Net jei nesate ypa? suinteresuoti kosmosu, tik?tina, kad mat?te j? filmuose, skait?te apie tai knygose ar ?aid?te ?aidimus, kuriuose erdv? yra svarbi tema. Tuo pa?iu metu daugumoje darb? yra vienas dalykas, kuris, kaip taisykl?, laikomas savaime suprantamu dalyku - gravitacija erdv?laivyje. Bet ar tai taip paprasta ir akivaizdu, kaip atrodo i? pirmo ?vilgsnio?

Pirma, ?iek tiek technin?s ?rangos. Jei nesigilinsite ? fizik? u? mokyklos kurso rib? (ir to mums ?iandien visi?kai pakaks), gravitacija yra pagrindin? k?n? s?veika, kurios d?ka jie visi traukia vienas kit?. Masyvesni traukia stipresnius, ma?iau masyv?s – silpnesnius.

Med?iaga

M?s? atveju svarbu tai. ?em? yra masyvus objektas, tod?l ?mon?s, gyv?nai, pastatai, med?iai, ?ol?s gele?t?s, kompiuteris, i? kurio skaitote tai, traukia ?em?. Mes prie to priprat? ir i? tikr?j? niekada negalvojame apie tokias, atrodyt?, smulkmenas. Pagrindin? ?em?s gravitacijos pasekm? mums yra gravitacijos pagreitis, taip pat ?inomas kaip g, ir lygus 9,8 m/s?. Tie. bet kuris k?nas be atramos vienodai ?sib?g?s link ?em?s centro, kas sekund? ?gydamas 9,8 m/s greit?.

D?l ?io efekto galime stov?ti tiesiai ant koj?, tur?ti s?vokas „auk?tyn“ ir „?emyn“, mesti daiktus ant grind? ir pan. Ties? sakant, daugelis ?mogaus veiklos r??i? b?t? labai pakeistos, jei b?t? pa?alinta ?em?s gravitacija.

Tai geriausiai ?ino astronautai, kurie didel? savo gyvenimo dal? praleid?ia TKS. Jie turi i? naujo i?mokti daryti tiek daug dalyk?, nuo to, kaip jie geria, iki to, kaip tenkina ?vairius savo fiziologinius poreikius. ?tai keletas pavyzd?i?.

Tuo pa?iu metu daugelyje film?, TV serial?, ?aidim? ir kit? mokslin?s fantastikos meno k?rini? gravitacija erdv?laiviuose „tiesiog egzistuoja“. Jie tai laiko savaime suprantamu dalyku ir da?nai net nesivargina to paai?kinti. Ir jei jie tai paai?kina, tai ka?kaip ne?tikina. Ka?kas pana?aus ? „gravitacijos generatorius“, kuri? veikimo principas yra ?iek tiek labiau misti?kas nei visi?kai, tod?l i? tikr?j? ?is po?i?ris ma?ai skiriasi nuo „gravitacijos laive“. kaip tik ten“ Man atrodo, kad visai neai?kinti yra ka?kaip nuo?ird?iau.

Teoriniai dirbtin?s gravitacijos modeliai

Bet visa tai nerei?kia, kad dirbtin?s gravitacijos niekas apskritai nebando paai?kinti. Jei gerai pagalvosite, tai galite pasiekti keliais b?dais.

Daug mas?s

Pirmasis ir „teisingiausias“ variantas yra padaryti laiv? labai masyv?. ?is metodas gali b?ti laikomas „teisingu“, nes b?tent gravitacin? s?veika suteiks reikiam? efekt?.

Kartu ?io metodo nerealumas, manau, akivaizdus. Tokiam laivui reik?s daug med?iagos. Ir d?l gravitacinio lauko pasiskirstymo (o mums reikia, kad jis b?t? vienodas), reik?s ka?k? nuspr?sti.

Nuolatinis pagreitis

Kadangi mums reikia pasiekti nuolatin? 9,8 m/s? gravitacin? pagreit?, kod?l gi nepadarius erdv?laivio platformos, kuri tuo pa?iu ?sib?g?t? statmenai savo plok?tumai g? Tokiu b?du neabejotinai bus pasiektas norimas efektas.

Ta?iau yra keletas akivaizd?i? problem?. Pirmiausia reikia i? ka?kur gauti kuro, kad b?t? u?tikrintas nuolatinis ?sib?g?jimas. Ir net jei kas nors staiga sugalvot? varikl?, kuriam nereikia i?mesti materijos, niekas nepanaikino energijos tverm?s d?snio.

Antroji problema yra pati nuolatinio pagrei?io prigimtis. Pirma, pagal m?s? dabartin? fizikini? d?sni? supratim? ne?manoma ?sib?g?ti am?inai. Reliatyvumo teorija grie?tai prie?tarauja. Antra, net jei laivas periodi?kai kei?ia krypt?, norint u?tikrinti dirbtin? gravitacij?, jam nuolat reik?s ka?kur skristi. Tie. Apie jok? sklandym? ?alia planet? negali b?ti n? kalbos. Laivas bus priverstas elgtis kaip ?iobris, kuris sustoj?s mirs. Taigi ?is variantas mums netinka.

Karusel?s karusel?

Ir ?ia prasideda linksmyb?s. Esu tikras, kad kiekvienas i? skaitytoj? gali ?sivaizduoti, kaip veikia karusel? ir kok? poveik? gali patirti joje esantis ?mogus. Viskas, kas ant jo, linkusi i??okti proporcingai sukimosi grei?iui. Karusel?s po?i?riu pasirodo, kad visk? veikia j?ga, nukreipta i?ilgai spindulio. Gana "gravitacijos" dalykas.

Taigi mums reikia statin?s formos laivas, kuris suksis aplink savo i?ilgin? a??. Tokie variantai mokslin?je fantastikoje yra gana da?ni, tod?l mokslin?s fantastikos pasaulis n?ra toks bevilti?kas, kalbant apie dirbtin?s gravitacijos paai?kinim?.

Taigi, ?iek tiek daugiau fizikos. Sukant aplink a?? sukuriama i?centrin? j?ga, nukreipta i?ilgai spindulio. Atlik? paprastus skai?iavimus (j?g? padalijus i? mas?s), gauname norim? pagreit?. Visa tai apskai?iuojama pagal paprast? formul?:

a=o?R,

Kur a- pagreitis, R- sukimosi spindulys, a, o - kampinis greitis, matuojamas radianais per sekund?. Radianas yra ma?daug 57,3 laipsnio.

