Мы привыкли жить в условиях постоянного воздействия силы тяжести. И если гравитация отсутствует – не совсем хорошо себя чувствуем. Даже самые тренированные из нас, космонавты, в условиях невесомости подвергают свое здоровье вполне реальной опасности. Но можем ли мы смоделировать каким-то образом земную гравитацию в космосе?
Постоянное ускорение
Сила гравитации, которую мы ощущаем, – это ускорение, которое испытывает любое тело, которое падает к центру нашей планеты. Оно равно 9,8 м/с 2 . Или, как Вы, возможно, слышали, в некоторых случаях говорят 1G. Один из способов симуляции гравитации на космическом корабле – это его постоянное ускорение. То нужно просто удаляться или приближаться к наше планете с ускорением в 1G. И ощущения у Вас будут точно таким же, как если бы Вы стояли на поверхности Земли. С ускорением 1G мы могли бы достичь Луны всего за 3 часа. Нам потребовалось бы полтора часа для ускорения и полтора часа для замедления. И все это время мы бы испытывали вполне комфортную силу тяжести. Если бы мы отправились на Юпитер, то нам потребовалось бы 160 часов, чтобы достичь его (80 на ускорение и 80 на замедление). В этом случае максимальная скорость, которую мы сможем развить, составит около 2800 километров в секунду. Или 1% от скорости света.
Однако этот метод имеет серьезные недостатки. Наибольшее расстояние, которое мы могли бы преодолеть в использование подобного подхода – один световой год. Такой полет займет два года. Один из них мы потратим на ускорение, другой – на замедление. В середине нашего путешествия мы будем путешествовать со скоростью света. Так что один световой год – это максимальное расстояние, которое можно преодолеть с постоянным ускорением 1G. Поскольку ничто не может двигаться быстрее света. Кроме того, чем ближе мы будем лететь к скорости света, тем больше энергии нам будет нужно. Таким образом становится понятно, что хотя такой подход – очень элегантное решение, однако практически воплотить в реальность его вряд ли получится.
Искусственная гравитация. Другие варианты есть?
Есть еще один способ создания искусственной гравитации. И он не потребует много энергии. Силу тяжести можно создать с помощью центростремительной силы. То есть с помощью вращения. Просто нужно космический корабль (или какую-то космическую колонию) заставить вращаться с постоянной скоростью. Благодаря силе инерции все, что находится внутри корабля, будет пытаться улететь в космос. Однако стены корабля будут удерживать все это внутри.
Тем не менее это не идеальная система. В отличие от реальной гравитации, которая толкает нас к центру планеты, эта искусственная гравитация отталкивает нас от оси вращения. Кроме того, придется строить корабли очень больших размеров. Чем больше, тем лучше. Потому что на корабле, у которого диаметр слишком мал, разница в гравитации, которую мы будем испытывать между головой и ногами, будет очень значительной. А это будет создавать серьезный дискомфорт при движении.
Поэтому радиус корабля должен будет составлять не менее 250 метров. Имея такие размеры, ему будет достаточно делать два оборота в минуту вокруг своей оси, чтобы люди внутри могли испытать силу тяжести, похожую на земную.