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在太空中,大型空間站的旋轉是否真的能產生人造重力?

重力能是能產生,但是要求的條件比較苛刻。先來說重力的產生,再說能不能採用這種方式。

1:重力分為自然重力和人造重力;自然重力就是一些大質量的天體,比如地球就是利用自身質量大的優點,通過對物體的吸引力來產生重力,當然這部分引力並不是完全轉化為重力,還有一部分轉化為地球自轉的向心力;也就是說一個星體對一個物體的引力可以分解為做圓周運動的向心力和重力。由牛頓的萬有引力定律和圓周運動的公式可以推導出。因為地球自身的質量比較大,因此產生的重力比較穩定,並且人也不會感到不適。

2:接著就是人造重力,要想在太空中產生重力,建築物就必須對人體有支持力;由圓周運動的向心力與速度的關係式可得;Fn=m·v^2/r。根據這個原理,可以讓空間站圍繞一個中心旋轉;在沒有旋轉之前,人體和空間站的內壁沒有任何作用力,因為都是處於失重狀態。當空間站旋轉時,如果要想人不脫離空間站,內壁就必須對人體有一個支持力,這個支持力就可以充當圓周運動的向心力。此時人就會獲得一定的重力,這個重力的大小取決於空間站旋轉的快慢。

雖然有了理論的指導,但是目前沒有哪個國家敢採用這種模式;主要涉及的問題有驅動動力,製造材料,結構類型,能源消耗等,其中最重要的還是安全問題,因為這種裝置不像地球上那樣重力是很穩定的,如果空間站的質量不夠,就無法形成穩定的重力。所以這種裝置多出現在科幻作品中;比如《星際穿越》《極樂空間》等。《星際穿越》中的是一個小型的,而《極樂空間》中的則可以培養生態系統,供人類居住。

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