Сансар огторгуйг сонирхдоггүй хүн ч сансарт аялах тухай кино үзэж, номноос ийм зүйлийн талаар уншиж байгаагүй. Бараг бүх ийм ажилд хүмүүс хөлөг онгоцны эргэн тойронд алхаж, хэвийн унтдаг, хооллоход асуудал гардаггүй. Энэ нь эдгээр зохиомол хөлөг онгоцууд хиймэл таталцлын хүчтэй гэсэн үг юм. Ихэнх үзэгчид үүнийг байгалийн жам ёсны зүйл гэж ойлгодог ч энэ нь огт биш юм.
Хиймэл таталцал
Энэ бол таталцлын өөрчлөлтийг (ямар ч чиглэлд) янз бүрийн аргыг хэрэглэснээр бидэнд танил болсон нэр юм. Үүнийг зөвхөн гайхалтай бүтээлүүдэд төдийгүй дэлхийн бодит нөхцөл байдалд ихэвчлэн туршилт хийх зорилгоор хийдэг.
Хиймэл таталцлыг бий болгох нь онолын хувьд тийм ч хэцүү биш юм шиг санагддаг. Жишээлбэл, инерцийн тусламжтайгаар, илүү нарийвчлалтай, төвөөс зугтах хүчний тусламжтайгаар үүнийг дахин бүтээж болно. Энэхүү хүч чадлын хэрэгцээ өчигдөр үүссэнгүй - хүн урт хугацааны сансрын нислэгийг мөрөөдөж эхэлмэгц тэр даруй болсон. БүтээлСансар дахь хиймэл таталцал нь жингүйдэлтэй удаан хугацаагаар байх үед үүсдэг олон асуудлаас зайлсхийх боломжийг олгоно. Сансрын нисгэгчдийн булчин суларч, яс нь багасдаг. Ийм нөхцөлд хэдэн сараар аялах нь зарим булчинд хатингаршил үүсэх боломжтой.
Тиймээс өнөөдөр хиймэл таталцлыг бий болгох нь нэн чухал ажил бөгөөд энэ ур чадваргүйгээр сансар огторгуйг судлах боломжгүй юм.
Материал
Физикийг зөвхөн сургуулийн сургалтын хөтөлбөрийн түвшинд мэддэг хүмүүс ч таталцал бол манай дэлхийн үндсэн хуулиудын нэг гэдгийг ойлгодог: бүх бие бие биентэйгээ харилцан үйлчилж, харилцан таталцлыг / түлхэлтийг мэдэрдэг. Бие том байх тусмаа таталцлын хүч нэмэгдэнэ.
Бидний бодит байдлын хувьд дэлхий бол маш том биет юм. Тийм ч учраас түүний эргэн тойрон дахь бүх бие түүнд татагддаг.
Бидний хувьд энэ нь ихэвчлэн г-ээр хэмжигддэг чөлөөт уналтын хурдатгал гэсэн үг бөгөөд секундэд 9.8 метр квадраттай тэнцүү байна. Энэ нь хэрвээ бид хөл доороо тулгуургүй байсан бол секунд тутамд 9.8 метрээр өсөх хурдтай унах байсан гэсэн үг.
Тиймээс зөвхөн таталцлын ачаар бид хэвийн зогсож, унаж, идэж, ууж, хаана дээшээ, хаана байгааг ойлгох боломжтой. Хэрэв таталцал арилвал бид таталцлын хүчгүй болно.
Сансар огторгуйд чөлөөтэй уналтанд хөөрч буй байдалд байгаа сансрын нисэгчид энэ үзэгдлийг ялангуяа сайн мэддэг.
Онолын хувьд эрдэмтэд хиймэл таталцлыг хэрхэн бий болгохыг мэддэг. Оршиххэд хэдэн техник.
Их масс
Хамгийн логик сонголт бол сансрын хөлгийг хиймэл таталцалтай болтлоо том болгох явдал юм. Сансар огторгуйн чиг баримжаа алдагдахгүй тул хөлөг онгоцон дээр тав тухтай байх боломжтой.
Харамсалтай нь орчин үеийн технологийн хөгжилтэй энэ арга нь бодитой бус юм. Ийм объектыг барихад хэтэрхий их нөөц шаардлагатай. Нэмж хэлэхэд, түүнийг өргөхийн тулд маш их энерги шаардагдана.
Хурд нэмэгдүүл
Хэрэв та дэлхийнхтэй тэнцэх g хэмжээтэй болохыг хүсвэл хөлөг онгоцонд хавтгай (платформ) хэлбэр өгч, хүссэн хурдатгалаараа хавтгайд перпендикуляр хөдөлгөхөд л хангалттай юм шиг санагдаж байна. Ингэснээр хиймэл таталцлыг олж авах бөгөөд хамгийн тохиромжтой.
Гэсэн хэдий ч бодит байдал илүү төвөгтэй.
Юуны өмнө шатахууны асуудлыг авч үзэх нь зүйтэй. Станцыг байнга хурдасгахын тулд тасралтгүй эрчим хүчний хангамжтай байх шаардлагатай. Хэдийгээр бодисыг гадагшлуулахгүй хөдөлгүүр гэнэт гарч ирсэн ч эрчим хүч хэмнэх хууль хүчинтэй хэвээр байх болно.
Хоёр дахь асуудал бол байнгын хурдатгалын тухай санаа юм. Бидний мэдлэг, физикийн хуулиар бол хязгааргүй хүртэл хурдлах боломжгүй.
Түүнээс гадна ийм тээврийн хэрэгсэл нь судалгааны ажилд тохиромжгүй, учир нь тэд байнга хурдасгах ёстой - нисэх. Тэр гарагийг судлахаа зогсоож чадахгүй, бүр түүнийг тойрон аажмаар нисч ч чадахгүй - тэр хурдлах хэрэгтэй.
ТэгэхээрТиймээс ийм хиймэл таталцлыг хараахан ашиглах боломжгүй байгаа нь тодорхой болж байна.
Карусель
Тойрогны эргэлт нь биед хэрхэн нөлөөлдөгийг хүн бүр мэддэг. Тиймээс энэ зарчмын дагуу хиймэл таталцлын төхөөрөмж хамгийн бодитой юм шиг санагдаж байна.
Тойрогны диаметртэй бүх зүйл эргэлтийн хурдтай ойролцоо хурдтайгаар түүнээс унах хандлагатай байдаг. Эргэдэг объектын радиусын дагуу чиглэсэн хүч нь биед үйлчилдэг. Энэ нь таталцлын хүчтэй төстэй.
Тиймээс цилиндр хэлбэртэй хөлөг онгоц хэрэгтэй. Үүний зэрэгцээ тэнхлэгээ тойрон эргэх ёстой. Дашрамд дурдахад, энэ зарчмын дагуу бүтээгдсэн сансрын хөлөг дээрх хиймэл таталцлыг шинжлэх ухааны уран зөгнөлт кинонд ихэвчлэн үзүүлдэг.
Торх хэлбэртэй хөлөг нь уртааш тэнхлэгийг тойрон эргэлдэж төвөөс зугтах хүчийг үүсгэдэг бөгөөд түүний чиглэл нь тухайн объектын радиустай тохирч байна. Үүссэн хурдатгалыг тооцоолохын тулд та хүчийг массад хуваах хэрэгтэй.
Физик мэддэг хүмүүст үүнийг тооцоолоход хэцүү биш байх болно: a=ω²R.
Энэ томъёонд тооцооллын үр дүн нь хурдатгал, эхний хувьсагч нь зангилааны хурд (секундэд радианаар хэмжигддэг), хоёр дахь нь радиус юм.
Үүний дагуу ердийн g-ийг авахын тулд сансрын тээвэрлэлтийн өнцгийн хурд болон радиусыг зөв хослуулах шаардлагатай.
Энэ асуудал "Интерсол", "Вавилон 5", "2001: Сансрын Одиссей" гэх мэт кинонуудад гардаг. Эдгээр бүх тохиолдолдхиймэл таталцал дэлхийн чөлөөт уналтын хурдатгалд ойрхон байна.
Хичнээн сайхан санаа байсан ч түүнийг хэрэгжүүлэхэд маш хэцүү.
