[image]

Проекты орбитальных станций с искусственной тяжестью

более реалистичные, чем фонбрауновские "колёса"
Теги:космос
 
1 2 3 4 5 6 7

Alek

опытный
Посмотрел я тут недавно фильм фантастический - "Элизиум, Рай не на Земле".
Сюжет банальный, а нарисован красиво!
В частности там присутствует орбитальная станция - бублик, с искуственно гравитацией.
Но показан он не в виде трубы а в виде подковы ну или согнутого в круг швелера.
То есть негерметичного. Внутренняя часть бублика открыта в космос и туда могут залетать корабли.
То есть по логике создателей фильма воздух внутри бублика удерживает таже искуственная тяжесть от центробежной силы.
А так ли это? Будет воздух удерживатся в негерметичной трубе открытой во внуть бублика или все таки улетучится.
А если все таки будет удерживаться, будт ли давление нормальным?
Прикреплённые файлы:
 
   26.026.0
RU Иван Нью-Джерсийский #14.01.2014 19:23  @Alek#14.01.2014 19:17
+
-
edit
 
Alek> А так ли это? Будет воздух удерживатся в негерметичной трубе открытой во внуть бублика или все таки улетучится.

Улетучится, причем мгновенно, ИМХО. Чтобы воздух удерживался внутри искуственной гравитацией, надо, чтобы эта гравитация не позволяла средней скорости движения молекул набирать относительно бублика вторую космическую (а она очень-очень крохотная будет из-за мизерной массы - набрать легко) и покидать атмосферу.

Поэтому, ИМХО, удерживать (для кинофантастики) нужно какими-нибудь там силовыми полями что ли.
А лучше - нормальными городами под куполами, с обычными шлюзами.
   26.026.0
+
-
edit
 

arkhnchul

втянувшийся

Alek> А так ли это? Будет воздух удерживатся в негерметичной трубе открытой во внуть бублика или все таки улетучится.

Мир-кольцо покруче будет)
а вообще - почему бы и не удерживаться? Если получится придать газу ту же угловую скорость.
   26.026.0
RU arkhnchul #14.01.2014 19:30  @AGRESSOR#14.01.2014 19:23
+
-
edit
 

arkhnchul

втянувшийся

И.Н.> Чтобы воздух удерживался внутри искуственной гравитацией, надо, чтобы эта гравитация не позволяла средней скорости движения молекул набирать относительно бублика вторую космическую

то для неподвижного тела. С вращением - поинтереснее, даже при второй космической у молекул в среднем закрученная масса газа будет примерно возле внутренней поверхности. Тут именно проблема во вращении газа - как сие осуществить.
   26.026.0

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Alek> А так ли это? Будет воздух удерживатся в негерметичной трубе открытой во внуть бублика или все таки улетучится.
Alek> А если все таки будет удерживаться, будт ли давление нормальным?

Если эта штуковина будет представлять из себя цилиндр с диаметром и высотой равной диаметру Земли или около того, то будет удерживаться, если она маленькая, то нет. Маленькое тело вообще не может иметь атмосферу при значениях g близких к земному по очень простой причине, - при постоянном g на поверхности вторая космическая скорость прямо пропорциональна корню квадратному из радиуса тела.





Таким образом V2 = (2*g*R)**1/2

По моему мнению для кольца будет примерно такая же формула.
   
Это сообщение редактировалось 14.01.2014 в 20:45
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Чуть-чуть подумал, и понял, что в открытом цилиндре атмосфера всегда просто-напросто улетит через бока цилиндра, - молекулам летящим вбок ничего не мешает улетать, если там будет стенка определённой высоты молекула просто отскочит от этой стенки и полетит в обратном направлении до другой стенки и так пока стенка не кончится. :)
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Alek> То есть по логике создателей фильма воздух внутри бублика удерживает таже искуственная тяжесть от центробежной силы.
Alek> А так ли это? Будет воздух удерживатся в негерметичной трубе открытой во внуть бублика или все таки улетучится.

Не будет, конечно.
При силе тяжести, сопоставимой с земной, градиент плотности ничтожен (см. формулу Больцмана или же бытовое наблюдение, что на 16-м этаже дышится так же, как и на тротуаре), поэтому на срезе колеса плотность воздуха будет такой же, как и "на земле", соответственно, всё моментально улетучится.
   3.6.33.6.3
+
+1
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Fakir> Не будет, конечно.
Fakir> При силе тяжести, сопоставимой с земной, градиент плотности ничтожен (см. формулу Больцмана или же бытовое наблюдение, что на 16-м этаже дышится так же, как и на тротуаре), поэтому на срезе колеса плотность воздуха будет такой же, как и "на земле", соответственно, всё моментально улетучится.