Ko mums reikia, kad gal?tume normaliai gyventi savo ?sivaizduojamame kosminiame kreiseryje? Mums reikia tokio laivo spindulio ir kampinio grei?io derinio, kad j? sandauga i? viso gaut? 9,8 m/s?.

Ka?k? pana?aus galime pamatyti daugelyje darb?: „2001: Kosmin? odis?ja“ Stenlis Kubrickas, serija "Babilonas 5", Nolano « » , romanas "?iedo pasaulis" Laris Nivenas, Visata ir kiti. Visuose juose gravitacijos pagreitis yra ma?daug vienodas g, tod?l viskas pasirodo gana logi?ka. Ta?iau ?ie modeliai taip pat turi problem?.

Problemos „karusel?je“

Akivaizd?iausi? problem? turb?t lengviausia paai?kinti „Kosmin? odis?ja“. Laivo spindulys yra ma?daug 8 metrai. Naudodami paprastus skai?iavimus nustatome, kad norint pasiekti pagreit?, lyg? g, reikalingas ma?daug 1,1 rad/s kampinis greitis, kuris yra lygus ma?daug 10,5 apsisukim? per minut?.

Su ?iais parametrais paai?k?ja, kad Coriolis efektas. Nesileid?iant ? technines detales, b?da ta, kad skirtinguose „auk?tiuose“ nuo grind? judan?ius k?nus veiks skirtingos j?gos. Ir tai priklauso nuo kampinio grei?io. Taigi savo virtualiame projekte negalime sau leisti per greitai pasukti laivo, nes tai kupina problem? – nuo staigi?, neintuityvi? kritim? iki vestibuliarin?s sistemos problem?. O atsi?velgiant ? min?t? pagrei?io formul?, ma?o laivo spindulio sau leisti negalime. Tod?l kosmin?s odis?jos modelis nebereikalingas. Ma?daug ta pati problema su laivais i? "Tarp?vaig?dinis", nors su skai?iais viskas n?ra taip akivaizdu.

Antroji problema, taip sakant, kitoje spektro pus?je. Romane Laris Nivenas "?iedo pasaulis" laivas yra mil?ini?kas ?iedas, kurio spindulys ma?daug lygus ?em?s orbitos spinduliui (1 AU ? 149 mln. km). Taigi paai?k?ja, kad jis sukasi gana patenkinamu grei?iu, tod?l Koriolio efektas ?mon?ms yra nematomas. Atrodo, viskas tinka, bet yra vienas dalykas Bet. Norint sukurti toki? konstrukcij?, prireiks ne?tik?tinai tvirtos med?iagos, kuri tur?s atlaikyti mil?ini?kas apkrovas, nes vienas apsisukimas tur?t? u?trukti apie 9 dienas. ?monija ne?ino, kaip u?tikrinti pakankam? tokios konstrukcijos stiprum?. Jau nekalbant apie tai, kad ka?kur reikia paimti tiek daug reikalo ir sukurti vis?.

Tuo atveju, kai Halo arba "Babilonas 5" atrodo, kad n?ra vis? ankstesni? problem?. O sukimosi greitis yra pakankamas, kad Koriolio efektas nedaryt? neigiamos ?takos, ir i? principo tok? laiv? pastatyti (bent jau teori?kai) ?manoma. Ta?iau ?ie pasauliai turi ir tr?kum?. Jo pavadinimas yra kampinis momentas.

Sukdami laiv? aplink savo a?? paver?iame j? mil?ini?ku giroskopu. Ir ?inoma, kad yra gana sunku nukreipti giroskop? nuo jo a?ies. Viskas b?tent d?l kampinio momento, kurio kiekis turi b?ti i?saugotas sistemoje. Tai rei?kia, kad skristi ka?kur tam tikra kryptimi bus sunku. Ta?iau ?i problema taip pat gali b?ti i?spr?sta.

Kaip tur?t? b?ti

?is sprendimas vadinamas "O'Neillo cilindras". Jo dizainas yra gana paprastas. Mes paimame du vienodus cilindrinius laivus, sujungtus i?ilgai a?ies, kuri? kiekvienas sukasi savo kryptimi. D?l to mes turime nulin? bendr? kampin? moment?, o tai rei?kia, kad netur?t? kilti problem? nukreipiant laiv? norima kryptimi. Kai laivo spindulys yra ma?daug 500 m (kaip Babylon 5) ar daugiau, viskas tur?t? veikti taip, kaip tur?t?.

I? viso

Taigi, kokias i?vadas galime padaryti apie tai, kaip dirbtin? gravitacija tur?t? b?ti ?gyvendinta erdv?laiviuose? I? vis? ?vairaus pob?d?io darbuose si?lom? ?gyvendinim? realiausia yra besisukanti konstrukcija, kurioje „?emyn“ nukreipt? j?g? suteikia ?centrinis pagreitis. Ne?manoma sukurti dirbtin?s gravitacijos laive su plok??iomis lygiagre?iomis konstrukcijomis, tokiomis kaip deniai (kaip da?nai vaizduojama ?vairiose mokslin?se fantastikose), atsi?velgiant ? m?s? ?iuolaikin? fizikos d?sni? supratim?.

Besisukan?io laivo spindulys turi b?ti pakankamas, kad Koriolio efektas b?t? pakankamai ma?as ir nepaveikt? ?moni?. Geri pavyzd?iai i? ?sivaizduojam? pasauli? yra jau min?ti Halo Ir Babilonas 5.

Nor?dami valdyti tokius laivus, turite sukurti O'Neill cilindr? - dvi "statines", besisukan?ios skirtingomis kryptimis, kad sistemai b?t? suteiktas nulinis kampinis impulsas. Tai leis tinkamai valdyti laiv?.

I? viso turime labai real? recept?, kaip suteikti astronautams patogias gravitacines s?lygas. Ir kol i? tikr?j? negalime sukurti ka?k? pana?aus, ?aidim?, film?, knyg? ir kit? k?rini? apie kosmos? k?r?jai nor?t? daugiau d?mesio skirti fiziniam realizmui.

?ini? ekologija. Ilgas buvimas erdv?je turi rimt? pasekmi?. Mikrogravitacijos poveikio astronautams medicininiai tyrimai

Ilgas buvimas erdv?je turi rimt? pasekmi?. Medicininiai tyrimai apie mikrogravitacijos poveik? astronautams po keli? m?nesi? ?emoje ?em?s orbitoje (LEO) pri?jo prie kar?ios i?vados, kad ?mon?s negali visi?kai gyventi be gravitacijos. D?l ?ios prie?asties dirbtin? gravitacija vis da?niau aptariama kaip svarbi ilgalaik?s misijos kosmose sudedamoji dalis tiek arti, tiek toli nuo ?em?s.

Dirbtin? gravitacija bus ypa? svarbi ilgalaik?ms komercin?ms misijoms, kai telerobotik? valdys ?gula, dislokuota arti asteroido, kuriame kasami mineralai ir vykdoma kita veikla. Tokia gravitacija taip pat bus naudinga ilgalaikiams ma?os gravitacijos k?n?, toki? kaip M?nulis, Marsas ar net i?orini? planet? palydovai, tyrimams.

Va?ingtone gyvenantis Williamas Kempas mano, kad jis ir jo verslo partneris Tedas Ma?eika rado perspektyv? ?i? problem? sprendim?. Tai 30 metr? skersmens cilindrin? kosmin? stotis, galinti sukurti kintam? dirbtin? gravitacij?, sukdama cilindr? aplink i?ilgin? a??.

„Jei norime i?likti kosmose ilgiau nei metus, turime sukurti dirbtin? gravitacij? arba aukosime ?mones“, – sak? „United Space Structures“ ?k?r?jas ir generalinis direktorius Kempas.

Daugiau nei tris de?imtme?ius Kempas dirbo siekdamas tobulinti savo id?jas. ?iuo metu ?mon? turi patentuot? projekto proces? ir ie?ko finansavimo bei kit? partneri?, galin?i? daug investuoti.

Id?ja yra pasiekti dirbtin? gravitacij? naudojant i?centrin? j?g?, kuriai reikia sukimosi, sukuriant sl?g? ?emyn. Ma?a 10 metr? strukt?ra teori?kai gal?t? suktis pakankamai greitai, kad ?mon?s pajust? gravitacij?, ta?iau Kempas teigia, kad toki? strukt?r? turintys astronautai tur?t? baisi? vidin?s ausies problem?.

„Jei sukimosi greitis per didelis, j?s? pusiausvyros jausmas bus i?mu?tas i? v??i? ir netrukus pajusite bais? skausm? rankose ir keliuose“, – sako Kemp.

Ta?iau nedidel? 30 metr? skersmens cilindrin? stotis, kuri? pasi?l? Kemp, gal?t? i?laikyti 0,6 ?em?s gravitacij?; tai yra minimumas, kuris leis ?mon?ms saugiai gyventi stotyje ma?iausiai dvejus metus. Astronautai gyvens ir cilindro viduje, ir i?oriniame konstrukcijos pusrutulyje.

Kempas teigia, kad 30 metr? cilindrinei sto?iai dirbtinei gravitacijai sukurti reik?s 5,98 apsisukim? per minut? sukimosi grei?io ir minimalaus naudojamo dyd?io. Greitas sukimosi greitis b?t? nepatogus astronautams.

„Cilindro sukimosi kryptis neturi reik?m?s“, – sako Kempas. - Greitis priklauso nuo besisukan?io objekto spindulio ir jums reikalingos gravitacijos; kuo didesnis spindulys, tuo ma?esnis sukimosi greitis.

Kemp sako, kad pirmasis „United Space Structures“ bandym? ?ingsnis bus 30 metr? prototipo i?bandymas LEO. Nors tokioje 30 metr? stotyje tilpt? ma?iausiai 30 ?moni?, ji puikiai veikt? ir giliajame kosmose, ir netoli ?em?s esan?ioje asteroid? kasybos aplinkoje.

Kurie partneriai statys ?ias stotis?

„Deram?s su tokiomis ?mon?mis kaip Deep Space Industries , kurie nori i?kasti asteroidus, ir su kitomis ?mon?mis, kurios nori i?kasti M?nul?, sako Kempas. „Nor?tume naudoti „SpaceX“ paleidimo platformas, ta?iau tai ?ymiai padidins i?laidas, tod?l i? prad?i? statyboms naudosime kompozicines med?iagas, o ne metalus.

Nepaisant numatom? kosmoso medicinos ?uoli? per ateinan?ius du de?imtme?ius, Kemp yra visi?kai ?sitikin?s, kad dirbtin?s gravitacijos visada reik?s. Laikui b?gant mikrogravitacijos s?lygomis ma??ja raumen? ir kaul? mas?, susitraukia regos nervas, atsitraukia tinklain?, ma??ja imunitetas, galb?t net sutrinka kritinis m?stymas.

?inoma, tai nerei?kia, kad dirbtin? gravitacija bus panac?ja.

Dirbtin?s gravitacijos aplinkoje astronautai vis tiek ?inos, kad yra besisukan?ioje stotyje, sako Kempas. ?jimas tokioje stotel?je primins ?jim? ?laitu, nes i? po koj? dings grindys. Vaik??iodami prie?inga sukimosi kryptimi jausit?s taip, lyg eitum?te ? kaln?, kai pakyla grindys. O jei eisite statmenai sukimuisi bet kuria kryptimi, jausit?s, kad krentate ? ?on?

B.V. Rau?enbachas, Korolevo kovos draugas, papasakojo apie tai, kaip jam kilo id?ja sukurti dirbtin? gravitacij? erdv?laivyje: 1963 m. ?iemos pabaigoje vyriausiasis dizaineris, valantis keli? nuo sniego. netoli savo namo Ostankinskaya gatv?je, tur?jo, galima sakyti, epifanij?. Nelaukdamas pirmadienio, jis paskambino netoliese gyvenusiam Rau?enbachui ir netrukus kartu prad?jo „atlaisvinti keli?“ ? kosmos? ilgiems skryd?iams.
Id?ja, kaip da?nai nutinka, pasirod? paprasta; tai turi b?ti paprasta, kitaip prakti?kai nieko gali nepavykti.

Nor?dami u?baigti paveiksl?l?. 1966 m. kovo m?n., Amerikie?iai Dvyni? 11:

11:29 val. Dvyniai 11 atsijung? nuo Agenos. Dabar prasideda linksmyb?s: kaip elgsis du kabeliu sujungti objektai? I? prad?i? Konradas band? ?vesti s?saj? ? gravitacin? stabilizavim? – kad raketa kab?t? apa?ioje, laivas vir?uje ir trosas b?t? ?temptas.
Ta?iau nutolti 30 m nesukeliant stipri? vibracij? nepavyko. 11:55 mes per?jome prie antrosios eksperimento dalies – „dirbtin?s gravitacijos“. Konradas ?ved? rai?t? ? sukim?si; I? prad?i? kabelis driek?si i?lenkta linija, bet po 20 minu?i? i?sities? ir sukimasis tapo visai teisingas. Konradas padidino greit? iki 38 °/min, o po vakarien?s iki 55 °/min, sukurdamas 0,00078 g sunkum?. Negal?jai to pajusti „lie?iant“, bet daiktai pama?u nus?do ant kapsul?s dugno. 14:42, po trij? valand? sukimosi, smeigtukas buvo nu?autas ir Dvyniai pasitrauk? nuo raketos.

Genadijus Bra?nikas, 2011 m. baland?io 23 d
?velgdamas ? pasaul?, atmerk akis... (senov?s graik? epas)
Kaip sukurti dirbtin? gravitacij??
?iais metais ?ven?iamos penkiasde?imtosios kosmoso tyrin?jim? metin?s parod? did?iul? ?mogaus intelekto potencial? suprasti supan?i? Visat?. Tarptautin? kosmin? stotis (TKS) yra pilotuojama orbitin? stotis – bendras tarptautinis projektas, kuriame dalyvauja 23 ?alys,
?tikinamai ?rodo nacionalini? program? susidom?jim? tiek artimos, tiek tolimosios kosmoso pl?tra. Tai taikoma tiek mokslinei, tiek techninei, tiek komercinei nagrin?jamo klausimo pusei. Tuo pa?iu metu pagrindin? problema, trukdanti masiniam kosmoso tyrin?jimui, yra nesvarumo arba gravitacijos nebuvimo ant esam? kosmini? objekt? problema. „Gravitacija (universali gravitacija, gravitacija) yra universali fundamentali s?veika tarp vis? materiali? k?n? Ma?? grei?i? ir silpnos gravitacin?s s?veikos aproksimacija apib?dinama Niutono gravitacijos teorija, bendruoju atveju – bendra Ein?teino teorija. reliatyvumas“ – tok? ?io rei?kinio apibr??im? pateikia ?iuolaikinis mokslas. Gravitacijos pob?dis ?iuo metu neai?kus. ?vairi? gravitacini? teorij? teoriniai poky?iai neranda eksperimentinio patvirtinimo, o tai rodo, kad gravitacin?s s?veikos prigimties mokslin? paradigma buvo per anksti patvirtinta kaip viena i? keturi? pagrindini? s?veik?. Remiantis Niutono gravitacijos teorija, ?em?s traukos traukos j?ga nustatoma pagal i?rai?k? F=m x g, kur m – k?no mas?, o g – gravitacijos pagreitis. "Greitacijos pagreitis g yra pagreitis, kur? k?nui suteikia vakuume gravitacijos j?ga, tai yra planetos (ar kito astronominio k?no) gravitacinio traukos ir jos sukimosi sukelt? inercini? j?g? geometrin? suma. Pagal antr?j? Niutono d?sn? gravitacijos pagreitis yra lygus objekt? veikian?iai gravitacijos j?gai. ?em?s traukos pagrei?io vert? paprastai yra lygi 9,8 arba 10 m/s standartin? („normali“) vert?, priimta statant mazg? sistemas, yra g = 9,80665 m/s?, o techniniuose skai?iavimuose da?niausiai imamas g = 9,81 m/s?. G reik?m? tam tikra prasme buvo apibr??ta kaip „vidutinis“ pagreitis d?l gravitacijos ?em?je, ma?daug lygus gravitacijos pagrei?iui 45,5° platumos j?ros lygyje priklauso nuo platumos, paros laiko ir kit? veiksni?. Jis svyruoja nuo 9,780 m/s? ties pusiauju iki 9,832 m/s? a?igaliuose. ?is mokslinis neapibr??tumas taip pat kelia daug klausim?, susijusi? su gravitacijos konstanta Bendrojoje reliatyvumo teorijoje. Ar jis toks pastovus, jei gravitacijos s?lygomis turime toki? parametr? sklaid?. Pagrindiniai beveik vis? gravitacini? teorij? argumentai yra ?ie: „Greitacijos pagreitis susideda i? dviej? komponent?: gravitacinio pagrei?io ir ?centrinio pagreitio d?l to, kad planetos mas? pasiskirsto t?ryje, kurio geometrin? forma skiriasi nuo idealios sferos (geoido), kuri naudojama mineral? paie?kai pagal gravitacines anomalijas. I? pirmo ?vilgsnio tai gana ?tikinami argumentai. Atid?iau panagrin?jus tampa akivaizdu, kad ?ie argumentai nepaai?kina fizin?s rei?kinio prigimties. ?em?s atskaitos sistemoje, susietoje su ?centriniu pagrei?iu kiekviename geografiniame ta?ke, yra visi gravitacijos pagrei?io matavimo komponentai. Tod?l ir matavimo objektas, ir matuojama ?ranga yra veikiami vienodos ?takos, ?skaitant pasiskirstyt? ?em?s mas? ir gravitacines anomalijas. Tod?l matavimo rezultatas tur?t? b?ti pastovus, ta?iau taip n?ra. Be to, situacijos neapibr??tum? lemia teorin?s skai?iuojamos laisvojo kritimo pagrei?io reik?m?s TKS skryd?io auk?tyje - g=8,8 m/s(2). Tikroji vietin?s gravitacijos vert? TKS nustatoma 10(-3)...10(-1) g ribose, o tai lemia nesvarum?. Teiginiai, kad TKS juda pab?gimo grei?iu ir yra tarsi laisvo kritimo b?senoje, taip pat atrodo ne?tikinami. O kaip d?l geostacionari? palydov?? Esant ?iai apskai?iuotai g vertei, jie jau seniai b?t? nukrit? ? ?em?. Be to, bet kurio k?no mas? galima apibr??ti kaip jo paties elektros kr?vio kiekybin? ir kokybin? charakteristik?. Visi ?ie svarstymai leid?ia daryti i?vad?, kad ?em?s gravitacijos pob?dis nepriklauso nuo s?veikaujan?i? objekt? masi? santykio, o yra nulemtas ?em?s gravitacinio lauko elektrin?s s?veikos Kulono j?g?. Jei skrendame horizontaliu skryd?iu l?ktuvu, de?imties km auk?tyje, tai gravitacijos d?sniai yra visi?kai patenkinti, ta?iau to paties skryd?io metu TKS 350 km auk?tyje gravitacijos prakti?kai n?ra. Tai rei?kia, kad ?iuose auk??iuose yra mechanizmas, leid?iantis gravitacij? nustatyti kaip materiali? k?n? s?veikos j?g?. O ?ios j?gos vert? lemia Niutono d?snis. 100 kg sverian?io ?mogaus gravitacin?s traukos j?ga ?em?s lygyje, ne?skaitant atmosferos sl?gio, tur?t? b?ti F = 100 x 9,8 = 980 N. Remiantis turimais duomenimis, ?em?s atmosfera yra elektri?kai nevienalyt? strukt?ra, kurios sluoksniuotum? lemia jonosfera. „Jonosfera (arba termosfera) yra vir?utin?s ?em?s atmosferos dalis, kuri yra labai jonizuota d?l kosmini? spinduli?, sklindan?i? daugiausia i? Saul?s, mi?inio. deguonies O2) ir kvazineutralios plazmos ( neigiamo kr?vio daleli? skai?ius yra tik apytiksliai lygus teigiamai ?kraut? daleli? skai?iui. Jonizacijos laipsnis tampa reik?mingas jau 60 kilometr? auk?tyje ir nuolat did?ja, atsi?velgiant ? atstum? nuo ?em?s). ?kraut? daleli? tankis N, D, E ir F sluoksniai i?siskiria D sluoksnyje (60-90 km) ?kraut? daleli? koncentracija Nmax ~ 10(2)-10(3) cm. -3 – tai silpnos jonizacijos sritis. Pagrindinis ind?lis ? ?io regiono jonizacij? yra nedidel? vaidmen? atlieka ir 60-100 km auk?tyje degantys meteoritai spinduliai, taip pat energetin?s magnetosferos dalel?s (atne?tos ? ?? sluoksn? magnetini? audr? metu). D sluoksniui taip pat b?dingas staigus jonizacijos laipsnio suma??jimas nakt?. E sluoksnis E regionui (90-120 km) b?dingas plazmos tankis iki Nmax~ 10(5) cm-3. ?iame sluoksnyje stebimas elektron? koncentracijos padid?jimas dienos metu, nes pagrindinis jonizacijos ?altinis yra saul?s trump?j? bang? spinduliuot?, be to, jon? rekombinacija ?iame sluoksnyje vyksta labai greitai, o nakt? jon? tankis gali suma??ti iki. 10(3) cm-3. ?? proces? stabdo kr?vi? difuzija i? auk??iau esan?ios srities F, kur jon? koncentracija gana didel?, ir naktiniai jonizacijos ?altiniai (Saul?s geokoronin? spinduliuot?, meteorai, kosminiai spinduliai ir kt.). Retkar?iais, 100-110 km auk?tyje, atsiranda ES sluoksnis, labai plonas (0,5-1 km), bet tankus. ?io posluoksnio ypatyb? – didel? elektron? koncentracija (ne~10(5) cm-3), kuri turi didel? ?tak? vidutini? ir net trump? radijo bang?, atsispindin?i? nuo ?ios jonosferos srities, sklidimui. E sluoksnis d?l gana didel?s laisv?j? srov?s ne??j? koncentracijos vaidina svarb? vaidmen? sklindant vidutin?ms ir trumposioms bangoms. F sluoksnis F regionas dabar vadinamas visa jonosfera vir? 130–140 km. Maksimalus jon? susidarymas pasiekiamas 150-200 km auk?tyje. Dienos metu stebimas ir galingos saul?s ultravioletin?s spinduliuot?s sukeltas elektron? koncentracijos pasiskirstymo „?ingsnio“ susidarymas. ?io ?ingsnio regionas vadinamas regionu F1 (150–200 km). Tai labai paveikia trump?j? radijo bang? sklidim?. Vir?utin? F sluoksnio dalis iki 400 km vadinama F2 sluoksniu. ?ia ?kraut? daleli? tankis pasiekia maksimum? - N ~ 10(5)-10(6) cm-3. Dideliame auk?tyje vyrauja lengvesni deguonies jonai (400-1000 km auk?tyje), o dar auk??iau - vandenilio jonai (protonai), o nedideliais kiekiais - helio jonai." Dvi pagrindin?s ?iuolaikin?s atmosferos elektros teorijos buvo sukurtos viduryje. -XX a. angl? mokslininkas Ch. Wilsonas ir soviet? mokslininkas I. Frenkelis. Pagal Wilsono teorij?, ?em? ir jonosfera atlieka perk?no debes? ?kraut? plok??i? vaidmen? veda prie elektrinio lauko atsiradimo atmosferoje. Pagal Frenkelio teorij? atmosferos elektrinis laukas visi?kai paai?kinamas troposferoje vykstan?iais elektriniais rei?kiniais – debes? poliarizacija ir j? s?veika su ?eme bei jonosfera. ?i? teorini? elektrin?s s?veikos atmosferoje samprat? apibendrinimas rei?kia ?em?s gravitacijos klausim? elektrostatikos po?i?riu. galima nustatyti materiali? k?n? gravitacin?s elektrin?s s?veikos reik?mes gravitacijos s?lygomis. Nor?dami tai padaryti, apsvarstykite ?? model?. Bet kuris materialus energijos k?nas, b?damas elektriniame lauke, atliks tam tikr? Kulono s?veik?. Priklausomai nuo vidin?s elektros kr?vio strukt?ros, jis bus pritrauktas prie vieno i? elektros poli? arba bus pusiausvyros b?senoje ?iame lauke. Kiekvieno k?no elektrinio kr?vio laipsn? lemia jo paties laisv?j? elektron? koncentracija (?mon?ms – raudon?j? kraujo k?neli? koncentracija). Tada ?em?s traukos gravitacin?s s?veikos modelis gali b?ti pavaizduotas kaip sferinis kondensatorius, susidedantis i? dviej? koncentrini? tu??iaviduri? rutuli?, kuri? spindulius lemia ?em?s spindulys ir jonosferos sluoksnio auk?tis F2. ?iame elektriniame lauke yra ?mogus ar kitas materialus k?nas. ?em?s pavir?iaus elektrinis kr?vis neigiamas, jonosfera – teigiama ?em?s at?vilgiu. ?mogaus elektros kr?vis ?em?s pavir?iaus at?vilgiu yra teigiamas, tod?l Kulono s?veikos j?ga pavir?iuje visada trauks ?mog? ? ?em?. Jonosferini? sluoksni? buvimas rei?kia, kad tokio kondensatoriaus bendr? elektrin? talp? lemia kiekvieno sluoksnio bendra talpa, kai jis sujungtas nuosekliai: 1/Tot = 1/C(E)+1/C(F)+1/C (F2). Kadangi atliekamas apytikslis in?inerinis skai?iavimas, atsi?velgsime ? pagrindinius energetinius jonosferos sluoksnius, kuriems imsime ?iuos pradinius duomenis: sluoksnis E - auk?tis 100 km, sluoksnis F - auk?tis 200 km, sluoksnis F2 - auk?tis 400 km. Paprastumo d?lei nenagrin?sime D sluoksnio ir sporadinio Es sluoksnio, susidaran?io jonosferoje padid?jus ar suma??jus saul?s aktyvumui. Fig. 1 paveiksle parodyta ?em?s atmosferos jonosferini? sluoksni? pasiskirstymo schema ir nagrin?jamo proceso elektros grandin?s schema.
1.a pav. pateiktoje elektros grandin?je pavaizduotas nuoseklus trij? kondensatori? sujungimas, ? kuriuos tiekiama pastovi ?tampa Etotal. Pagal elektrostatikos d?snius elektros kr?vi? pasiskirstymas kiekvieno kondensatoriaus C1, C2 ir C3 plok?t?se parodytas s?lygi?kai +/-. Remiantis ?iuo elektros kr?vi? pasiskirstymu, tinkle atsiranda vietiniai lauko stiprumai, kuri? kryptys yra prie?ingos bendrajai taikomai ?tampai. ?iose tinklo atkarpose elektros kr?vi? jud?jimas bus prie?inga kryptimi, palyginti su Total. 1.b paveiksle parodyta ?em?s atmosferos jonosferini? sluoksni? schema, kuri? visi?kai apib?dina kondensatori? nuoseklaus jungimo elektrin? grandin?. Kulono s?veikos j?gos tarp jonosferos sluoksni? ?ymimos Fg. Pagal elektros kr?vi? koncentracijos lyg? vir?utinis F2 jonosferos sluoksnis yra elektri?kai teigiamas ?em?s pavir?iaus at?vilgiu. D?l to, kad skirtingos kinetin?s energijos saul?s v?jo dalel?s prasiskverbia per vis? atmosferos gyl?, kiekvieno sluoksnio bendr? Kulono s?veikos j?g? lems bendrosios gravitacin?s j?gos Fg total ir gravitacin?s j?gos vektoriaus suma. atskiras jonosferos sluoksnis. Sferinio kondensatoriaus talpos apskai?iavimo formul? yra tokia: C = 4x(pi)x e(a)x r1xr2/(r2-r1), ?ia C sferinio kondensatoriaus talpa; r1 – vidin?s sferos spindulys, lygus ?em?s spindulio 6 371,0 km ir apatinio jonosferos sluoksnio auk??io sumai; r2 – i?orin?s sferos spindulys, lygus ?em?s spindulio ir vir?utinio jonosferos sluoksnio auk??io sumai; e(a)=e(0)x e - absoliuti dielektrin? konstanta, kur e(0)=8,85x10(-12) fm, e ~ 1. Tada kiekvieno jonosferos sluoksnio talpos suapvalintos apskai?iuotos vert?s tur?s ?ios reik?m?s: C (E)=47 µF, C(F)=46 µF, C(F2)=25 µF. Bendra jonosferos talpa, atsi?velgiant ? pagrindinius sluoksnius, bus apie 12 mF. Atstumas tarp jonosferos sluoksni? yra daug ma?esnis u? ?em?s spindul?, tod?l ? kr?v? veikian?ios Kulono j?gos apskai?iavimas gali b?ti atliktas naudojant plok??io kondensatoriaus formul?: Fg= e(a) x A x U (2) /(2xd(2)), kur A yra ploto plok?t?s (pi x (Rз+ h)(2)); U - ?tampa; d - atstumas tarp sluoksni?; e(a)=e(0)x e - absoliuti dielektrin? konstanta, kur e(0)=8,85x10(-12) fm, e ~ 1. Tada apskai?iuotos kiekvieno jonosferos sluoksnio Kulono s?veikos j?g? vert?s ?ios reik?m?s: Fg (E)= 58x10(-9)x U(2); Fg(F)= 59x10(-9)x U(2); Fg(F1)= 15x10(-9)x U(2); Fgtot = 3,98 x 10 (-9) x U (2). Nustatykime 100 kg sverian?io k?no atmosferos ?tempi? reik?m?. Skai?iavimo formul? bus tokia: F=m x g= Fg(E) + Fgtot. Pakeit? ?inomas reik?mes ? ?i? formul?, gauname reik?m? U = 126 KV. Vadinasi, jonosferos sluoksni? Kulono s?veikos j?gas lems ?ios reik?m?s: Fg(E)= 920n; Fg(F)= 936n; Fg(F1)= 238n; Fgviso = 63n. Perskai?iav? kiekvieno jonosferos sluoksnio laisvojo kritimo pagreit?, atsi?velgdami ? Niutono s?veik?, gauname tokias reik?mes: g(E)= +9,83 m/s(2); g(F)= -8,73 m/s(2); g(F1)= -1,75 m/s(2). Pa?ym?tina, kad ?iose apskai?iuotose vert?se neatsi?velgiama ? vidinius atmosferos parametrus, b?tent ? aplinkos sl?g? ir atsparum?, kuriuos sukelia deguonies ir azoto molekuli? koncentracija kiekviename jonosferos sluoksnyje. Atlikus apytiksl? in?inerin? skai?iavim?, gauta vert? g(F1) = -1,75 m/s(2), kuri gerai sutampa su faktine vietin?s gravitacijos verte TKS - 10(-3)...10 (-1) g. Rezultat? neatitikimai atsiranda d?l to, kad sukimo balansai, naudojami gravitacijos pagrei?iui matuoti, n?ra sukalibruoti pagal neigiamas vertes - tai, ko ?iuolaikinis mokslas nesitik?jo. Norint sukurti dirbtin? gravitacij?, turi b?ti ?vykdytos dvi s?lygos. Sukurkite elektri?kai izoliuot? sistem? pagal Gauso teoremos reikalavim?, ty u?tikrinti elektrinio lauko stiprumo vektoriaus cirkuliacij? u?daroje sferoje ir ?ios sferos viduje numatyti elektrinio lauko stiprum?, reikaling? 1000 N Kulono s?veikos j?gai sukurti. Lauko stiprum? galima apskai?iuoti pagal formul?: F= e(a) x A x E(2) /2, kur A yra plok?t?s plotas; E - elektrinio lauko stiprumas; e(a)=e(0)x e - absoliuti dielektrin? konstanta, kur e(0)=8,85x10(-12) fm, e ~ 1. Pakeit? duomenis ? formul?, 10 kv.m gauname reik?m? elektrinio lauko stipris , lygus E = 4,75 x 10(6) V/m. Jei patalpos auk?tis yra trys metrai, tada norint u?tikrinti apskai?iuot? ?tamp?, grind? luboms reikia prijungti pastovi? ?tamp?, kurios vert? U = E x d = 14,25 MV. Esant 1 A srovei, b?tina u?tikrinti, kad tokio kondensatoriaus plok??i? var?a b?t? 14,25 MOhm. Kei?iant ?tamp?, galite gauti skirtingus gravitacijos parametrus. Skai?iavim? apimtis rodo, kad dirbtini? gravitacijos sistem? k?rimas yra reali galimyb?. Senov?s graikai buvo teis?s: „?i?r?damas ? pasaul?, atmerk akis...“. Tik toks atsakymas gali b?ti pateiktas d?l ?em?s gravitacijos pob?d?io. Jau 200 met? ?monija aktyviai tyrin?ja elektrostatikos d?snius, ?skaitant Kulono d?sn? ir Gauso teorem?. Sferinio kondensatoriaus formul? buvo prakti?kai ?sisavinta ilg? laik?. Belieka atmerkti akis ? aplinkin? pasaul? ir prad?ti juo ai?kintis, kas, atrodo, ne?manoma. Bet kai visi suprasime, kad dirbtin? gravitacija yra realyb?, tada kosmini? skryd?i? komercinio panaudojimo klausimai taps aktual?s ir bus suprantami skaidr?s.
Maskva, 2011 m. baland?io m?n Bra?nikas G.N.