Тойрог тойруулгын аргын асуудал
Хамгийн ойлгомжтой асуудал бол Сансрын Одиссей номонд онцолсон байдаг. "Сансрын тээвэрлэгч"-ийн радиус нь ойролцоогоор 8 метр юм. 9.8 хурдатгал авахын тулд эргэлт минут тутамд ойролцоогоор 10.5 эргэлтийн хурдтай байх ёстой.
Заасан утгууд дээр "Кориолисын эффект" илэрдэг бөгөөд энэ нь шалнаас өөр өөр зайд янз бүрийн хүч үйлчилдэгт оршино. Энэ нь өнцгийн хурдаас шууд хамаарна.
Сансар огторгуйд хиймэл таталцлыг бий болгох нь тодорхой болсон ч гэрийг хэт хурдан эргүүлэх нь дотоод чихэнд асуудал үүсгэх болно. Энэ нь эргээд тэнцвэр алдагдах, вестибуляр аппараттай холбоотой асуудал болон бусад ижил төстэй асуудлуудыг үүсгэдэг.
Энэ саад тотгор үүссэн нь ийм загвар туйлын амжилтгүй болохыг харуулж байна.
Та "Дэлхийн цагираг" роман дээр гардаг шиг эсрэгээрээ явж болно. Энд хөлөг онгоцыг цагираг хэлбэрээр хийсэн бөгөөд түүний радиус нь манай тойрог замын радиустай ойролцоо байна (ойролцоогоор 150 сая км). Энэ хэмжээгээр түүний эргэлтийн хурд нь Кориолис эффектийг үл тоомсорлоход хангалттай.
Та асуудал шийдэгдсэн гэж таамаглаж магадгүй, гэхдээ огт тийм биш. Баримт нь энэ бүтцийг тэнхлэгээ тойрон бүрэн эргүүлэхэд 9 хоног шаардагдана. Энэ нь ачаалал хэт их байх болно гэж таамаглах боломжтой болгодог. ТөлөөБарилга нь тэднийг тэсвэрлэж чадсан тул маш бат бөх материал хэрэгтэй бөгөөд энэ нь өнөөдөр бидний мэдэлд байхгүй байна. Үүнээс гадна, асуудал нь материалын хэмжээ болон барилгын процесс өөрөө юм.
"Вавилон 5" кинон дээр гардаг шиг ижил төстэй сэдэвтэй тоглоомуудад эдгээр асуудлууд ямар нэг байдлаар шийдэгддэг: эргэлтийн хурд хангалттай, Кориолис эффект нь тийм ч чухал биш, ийм хөлөг онгоц бүтээх боломжтой гэж таамаглаж байна..
Гэсэн хэдий ч ийм ертөнцүүдэд ч гэсэн сул тал бий. Түүний нэр эрч хүч.
Тэнхлэгээ тойрон эргэдэг хөлөг асар том гироскоп болж хувирав. Таны мэдэж байгаагаар гироскопыг өнцгийн импульсийн улмаас тэнхлэгээс хазайх нь маш хэцүү байдаг. Түүний тоо хэмжээ нь системээс гарахгүй байх нь чухал юм. Энэ нь энэ объектын чиглэлийг тогтооход маш хэцүү байх болно гэсэн үг юм. Гэхдээ энэ асуудлыг шийдэж болно.
Асуудал шийдвэрлэх
Сансарын станц дээрх хиймэл таталцлыг "О'Нилийн цилиндр" аврах ажилд ирэхэд ашиглах боломжтой болно. Энэхүү загварыг бий болгохын тулд тэнхлэгийн дагуу холбогдсон ижил цилиндр хэлбэртэй хөлөг онгоцууд хэрэгтэй. Тэд янз бүрийн чиглэлд эргэлдэж байх ёстой. Энэхүү угсралтын үр дүн нь өнцгийн импульс тэг байх тул хөлөг онгоцонд хүссэн чиглэлийг өгөхөд хүндрэл гарах ёсгүй.
Хэрвээ 500 метрийн радиустай хөлөг онгоц хийх боломжтой бол яг байх ёстой шигээ ажиллана. Үүний зэрэгцээ сансрын хиймэл таталцал нь хөлөг онгоц эсвэл судалгааны станцууд дээр урт удаан нислэг хийхэд тохиромжтой бөгөөд маш тухтай байх болно.
