhanyagolható.
A lifteket elképzelheted 3 oszlopnak, amik végigmennek az összes gyűrűn, forognak velük, azaz megmarad a centripetális erő + a lift irányvektorából fakadó erő.
Ez akkor lényegében egy gyűrű, csak részekre van választva.
Ez így működne, de nagyon nagy a kiterjedése. Önmagában mozdíthatatlan (könnyen szétesik). Érzékeny a meteorokra, nehezen védhető.
A gyűrűk maguk is masszívak, ne egy ISS kiépítésű dolgot képzelj el, amit egy kisebb aszteroida ledurrant az égből. A gyűrűk szelvényezettek, ami azt jelenti, hogy egy esetleges becsapódás esetében, vagy bármilyen végzetes technikai meghibásodás esetében, az adott modul lecsatolható a gyűrűről.
A központi hajótestnek vannak hajtóművei manőverezéshez, plusz a központjában (amiért olyan hatalmasnak kell lennie a hajótestnek) ott a téridő-hajtómű, amit én csak Magnak nevezek.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2025, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!