Одна из самых больших проблем, с которыми мы сталкиваемся при путешествиях в космосе,

— это атрофия, которую наши тела испытывают в условиях микрогравитации.

Астронавты на Международной космической станции

должны заниматься физическими упражнениями несколько раз в день, чтобы поддерживать силу своих костей и мышц.

Но есть ли альтернатива?

Можем ли мы создать искусственную гравитацию?

Где вся космическая станция вращается, чтобы создать искусственную гравитацию.

Люди внутри теперь могут ходить с комфортом, как на Земле.

Он делает это, используя центробежную силу.

Теперь кажется, что как только кто-то упоминает центробежную силу,

разъярённые толпы появляются в разделе комментариев.

Утверждая, что это не реально. Но это совсем не так.

NASA разработало этот огромный центрифуг.

чтобы испытать возможность создания искусственной гравитации ещё в 1960-х годах.

Здесь мы смотрим с инерциальной системы отсчёта,

что просто означает, что мы смотрим с внешней точки зрения,

и мы ясно видим, что никакая сила не тянет этого человека наружу.

Это просто его инерция несёт его вперёд, а пол, по которому он идёт,

обеспечивает центростремительную силу, чтобы не дать ему улететь.

Но что произойдет, если наша система отсчёта будет двигаться вместе с астронавтом.

Это называется вращающейся системой отсчёта или неинерциальной системой отсчёта.

Для него весь остальной мир движется, а он стоит на месте.

В этой системе отсчёта центробежная сила — это вполне реальная и измеримая сила,

которая толкает его вниз, подобно гравитации.

Единственное, что является вымышленным, — это его восприятие того, что это вызывает.

Это происходит потому, что в физике и инженерии мы должны уравновешивать силы.

Система должна находиться в равновесии.

Третий закон Ньютона гласит: на каждое действие есть равное и противоположное противодействие.

equal and opposite reaction — равное и противоположное противодействие

И в тот момент, когда вращение останавливается, оно снова исчезает.

Так если это так хорошо работает, почему мы до сих пор не видели вращающуюся космическую станцию?

Чтобы сделать это практически осуществимым, нам нужен огромный корабль,

который было бы невероятно дорого вывести на орбиту.

Ускорение, которое испытает ваше тело,

напрямую пропорционально скорости и радиусу космической станции.

Мы можем рассчитать силу тяжести на космической станции V из фильма «2001 год: Космическая одиссея»:

Космическая одиссея» сгенерировала бы её с помощью довольно простых математических вычислений.

Космическая станция V имела диаметр 300 метров.

и вращалась вокруг своей оси один раз в 60 секунд.

Чтобы у него была гравитация, похожая на земную,

Если бы мы сделали это реалистичного размера,

скажем, такого же размера, как Международная космическая станция.

Это, вероятно, было бы довольно дезориентирующим.

— это градиент ускорения, который вы бы испытали.

расстоянию до оси вращения,

ваша голова будет испытывать меньшую искусственную гравитацию, чем ваши ноги.

Это заставило бы кровь стекать к вашим ногам,

точно так же, как когда вы вращаете ведро с водой.

spin a bucket of water around — вращать ведро с водой (эксперимент для демонстрации центробежной силы)

Этот эффект уменьшится на более крупных станциях.

Кроме того, МКС для нас наиболее ценна,

как лаборатория для изучения эффектов микрогравитации.

Но что если бы деньги не были проблемой.

построенный для сверхбогатых как убежище от потрясений на Земле,

Элизиум затмевает Космическую станцию V, имея диаметр 60 километров.

и, по оценкам, весит около миллиона метрических тонн.

SpaceX в настоящее время может запускать килограмм в космос.

примерно за 2720 долларов с помощью своей ракеты Falcon 9.

Эта сумма будет снижена примерно до 1650 долларов за килограмм,

когда они запустят свою модификацию Falcon Heavy в конце года.

Но для этого потребовалось бы более 18 тысяч запусков.

чтобы доставить миллион метрических тонн на низкую околоземную орбиту,

с использованием современных технологий.

Затем нам нужно учитывать затраты на материалы и инженерные работы.

которые потребуются для строительства чего-то такого масштаба.

Это гораздо сложнее подсчитать,

но мы можем взять некоторые подсказки с МКС.

По оценкам, общая стоимость составила около 150 миллиардов.

Понадобилось 36 полётов шаттла, каждый из которых стоил 1,4 миллиарда долларов,

Консервативная оценка стоимости Элизиума

так что если бы стоимость была разделена между всеми,

Это не так уж надуманно, и стоимость космических путешествий

предназначена снизиться в будущем.

У нас действительно есть материалы, достаточно прочные, чтобы построить такую конструкцию.

за исключением дополнительного напряжения, создаваемого центростремительной и центробежной силами.

будет уменьшаться по мере того, как вы удаляетесь от центра вращения.

Это явно повлияло на их проект с этими сужающимися спицами.

Но мы сталкиваемся с некоторыми проблемами, когда осознаём,

что в мире недостаточно алюминия, чтобы построить эту вещь.

Для этого потребовалось бы не менее 10 лет всей мировой добычи алюминия,

Это привело бы к огромному скачку в стоимости материала.

surge in the cost — резкое увеличение стоимости

Альтернативным способом могло бы быть получение материалов из космоса.

и имеется много доступного металлического материала,

на Луне и на околоземных астероидах.

Так что эта технология определённо возможна,

наши единственные препятствия — это стоимость запуска и доступность материалов.

Что-то масштаба Космической станции V было бы легко осуществимо,

кто знает, может быть, в ближайшем будущем мы будем путешествовать в космос как туристы.

У меня для вас есть небольшой бонус в конце этого аутро,

вы можете перемотать вперёд или подождать, чтобы посмотреть его.

за то, что помогли мне пересмотреть это видео.

Ваша поддержка действительно ценится.

Поэтому я пообещал включить это в своё прошлое видео,

но я не смог понять, как включить это в это видео так, чтобы это выглядело органично.

Центробежный регулятор использовался в промышленной революции.

для регулирования количества пара, поступающего в паровой поршень.

Что было важно, так как предложение и спрос могут меняться в зависимости от топлива и нагрузки.

Например, если инженер добавит больше угля в котёл,

давление повысится, и эти массы будут вращаться быстрее,

что увеличивает центробежную силу и выталкивает их наружу.

Это поднимает эту гильзу, которая, в свою очередь, закрывает клапан.

чтобы уменьшить количество пара, поступающего в двигатель.

Таким образом, центробежный регулятор действует как датчик,