Сансрын инженерүүд
Хиймэл таталцлыг хэрхэн бий болгохыг тоглоомыг бүтээгчид мэддэг. Гэсэн хэдий ч энэхүү уран зөгнөлийн ертөнцөд таталцал нь биетүүдийн харилцан таталцал биш, харин объектыг тодорхой чиглэлд хурдасгахад зориулагдсан шугаман хүч юм. Эндхийн сонирхол татахуйц зүйл нь үнэмлэхүй биш бөгөөд эх сурвалжийг дахин чиглүүлэхэд өөрчлөгддөг.
Сансарын станц дээрх хиймэл таталцлыг тусгай генератор ашиглан бий болгодог. Энэ нь генераторын талбайд жигд, тэгш чиглэлтэй байдаг. Тэгэхээр бодит амьдрал дээр генератор суурилуулсан хөлөг онгоцонд мөргүүлбэл таныг их бие рүү татна. Гэсэн хэдий ч тоглоомонд баатар төхөөрөмжийн периметрийг орхих хүртэл унах болно.
Өнөөдөр ийм төхөөрөмжөөр бий болсон сансар дахь хиймэл таталцлыг хүн төрөлхтөн ашиглах боломжгүй болжээ. Гэсэн хэдий ч саарал үстэй хөгжүүлэгчид ч гэсэн энэ тухай мөрөөддөггүй.
Бөөрөнхий генератор
Энэ бол төхөөрөмжийн илүү бодит хувилбар юм. Суулгах үед таталцал нь генератор руу чиглэсэн чиглэлтэй байдаг. Ингэснээр таталцал нь гаригийнхтай тэнцүү байх станц байгуулах боломжтой.
Центрифуг
Өнөөдөр дэлхий дээрх хиймэл таталцлыг янз бүрийн төхөөрөмжөөс олж байна. Эдгээр нь ихэнх тохиолдолд инерц дээр суурилдаг, учир нь энэ хүч нь таталцлын нөлөөтэй адил мэдрэгддэг - бие нь хурдатгалд юу нөлөөлж байгааг ялгадаггүй. Жишээ нь: лифтээр явж байгаа хүн инерцийн нөлөөг мэдэрдэг. Физикчийн нүдээр: лифтийг өргөх нь чөлөөт уналтын хурдатгалд машины хурдатгал нэмдэг. Буцахдаабүхээгний хэмжсэн хөдөлгөөнд жин нэмэгдэх нь алга болж, ердийн мэдрэмжийг сэргээдэг.
Эрдэмтэд эрт дээр үеэс хиймэл таталцлыг сонирхож ирсэн. Эдгээр зорилгоор центрифуг ихэвчлэн ашигладаг. Энэ арга нь зөвхөн сансрын хөлгүүдэд төдийгүй хүндийн хүчний хүний биед үзүүлэх нөлөөг судлах шаардлагатай газрын станцуудад тохиромжтой.
Дэлхий дээр суралц,…
Хэдийгээр таталцлыг судлах нь сансраас эхэлсэн ч энэ нь маш энгийн шинжлэх ухаан юм. Өнөөдрийг хүртэл энэ чиглэлээр гарсан ололт амжилт, тухайлбал, анагаах ухаанд хэрэглэгдэж байна. Дэлхий дээр хиймэл таталцлыг бий болгох боломжтой эсэхийг мэдэхийн тулд та үүнийг мотор аппарат эсвэл мэдрэлийн системтэй холбоотой асуудлыг эмчлэхэд ашиглаж болно. Түүгээр ч барахгүй энэ хүчийг судлах ажлыг голчлон Дэлхий дээр хийдэг. Энэ нь сансрын нисгэгчид эмч нарын анхаарал дор байхын зэрэгцээ туршилт хийх боломжтой болгодог. Өөр нэг зүйл бол сансарт хиймэл таталцал, гэнэтийн нөхцөл байдал үүссэн тохиолдолд сансрын нисгэгчдэд туслах хүмүүс тэнд байдаггүй.