A? ne?inau, i? kur at?jau, kur einu ir net kas a? esu.

E. ?riodingeris

Nema?ai darb? pasteb?jo ?dom? efekt?, kur? sudar? objekt? svorio pasikeitimas, kai yra besisukan?ios mas?s. Svorio pokytis ?vyko i?ilgai mas?s sukimosi a?ies. N. Kozyrevo darbuose pasteb?tas besisukan?io giroskopo svorio pokytis. Be to, priklausomai nuo giroskopo rotoriaus sukimosi krypties, paties giroskopo svoris suma??jo arba padid?jo. E. Podkletnovo darbe pasteb?tas objekto, esan?io vir? superlaidaus besisukan?io disko, esan?io magnetiniame lauke, svorio suma??jimas. V. Ro??ino ir S. Godino darbuose buvo suma?intas masyvaus besisukan?io i? magnetin?s med?iagos disko svoris, kuris pats buvo magnetinio lauko ?altinis.

?iuose eksperimentuose galima nustatyti vien? bendr? veiksn? – besisukan?ios mas?s buvim?.

Sukimasis b?dingas visiems m?s? Visatos objektams, nuo mikrokosmoso iki makrokosmoso. Elementariosios dalel?s turi savo mechanin? moment? – sukasi visos planetos, ?vaig?d?s, galaktikos irgi sukasi aplink savo a??. Kitaip tariant, bet kurio materialaus objekto sukimasis aplink savo a?? yra neatsiejama jo savyb?. Kyla nat?ralus klausimas: kokia prie?astis lemia tok? sukim?si?

Jei hipotez? apie chronolauk? ir jo poveik? erdvei yra teisinga, tai galime daryti prielaid?, kad erdv?s pl?timasis vyksta d?l jo sukimosi veikiant chronolaukui. Tai yra, chronolaukas m?s? trima?iame pasaulyje i?ple?ia erdv? nuo suberdv?s regiono iki supererdv?s regiono, sukdamas j? pagal grie?tai apibr??t? priklausomyb?.

Kaip jau min?ta, esant gravitacinei masei, chronolauko energija ma??ja, erdv? ple?iasi l??iau, o tai lemia gravitacijos atsiradim?. Tolstant nuo gravitacin?s mas?s, did?ja chronolauko energija, did?ja erdv?s pl?timosi greitis, ma??ja gravitacin? ?taka. Jei bet kurioje srityje, esan?ioje ?alia gravitacin?s mas?s, erdv?s pl?timosi greitis ka?kaip padid?ja arba suma??ja, tai lems objekt?, esan?i? ?ioje srityje, svorio poky?ius.

Tik?tina, kad eksperimentai su besisukan?iomis mas?mis l?m? tok? erdv?s pl?timosi grei?io pokyt?. Erdv? ka?kaip s?veikauja su besisukan?ia mase. Tur?dami pakankamai didel? masyvaus objekto sukimosi greit?, galite padidinti arba suma?inti erdv?s pl?timosi greit? ir atitinkamai pakeisti objekt?, esan?i? i?ilgai sukimosi a?ies, svor?.

Autorius band? eksperimenti?kai patikrinti padaryt? prielaid?. Aviacijos giroskopas buvo paimtas kaip besisukanti mas?. Eksperimento planas atitiko E. Podkletnovo eksperiment?. Skirtingo tankio med?iag? svoriai buvo subalansuoti ant analitini? svarstykli?, kuri? matavimo tikslumas buvo iki 0,05 mg. Krovinio svoris buvo 10 gram?. Po svertine svarstykle buvo giroskopas, kuris sukosi gana dideliu grei?iu. Giroskopo maitinimo srov?s da?nis buvo 400 Hz. Buvo naudojami ?vairi? masi? giroskopai su skirtingais inercijos momentais. Did?iausias giroskopo rotoriaus svoris siek? 1200 g Giroskopai buvo sukami tiek pagal laikrod?io rodykl?, tiek prie? laikrod?io rodykl?.

Ilgalaikiai eksperimentai nuo 2002 m. kovo antrosios pus?s iki rugpj??io teigiam? rezultat? nedav?. Kartais buvo pasteb?ti nedideli svorio nukrypimai viename skyriuje. Jie gali b?ti siejami su klaidomis, atsirandan?iomis d?l vibracijos ar kit? i?orini? poveiki?. Ta?iau ?i? nukrypim? pob?dis buvo nedviprasmi?kas. Giroskop? sukant prie? laikrod?io rodykl?, buvo stebimas svorio ma??jimas, o sukant pagal laikrod?io rodykl? – padid?jimas.

Eksperimento metu giroskopo pad?tis ir jo a?ies kryptis pasikeit? skirtingais kampais horizonto at?vilgiu. Ta?iau tai taip pat nedav? joki? rezultat?.

N. Kozyrevas savo darbe pa?ym?jo, kad giroskopo svorio poky?ius buvo galima aptikti v?lyv? ruden? ir ?iem?, o net ir tokiu atveju rodmenys keit?si dienos metu. Akivaizdu, kad taip yra d?l ?em?s pad?ties Saul?s at?vilgiu. N. Kozyrevas savo eksperimentus atliko Pulkovo observatorijoje, esan?ioje apie 60° ?iaur?s platumos. ?iemos sezono metu ?em?s pad?tis Saul?s at?vilgiu yra tokia, kad gravitacijos kryptis ?ioje platumoje dienos metu yra beveik statmena ekliptikos plok?tumai (7°). Tie. giroskopo sukimosi a?is buvo prakti?kai lygiagreti ekliptikos plok?tumos a?iai. Vasar?, norint gauti rezultat?, eksperiment? teko i?bandyti nakt?. Galb?t ta pati prie?astis neleido E. Podkletnovo eksperimento pakartoti kitose laboratorijose.

?itomiro platumoje (apie 50° ?iaur?s platumos), kur eksperimentus atliko autorius, kampas tarp gravitacijos krypties ir statmens ekliptikos plok?tumai vasar? yra beveik 63°. Galb?t d?l ?ios prie?asties buvo pasteb?ti tik nedideli nukrypimai. Ta?iau taip pat gali b?ti, kad poveikis buvo ir balansuojan?ioms apkrovoms. ?iuo atveju svorio skirtumas pasirei?k? d?l skirtingo atstumo nuo sveriam? ir balansuojan?i? apkrov? iki giroskopo.

Galima ?sivaizduoti tok? svorio keitimo mechanizm?. Gravitacini? masi? ir kit? objekt? bei sistem? sukimasis Visatoje vyksta veikiant chronolaukui. Ta?iau sukimasis vyksta aplink vien? a??, kurios pad?tis erdv?je priklauso nuo kai kuri? mums dar ne?inom? veiksni?. Atitinkamai, esant tokiems besisukantiems objektams, erdv?s pl?timasis chronolauko ?takoje ?gauna krypting? pob?d?. Tai yra, sistemos sukimosi a?ies kryptimi erdv?s pl?timasis vyks grei?iau nei bet kuria kita kryptimi.

Erdv? galima ?sivaizduoti kaip kvantines dujas, kurios u?pildo visk? net ir atomo branduolio viduje. Tarp erdv?s ir materiali? objekt?, kuriuose ji yra, yra s?veika, kuri? galima sustiprinti veikiant i?oriniams veiksniams, pavyzd?iui, esant magnetiniam laukui. Jeigu besisukanti mas? yra gravitacin?s sistemos sukimosi plok?tumoje ir sukasi ta pa?ia kryptimi pakankamai dideliu grei?iu, tai i?ilgai sukimosi a?ies erdv? grei?iau pl?sis d?l erdv?s ir besisukan?ios mas?s s?veikos. Kai gravitacijos ir erdv?s pl?timosi kryptys sutampa, objekt? svoris suma??s. Sukant prie?inga kryptimi erdv?s pl?timasis sul?t?s, o tai padidins svor?.

Tais atvejais, kai gravitacijos ir erdv?s pl?timosi kryptys nesutampa, atsirandanti j?ga ?iek tiek pakinta ir yra sunkiai registruojama.

Besisukanti mas? pakeis gravitacinio lauko stiprum? tam tikroje vietoje. Gravitacinio lauko stiprumo formul?je g = (G· M) / R 2 gravitacin? konstanta G ir ?em?s mas? M negali pasikeisti. Vadinasi, vert? pasikei?ia R– atstumas nuo ?em?s centro iki sveriamo objekto. D?l papildomo erdv?s i?sipl?timo ?i vert? padid?ja D R. Tai rei?kia, kad apkrova tokiu dyd?iu pakyla vir? ?em?s pavir?iaus, o tai lemia gravitacinio lauko stiprumo pasikeitim?. g" = (G· M) / (R + D R) 2 .

Erdv?s pl?timosi l?t?jimo atveju D reik?m? R bus i?skaityta i? R d?l kuri? padid?s svoris.

Eksperimentai su svorio poky?iais, kai yra besisukanti mas?, neleid?ia pasiekti didelio matavimo tikslumo. Galb?t giroskopo sukimosi grei?io nepakanka, kad b?t? pastebimas svorio pokytis, nes papildomas erdv?s i?sipl?timas n?ra labai reik?mingas. Jei pana??s eksperimentai atliekami su kvantiniais laikrod?iais, tai didesn? matavimo tikslum? galima pasiekti palyginus dviej? laikrod?i? rodmenis. Teritorijoje, kurioje erdv? ple?iasi grei?iau, did?ja chronolauko ?tampa, o laikrodis jud?s grei?iau ir atvirk??iai.

Informacijos ?altiniai:

1. Kozyrevas N.A. Apie laiko savybi? eksperimentinio tyrimo galimyb?. // Laikas moksle ir filosofijoje. Praga, 1971. P. 111...132.
2. Ro??inas V.V., Godinas S.M. Eksperimentinis netiesini? efekt? tyrimas dinamin?je magnetin?je sistemoje. , 2001 m.
3. Yumashevas V.E.