【SpaceX的星舰奔火将采用人工重力,方案嘛,熟悉的味道】虽然星舰还未搞定入轨,但并不影响马斯克畅想未来奔火的技术方案。近日,一位名叫“约翰·卡马克”(John CarMack)推特网友称人工重力这项技术早在我出生之前就已经被讨论过,但是至今仍没有被实际演示过。因此他at了SpaceX问能否使用龙飞船、配重和线缆演示一下这项技术。(图1)
接下来,SpaceX老板马斯克亲自下场解释,说未来星舰奔赴火星路程中,将会小幅旋转,从而产生轻微(tiny)的人工重力,并称虽然这种人工重力不大,但总比没有要好。
由于星舰是单船赴火,所以只能如图2一样自己旋转起来,这样就能在舱室地板向下的方向产生一定的人工重力,其实这就是旋转产生的离心力。众所周知,旋转速度越快,离心力越大,所以只要旋转的足够快,就可以产生等同于地球的1G重力。
那么就让星舰快乐转圈圈不就得了?事实是不行,旋转速度太快人会晕,产生不适。有研究表明,人所能耐受的旋转速度在每分钟6转,再高就会不舒服。所以需要在人不察觉或不影响宇航员正常生活的速度下旋转,而这种速度下,星舰旋转只能产生比较微弱的重力。但正如马斯克所说——聊胜于无,即使是微弱重力也能减缓宇航员的骨质流失和肌肉萎缩,同时火星的重力也只有地球的约三分之一。
其实说起人工重力,人类很早就提出过试验方案,如图3所示,是国际空间站曾规划的一个人工重力试验舱段,当然最后未能实现。
但是图3中这种大圆圈是以往影视剧和大家想象中的主流人工重力方案,比如图4中的《火星救援》的赫尔墨斯号飞船,以及《星际穿越》中,都是类似方案。这种方案只要把圆圈做大,即使不增加转速,也能提高人工重力G值,但是如果要达到1G,圆圈要做的非常大,这很不划算。
所以马斯克殖民火星的启蒙之书《赶往火星-红色星球殖民计划》中(图5),就提出过一个很有趣的人工重力方案,它可以大幅增加人工重力的旋转半径。书中利用发射火星飞船的残余上面级作为配重,然后与飞船间用多重绳缆连接,然后起旋产生人工重力,这个缆绳长度就是人工重力的旋转半径,这远大于全高50米的星舰自转。
其实这个配重—缆绳—飞船的方案,也正就是图1中推特网友所提的方案,事实上也可以用两艘星舰二级来实现。
当然图1中这位名叫“约翰·卡马克”(John CarMack)推特网友也不是普通人,这是一位在游戏领域地位极高的神级程序员(用传奇形容可能都不够),被誉为“主视角射击游戏之父”,有兴趣的可以去看他的传记《DOOM启世录》。
#航天爱好者网[超话]##spacex[超话]##中国航天##NASA[超话]#