Я тут подумал, что если "обод" небольшого размера, то газу вообще будет плевать на его движение, - слишком мала скорость этого газа сравнительно со скоростью молекул. :)

Например, если радиус 1000 метров, для получения внутри обода ускорения свободного падения 10 м/с**2 нужна скорость всего-то 100 м/с, а скорость движения молекул гораздо больше и газ улетучится мгновенно. :)

Вся эта штуковина начнёт как-то работать только тогда, когда скорость вращения будет значительно выше скорости движения молекул.
   
+
-1 (+1/-2)
-
edit
 

Kuznets

Клерк-старожил
★☆
Lamort> Например, если радиус 1000 метров, для получения внутри обода ускорения свободного падения 10 м/с**2 нужна скорость всего-то 100 м/с, а скорость движения молекул гораздо больше и газ улетучится мгновенно. :)

А если верхний слой ионизировать и давить на него магнитным полем?
   
+
-1
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Kuznets> А если верхний слой ионизировать и давить на него магнитным полем?

Тогда уже не магнитным полем, а зарядить этот самый обод, который будет одной обкладкой конденсатора, а "искусственная ионосфера" другой обкладкой.
Это фактически один из вариантов "потолка", только "потолок" в данном случае газообразный. :)

Вообще, я не очень понимаю какой смысл у этой затеи "открытой крыши", - если это для посадки кораблей, то им в любом случае будет "очень удобно" садиться на вращающийся обод. :)
   
+
0 (+1/-1)
-
edit
 

Kuznets

Клерк-старожил
★☆
Kuznets>> А если верхний слой ионизировать и давить на него магнитным полем?
Lamort> Тогда уже не магнитным полем,

Да, да. "Я не настоящий сварщик", "я стратегией занимаюсь" ))
Просто сама идея понравилась. И я вспомнил про харпы всякие и иже с ними.

Lamort> Вообще, я не очень понимаю какой смысл у этой затеи "открытой крыши",

Масса экономится же, масса, сэр )
С такими движками как в Элизиуме - чего бы им не сесть хоть на закрученный в спираль? )
   
+
-1
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Lamort>> Вообще, я не очень понимаю какой смысл у этой затеи "открытой крыши",
Kuznets> Масса экономится же, масса, сэр )
Kuznets> С такими движками как в Элизиуме - чего бы им не сесть хоть на закрученный в спираль? )

Для того, чтобы сделать вывод о экономии массы надо оценить хотя бы массу оборудования для поддержки этой самой "электростатической крыши".

Собственно говоря, любая крыша держится за счёт электрических сил, - не факт, что затея с электростатикой даст выгоды, тем более, что я вообще не уверен в работоспособности такой системы. :)

Что касается удобства посадки, - по-моему удобнее вращающейся сферы трудно что-то придумать. Садимся на полюсах и плавно перемещаемся в зону с высоким искусственным тяготением.
   
+
+1
-
edit
 

Kuznets

Клерк-старожил
★☆
Lamort> Что касается удобства посадки, - по-моему удобнее вращающейся сферы трудно что-то придумать. Садимся на полюсах и плавно перемещаемся в зону с высоким искусственным тяготением.

Колесо. Садимся на ось и ползем в сторону обода. Ось можно раскручивать относительно колеса кстати чтобы относительно корабля не вращалась.
   
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Lamort> Я тут подумал, что если "обод" небольшого размера, то газу вообще будет плевать на его движение, - слишком мала скорость этого газа сравнительно со скоростью молекул. :)

Можно и так выразиться. Это не очень точно, но в контексте вполне годится.
   3.6.33.6.3
+
+2
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Kuznets> А если верхний слой ионизировать и давить на него магнитным полем?

А пофиг. Магнитное поле давит переносы только в бесстолкновительной плазме, а тут очень хорошие плотности.

Электрическое тут тоже не поможет.
   3.6.33.6.3
+
+1
-
edit
 

Kuznets

Клерк-старожил
★☆
Fakir> Электрическое тут тоже не поможет.