Нийт жингүйдэлтэй учир дэлхийн тойрог замд байгаа хиймэл дагуулыг тооцох боломжгүй. Эдгээр биетүүд бага зэрэг ч гэсэн таталцлын нөлөөнд автдаг. Ийм тохиолдолд үүссэн таталцлын хүчийг бичил таталцал гэж нэрлэдэг. Бодит таталцлыг зөвхөн сансар огторгуйд тогтмол хурдтай нисдэг аппаратад л мэдэрдэг. Гэвч хүний бие энэ ялгааг мэдэрдэггүй.
Та урт харайлтын үед (хүлхэвч нээгдэхээс өмнө) эсвэл онгоцны параболик буух үед жингүйдэж болно. Ийм туршилтуудЭнэ нь ихэвчлэн АНУ-д тавигддаг боловч онгоцонд энэ мэдрэмж ердөө 40 секунд үргэлжилдэг - энэ нь бүрэн хэмжээний судалгаа хийхэд хэтэрхий богино байна.
ЗХУ-д 1973 онд тэд хиймэл таталцлыг бий болгох боломжтой эсэхийг мэддэг байсан. Мөн үүнийг бий болгоод зогсохгүй ямар нэг байдлаар өөрчилсөн. Таталцлыг зохиомлоор бууруулах тод жишээ бол хуурай усанд дүрэх, усанд оруулах явдал юм. Хүссэн үр дүнд хүрэхийн тулд та усны гадаргуу дээр өтгөн хальс тавих хэрэгтэй. Тэр хүнийг дээр нь тавьдаг. Биеийн жингийн дор бие нь усан дор живж, зөвхөн толгой нь дээр үлддэг. Энэ загвар нь далайгаас олдсон таталцлын бага дэмжлэгийг харуулж байна.
Жингүйдлийн эсрэг хүч болох хэт таталцлын нөлөөг мэдрэхийн тулд сансарт гарах шаардлагагүй. Сансрын хөлгийг центрифугт хөөргөх, буулгах үед хэт ачааллыг мэдрэхээс гадна судлах боломжтой.
Таталцлын эмчилгээ
Таталцлын физик нь бусад зүйлсийн дотор жингүйдлийн хүний биед үзүүлэх нөлөөллийг судалж, үр дагаврыг багасгахыг эрэлхийлдэг. Гэсэн хэдий ч энэ шинжлэх ухааны олон тооны ололт нь манай гаригийн энгийн оршин суугчдад ашигтай байж болох юм.
Эмч нар миопати дахь булчингийн ферментийн үйл ажиллагааг судлахад ихээхэн найдвар тавьдаг. Энэ нь эрт үхэлд хүргэдэг ноцтой өвчин юм.
Идэвхтэй биеийн тамирын дасгал хийснээр эрүүл хүний цусанд креатинофосфокиназа фермент их хэмжээгээр ордог. Энэ үзэгдлийн шалтгаан нь тодорхойгүй байна, магадгүй ачаалал нь эсийн мембранд ийм байдлаар нөлөөлдөг."цоолсон". Миопатитай өвчтөнүүд дасгал хөдөлгөөн хийхгүйгээр ижил нөлөө үзүүлдэг. Сансрын нисгэгчдийн ажиглалтаас харахад жингүйдлийн үед цусан дахь идэвхтэй ферментийн урсгал мэдэгдэхүйц буурдаг. Энэхүү нээлт нь усанд шумбах аргыг хэрэглэх нь миопати үүсгэдэг хүчин зүйлийн сөрөг нөлөөллийг бууруулах болно гэдгийг харуулж байна. Одоогоор амьтанд туршилт хийж байна.
Таталцлын, тэр дундаа хиймэл судалгаанаас олж авсан өгөгдлийг ашиглан зарим өвчний эмчилгээг өнөөдөр аль хэдийн хийж байна. Жишээлбэл, тархины саажилт, цус харвалт, Паркинсоны өвчнийг ачааны костюм ашиглан эмчилдэг. Дэмжлэгийн эерэг нөлөөллийн судалгаа - пневматик гутал бараг дуусч байна.
Бид Ангараг руу нисэх үү?
