为什么科幻电影中宇航员可以在空间站里行走自如,不受失重干扰,而我们现实中的空间站里,宇航员总是漂浮在空中,扒着墙壁才能够移动?其实这是因为科幻电影中有人造重力这一设定。下面就和大家来聊一聊科幻中的空间站和人造重力。
空间站本质上也是一个航天器,只不过它的个头要大一些。现实中的空间站主体一般是由多个圆柱状的舱体共同形成梯形或者十字形的结构。神舟14号已经成功发射,中国空间站也将于今年年底完成T字构型建造。完整的天空空间站将由天河核心舱,问天试验舱,梦天实验舱三个舱段构成。
话说回来,科幻电影中的空间站与现实中可是大不相同,它们都是环状或者圆盘状,个头更加巨大,而且一直在旋转,像一个巨轮,不停地旋转,就是为了产生离心力来模拟地球上的重力,来消除失重环境下人类无法适应的问题,让太空中的宇航员能够正常生活。
为了让宇航员能有在地面上一样的重力感受,科学家们设计了这些圆环状的未来空间站,圆环绕着中心轴不停匀速自转。想一想,如果太空站的地面是沿着旋转的圆周铺设,离心力会把你拉向舱壁的方向,产生人造重力效应,宇航员就可以像在地面上一样行走。
我们知道,离心力的大小是由旋转半径和转速控制的,在已知空间站半径的情况下,只需要控制好转速,就能获得和地球上类似的重力了。但旋转空间站要是转速太快,宇航员也无法适应。在转速足够慢的情况下,想要获得足够的人造重力,就需要旋转的半径足够大,比如《星际穿越》中巨大的环形空间站。没错,建造一个超大号的空间站就能解决转速的问题了。解决了一个小问题,下面一个更大的问题又来了,大型空间站要怎么建造呢?
在《星际穿越》的结局中显得更加科幻,人类最终攻克了大型空间站的问题,依靠巨轮不停旋转产生人造重力,和地球上的生活几乎一模一样。空间站是人类迈向星辰大海的第一步。我们祝中国空间站早日建成,为中国航天加油。