а какие "научно-фантастические" варианты создания гравитации порядка земной возможны в принципе?
   26.026.0
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Lamort>> Что касается удобства посадки, - по-моему удобнее вращающейся сферы трудно что-то придумать. Садимся на полюсах и плавно перемещаемся в зону с высоким искусственным тяготением.
Kuznets> Колесо. Садимся на ось и ползем в сторону обода. Ось можно раскручивать относительно колеса кстати чтобы относительно корабля не вращалась.

Это нормально если обод является герметичной трубой, собственно говоря, такие станции много раз рисовали, но если это "блин" заполненный газом, то газ будет выдавливать середину колеса, стремясь превратить оболочку в сферу.
   
+
+1
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Fakir>> Электрическое тут тоже не поможет.
Kuznets> а какие "научно-фантастические" варианты создания гравитации порядка земной возможны в принципе?

Если создать вещество с плотностью в тысячи раз плотнее воды, то довольно небольшое тело из такого вещества будет создавать на поверхности гравитацию соизмеримую с земной.
Например, если мы хотим создать тяготение около 1g на сфере с радиусом километр, нам потребуется вещество с плотностью 6400*Рз. :)

Наврал сперва, исправил, - забыл про то, что средняя плотность Земли 5.5 г/см**3, таким образом потребуется плотность около 35200 г/см**3.
Замечу, что хоть это тело и будет очень большим, оно будет иметь массу в 6400*2 = 40960000 раз меньше, чем масса Земли.
   
Это сообщение редактировалось 16.01.2014 в 00:55
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Kuznets> а какие "научно-фантастические" варианты создания гравитации порядка земной возможны в принципе?

В сущности, никаких, к которым можно было бы прилепить приставку "научные", не покривив душой.
Карусель - наше всё.
   3.6.33.6.3
+
-
edit
 

valture

опытный

кислород - парамагнитен
но удерживать его в малом обьеме магнитным полем
то еще извращение ..... :D
   26.026.0

hsm

опытный

Lamort> Если создать вещество с плотностью в тысячи раз плотнее воды...

Разбодяжить, чем нибудь, чистый нейтрониум? :eek: :)
   16.016.0

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Lamort>> Если создать вещество с плотностью в тысячи раз плотнее воды...
hsm> Разбодяжить, чем нибудь, чистый нейтрониум? :eek: :)

Если есть чистый нейтрониум, то можно просто построить сферу на некотором удалении от него.

Можно не чистый нейтрониум, - создать "нечто с очень большими ядрами". ;)
   
+
-
edit
 

Kuznets

Клерк-старожил
★☆
Lamort> Если есть чистый нейтрониум,

по-моему, сойдет и кусочек белого карлика внутри какого-нибудь "реактора", поддерживающего это состояние.
единственный момент который хотелось бы уточнить - если нам нужна "мини-Земля" в маленьком объеме, означает ли это что нам фактически нужно сжать "Землю" до этого объема (иначе откуда же возмется соответствующая масса)?
   26.026.0
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
★★★★
админ. бан
Lamort>> Если есть чистый нейтрониум,
Kuznets> по-моему, сойдет и кусочек белого карлика внутри какого-нибудь "реактора", поддерживающего это состояние.
Kuznets> единственный момент который хотелось бы уточнить - если нам нужна "мини-Земля" в маленьком объеме, означает ли это что нам фактически нужно сжать "Землю" до этого объема (иначе откуда же возмется соответствующая масса)?

Так я написал об этом выше. :)

Формула ускорения свободного падения на поверхности для сферы с плотностью P и радиусом R:

g = (4/3)*pi*R*P*G, G - гравитационная постоянная, pi - число "пи".

При этом масса тела M = (4/3)*pi*P*R**3

Если мы для сохранения значения g увеличим плотность и уменьшим радиус, допустим, в те же 6400 раз, то значение массы во второй формуле уменьшится пропорционально R**2 в 64000**2 раз.
Это в 40 миллионов раз меньше массы Земли, но, с точки зрения современной техники, тоже очень тяжелое тело. :)
   

Alek

опытный
В журнале Наука и Техника №11 за 2013 описан проект КК Наутилус-Х с модулем с искуственной тяжестью.
Предпологается построить за 5 лет и 3,7 млрд. долл.
Прикреплённые файлы:
nautilus-x.jpg (скачать) [421x667, 51 кБ]
 
 
   26.026.0
1 2 3 4 5 6 7

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru