如何使宇宙飛船內的人獲得和在地球上一樣的重力？

對於愛看科幻片的讀者來說，人造重力是可望而不可及的技術，其實人造重力理論上是很簡單的！ 太空上可以體驗到地球的重力，同樣在地球上也可以體驗到失重的感覺。比如霍金就通過飛機體驗過零失重體驗！

人造重力可以分為三種！

第一種就是靠一直加速來模擬地球重力體驗。

這個思想最初來源於愛因斯坦於1911發表的《關於引力對光線傳播的影響》。等效原理告訴我們：你乘坐在飛船中遨遊宇宙，如果飛船以垂直於底部向上以9.8m/s2的加速度前進，如果飛船內的人不向外看，那麼他是無法區分自己是在地球上還是在太空上加速運動的。

此方案有存在兩種狀態，一種是不受引力影響。另一種是受到引力影響。第二種比第一種多受一個力計算麻煩一些。

先說不受引力的狀態。這個原理是利用持續的勻加速是物體處於超重狀態，當達到一定速度飛船本身對物體支持力等於重力即使人感受下同地球相同的重力！

當飛船勻加速是有F＝Ma，F為推力，M為飛船總質量，由於物體和飛船相對靜止，故a相同，物體收到飛船本身給的力f＝ma，m為物體質量，f等於物體對飛船的壓力。此時，只要滿足f＝mg即可，任何速度下會收到同地球相同的重力。

然後是受引力的狀態下，和上述唯一不同的是

f－GMm/r2＝ma，f＝mg即可。不過此時原遠離地球收到的引力會越來越小！

這就很好的模擬了地球的重力！這種方法雖然簡單明了，但是卻很費燃料，一直保持重力加速度需要消耗大量的能量，原理簡單，但是實行起來不靠譜。

第二種相對來說就比較靠譜，通過旋轉來製造離心力，讓宇航員們額外體驗到一種力，這種離心力就可以帶來重力體驗的效果。

其實離心力一種虛擬的力，其並不真實存在！

這個方案在很多電影中出現過也是現在最有可能實現的方案，就是使飛船繞一個中心軸旋轉，這樣飛船上的物體就會做離心運動。計算過程也很簡單。是向心力等於重力就可以計算出飛船繞軸心旋轉的速度。

計算公式如下：mg＝mv2/r。mg是物體的重力，右邊是物體做勻速圓周運動的向心力。由此可看出質量是無關量，r是物體圓周運動是到軸心距離，其中g＝9.8m/s這個是地球上的重力加速度。這樣就能計算出飛船以多大速度自轉能夠是船內物體獲得同在地球是一樣的重力。

我們可以想像一個很簡單的例子就可以理解。如果你坐在一個旋轉的飛椅上，你以飛椅為參照物，會發現自己靜止不動。但是你會有一種要甩出去的感覺，這就是離心力。

在你看來，正是因為離心力等於向心力才讓你合外力為零，所以你可以靜止不動。但是站在地面的觀察者不會額外引入向心力，他們只會認為你受到了向心力！你在飛椅上不僅可以感受到向心力也會感受到離心力，就相當於重力和地面支撐力一樣。不過離心力是虛擬的力。

那麼問題就很簡單了，要使離心力達到地面重力效果，就要求向心力F=mrω2(ω是角速度)替代重力。所以向心加速度就是rω2。代入重力加速度9.8m/s2。令rω2=9.8。如果飛船旋轉的r為100m，這就要求飛船每秒旋轉18o，20秒要旋轉一圈。

這樣理論上就可以體驗到重力了，其實兩個飛船靠繩子綁在一起可以依靠慣性維持彼此長久的環繞旋轉，省時省力！

不過目前人類還達不到長途宇宙航行的水平，頂多就是在國際空間站上做做實驗，而且某些實驗就需要空間站的微重力，所以人造重力目前沒有多大用！

第三個比較笨拙，就是通過電磁場額外施力。宇航員可以穿戴感應設備，這樣就可以體驗到電磁力了，如果把電磁力大小設計到重力大小就哦可了。但這也是最笨最麻煩的一種了！

ps ：未經同意不得轉載（圖片來源網路）

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