Mekkora átmérőjü ürállomásra lenne szükség hogy mesterséges gravitációt lehessen rajta csinálni? És mekkora sebességel kéne forogjon?

Bármekkora lehet, akár két méter átmérőjű is, ha megfelelő forgási sebességgel rendelkezik.

A probléma az, hogy ha az ember kilép a tömegközéppontból, akkor excentrikussá válik a forgó űrállomás, és ez képes akár szétrázni is az egész komplexumot. Pont ezért centrírozzák az autók kerekét is, hogy ne legyen excenteres.

Minél nagyobb az űrállomás tömege, annál kevésbé számít a tömegközéppont elmozdulása. Azonban annál több energiába is kerül a kerületi sebesség elérése és fenntartása földközelben.

Nagyon jó kérdés, kiszámolhatod egyszerűen:

A Föld felszínén tapasztalt gravitáció egy kb. 9,81 m/s^2 nagyságú lefelé mutató gyorsulás.

Ennek a kiszámítása

a = v²/r

vagy

a = ω²r

ahol ω a szögsebesség: mennyi idő alatt teszünk meg egy teljes fordulatot.

ω = 2π/t

Namost talán hallottál már róla, hogy a centripetális erő szerepet játszik a Föld gravitációánál is, pontosabban ellensúlyozza azt. Sőt mivel a Föld gömbalakja révén az egyenlítőtől távolabbi pontok kisebb köröket tesz meg, ez még a különböző szélességi fokokon észlelt vonzás mértékét is befolyásolja - és nem mellékesen a Föld alakját is.

Tehát én azt tanácsolom, hogy kezdjük azzal, hogy EZT kiszámítjuk:

a Föld sugara az Egyenlítőnél: r = 6 378 000 m

egy földi nap hossza: t = 24 h = 86 400 s

tehát a szögsebesség:

ω = 2π/T = 2π / 86 400 s = 7,27 * 10^-5 s^-1

és így a gyorsulás

a = ω²r = 7,27 * 10^-5 * 6,378,000 m * 1/s² = 0,0337 m/s²

Tehát ha csinálnál egy akkora fánk alakú űrállomást, mint az egész Föld, és olyan sebességgel forgatnád, mint amennyivel a Föld forog, még MINDIG messze túl lassú lenne, hogy a földihez hasonló gravitáció érzetét keltsd azokban, akik a belső oldalán sétálnak.

Amikor ezt az óriási kereket majd a Földhöz képest x300szoros sebességgel forgatod (tehát 1 nap [=1 teljes fordulat] kevesebb, mint 2 percig fog tartani), AKKOR éred el majd, hogy kb. akkora legyen a kifelé hajtó erő, mint a számunkra ismerős földi gravitáció.

Most próbáld meg ezt úgy elképzelni, hogy csak egy miniatűr űrállomásod van, és kiderül, hogy eléggé reménytelen a dolog. :p

Amit mindenki kihagyott, az a Coriolis-gyorsulás. Ha túl kicsi átmérőjű forgó űrállomást csinálsz, akkor félő, hogy hanyattesel, amikor felszaladsz a lépcsőn :)

Ki lehet számolni, hogy mekkora átmérő esetén mekkora ez a hatás, de nem fogok itt és most nekiállni. Valahol azt olvastam, hogy 300 méter sugarú űrállomáson már nem lenne túl zavaró a Coriolis-gyorsulás mértéke.