Сансрын нисгэгчдийн сүүлийн үеийн ололт амжилт нь төслийн бодит байдалд найдвар төрүүлж байна. Хүнийг дэлхийгээс хол байх үед эмнэлгийн тусламж үзүүлж байсан туршлага бий. Таталцлын хүч нь манайхаас 6 дахин бага сар руу судалгааны нислэг хийсэн нь бас их ашиг авчирсан. Одоо сансрын нисэгчид болон эрдэмтэд Ангараг гаригийг өөртөө шинэ зорилго тавьж байна.
Улаан гараг руу зорчих тасалбар авахын өмнө та ажлын эхний үе шат буюу замдаа бие нь юу хүлээж байгааг мэдэж байх ёстой. Дунджаар элсэн цөлд хүрэх зам нэг жил хагас буюу 500 орчим хоног үргэлжилнэ. Замдаа та зөвхөн өөрийнхөө хүчинд найдах хэрэгтэй болно, тусламж хүлээх газар байхгүй.
Олон хүчин зүйл нь хүч чадлыг бууруулдаг: стресс, цацраг туяа, соронзон орны дутагдал. Биеийн хамгийн чухал сорилт бол таталцлын өөрчлөлт юм. Аялалын явцад хүн "танилцдаг"таталцлын хэд хэдэн түвшин. Юуны өмнө эдгээр нь хөөрөх үеийн хэт ачаалал юм. Дараа нь - нислэгийн үеэр жингүйдэл. Үүний дараа Ангараг гаригийн таталцлын хүч дэлхийн 40% хүрэхгүй тул очих газартаа гипогравитаци болно.
Урт нислэгт жингүйдэх сөрөг нөлөөг хэрхэн даван туулах вэ? Хиймэл таталцлыг бий болгох салбарын хөгжил ойрын ирээдүйд энэ асуудлыг шийдвэрлэхэд тусална гэж найдаж байна. Космос-936 дээр явж буй хархнууд дээр хийсэн туршилтууд нь энэ техник нь бүх асуудлыг шийдэж чадахгүй гэдгийг харуулж байна.
OS-ийн туршлагаас харахад сансрын нисгэгч бүрт шаардлагатай ачааллыг дангаар нь тодорхойлох сургалтын цогцолборыг ашиглах нь биед илүү их ашиг тус авчирдаг.
Одоохондоо Ангараг гариг руу судлаачид төдийгүй Улаан гараг дээр колони байгуулах хүсэлтэй жуулчид ч ниснэ гэж үзэж байна. Тэдний хувьд ядаж эхэндээ жингүйдэх мэдрэмж нь ийм нөхцөлд удаан хугацаагаар өртөх аюулын талаархи эмч нарын бүх маргаанаас давж гарах болно. Гэсэн хэдий ч тэдэнд хэдхэн долоо хоногийн дараа тусламж хэрэгтэй болох тул сансрын хөлөг дээр хиймэл таталцлыг бий болгох арга замыг олох нь маш чухал юм.
Үр дүн
Сансарт хиймэл таталцлыг бий болгох талаар ямар дүгнэлт хийж болох вэ?
Одоогоор авч үзэж байгаа бүх сонголтуудын дотроос эргэдэг бүтэц нь хамгийн бодитой харагдаж байна. Гэсэн хэдий ч физик хуулиудын өнөөгийн ойлголтоор хөлөг онгоц нь хөндий цилиндр биш тул энэ нь боломжгүй юм. Дотор нь санаагаа хэрэгжүүлэхэд саад болох давхцал байдаг.
Үүнээс гадна хөлөг онгоцны радиус ийм байх ёстойтом хэмжээтэй тул Кориолис нөлөө нь мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлэхгүй.
Иймэрхүү зүйлийг удирдахын тулд дээр дурдсан O'Neill цилиндр хэрэгтэй бөгөөд энэ нь танд хөлөг онгоцыг удирдах чадварыг өгөх болно. Энэ тохиолдолд багийнхныг таталцлын ая тухтай байлгах үүднээс гариг хоорондын нислэгт ижил төстэй загварыг ашиглах боломж нэмэгдэнэ.
Хүн төрөлхтөн мөрөөдлөө биелүүлэхийн өмнө шинжлэх ухааны уран зөгнөлт зохиолоос бага зэрэг бодитой, физикийн хуулиудын талаар илүү их мэдлэгтэй баймаар байна.
