Zunächst einmal ist es wirklich keine künstliche Schwerkraft, sondern eine Radialbeschleunigung (oft als Zentripetalkraft bezeichnet) - AlanSEs Antwort auf die Frage „Größe und Drehung einer Station“ beschreibt, wie Radialbeschleunigung unterscheidet sich stark von der Schwerkraft.

Der Hauptgrund, warum dies für einige Zeit unwahrscheinlich ist, ist, dass Sie einen sehr großen Durchmesser benötigen, damit sich die Radialbeschleunigung wie die Schwerkraft anfühlt. Über 200 Meter nach seinen Berechnungen. Dies wirft einige Hauptprobleme auf:

• Alle Materialien in die Umlaufbahn bringen. Eine Station oder ein Raumschiff mit einem Durchmesser von 200 m wiegt viel!
• Sicheres Bauen, damit Einstiche aus Weltraummüll keine größeren Probleme verursachen.
• Bauen eines stationären (oder gegenläufigen) Hubs für Kommunikationsantennen Für das Andocken usw. sind sich drehende Dichtungen erforderlich ... komplex und wahrscheinlich fehlerhaft.

Grundsätzlich könnten wir das tun - es wäre einfach unglaublich teuer und gefährlich.

Es ist schlimmer als das. Um wirklich eine zukünftige menschliche Besiedlung anderswo zu planen, möchten Sie nicht nur 1G-Felder, sondern 1/6, um den Mond nachzuahmen, und 1/3, um den Mars nachzuahmen.

Sie müssen in der Lage sein, Langzeitstudien durchzuführen, in denen ähnliche Proben bei 0G und anderen G-Werten verglichen werden.

Es war geplant, ein Zentrifugenunterbringungsmodul am Himmel in Richtung des Hafens von Kibo (JAXA Science-Modul) einzurichten, das jedoch aus finanziellen Gründen entfernt wurde.

Zweitens müsste eine Zentrifuge, die groß genug für Menschen ist, sehr groß sein, und das kommt für etwas so Kleines wie ISS grundsätzlich nicht in Frage. Eine Zentrifuge zum Ausführen von Experimenten an Mäusen oder kleinen Gegenständen führt zu einem weiteren Problem. Vibration. Dies kann andere Experimente auf der ISS beeinflussen, die auf 0G basieren. Die ISS ist keine großartige 0G-Einrichtung, zu viele verdammte Menschen bewegen sich ständig und stoßen gegen die Wände, und alle Höhenanpassungen.

Das Space Sciences Institute unter der Leitung von Gary Hudson (Of Roton Fame) drängt auf die Finanzierung einer weltraumgestützten Zentrifugenanlage.

Kurze Antwort auf warum? Geld.

Ich habe das Gefühl, dass den anderen Antworten ein grundlegender Designtreiber der ISS fehlt. Im Gegensatz zu Raumstationen wie der rotierenden von Braun-Station oder dem Stanford Torus war die ISS primär als wissenschaftliche Raumstation und nicht als Freizeitaußenposten im Weltraum konzipiert.

Mikrogravitation (in Tatsache ist, dass es auf der ISS kein absolutes Null-G gibt, aber ein sehr kleines Kraftdifferential (siehe MrPaulch-Kommentar) ist das große einzigartige Merkmal, das die ISS von jedem anderen menschlichen Labor unterscheidet. Keine Mikrogravitation würde die ISS aus wissenschaftlicher Sicht mehr oder weniger unnötig machen.

Daher war nie beabsichtigt, eine ganze rotierende Raumstation zu bauen. Natürlich ist Geld ein zweiter Grund (es ist immer ein Grund), aber wenn Geld ein echtes Problem ist, wäre die ISS niemals gebaut worden. Der Bau einer internationalen Raumstation war keine wirtschaftliche oder wissenschaftliche Entscheidung, sondern hauptsächlich eine politische Entscheidung.

Was bisher nicht erwähnt wurde, sind die zusätzlichen Probleme, die durch die Schwerkraft verursacht werden : Die Schwerkraft ist nicht nur ein teurer und unbequemer Luxus, sondern bringt auch Probleme mit sich. (In dieser Antwort werde ich nur "Schwerkraft" sagen, um eine konstante Kraft entlang einer Achse zu bezeichnen, egal ob diese real oder simuliert ist.)

Zugänglichkeit

In Null-g können Sie Holen Sie sich irgendwo auf dem Schiff, indem Sie dort drücken / ziehen / driften. In der Schwerkraft können Sie nicht, es sei denn, es ist alles so kompakt, dass Sie alles erreichen können, indem Sie an einer Leiter hängen oder einfach nur stehen und nach oben greifen. Selbst wenn Sie alles erreichen können, kann es sein, dass Sie es nicht aus dem richtigen Winkel erreichen können, um es am einfachsten zu verwenden. In Null-g können Sie jede Oberfläche mit "Zeug" bedecken und müssen sich keine Gedanken darüber machen, in welchem ​​Winkel sich Menschen befinden, wenn sie es benutzen, da sie sich immer nur selbst drehen können.

Unfälle

Plötzlich können Sie eine Leiter herunterfallen oder etwas auf einen anderen Astronauten fallen lassen. Dies ist bei Null-g kein Problem.

Konsistenz

Die meisten Raumstationen sind lange Zylinder, möglicherweise mit einigen verzweigten Zylindern. Wo hätten Sie die Schwerkraft in dieser Situation? Wäre es parallel zur Längsachse des Schiffes, also klettern Sie auf und ab, um das Schiff zu durchqueren? Oder parallel zur Seitenachse, so dass Sie auf der Seite eines Zylinders stehen und um ihn herumgehen, als ob alles flach auf der Erde liegen würde? In jedem Fall ist es schwierig, eine konsistente Zentrifugalkraft (oder ist es zentripetal? Ich kann das nie bekommen) über die gesamte Raumstation zu erreichen. Je weiter Sie von der Rotationsachse entfernt sind, desto mehr wird es sich anfühlen, als würden Sie gegen die Wände fallen.

Andocken

Das Andocken mit sich drehenden Dingen ist so viel schwieriger. Der Andockpunkt kann nur funktionieren, wenn er sich in der Mitte der Drehachse befindet, was einige zusätzliche Einschränkungen für das Design und die Anordnung der Station mit sich bringt. Die Notwendigkeit, die Rotation anzupassen, erhöht auch die Komplexität des Andockens, was wahrscheinlich gefährlich genug ist.

Es gibt Papiermissionen, die eine Leine und eine simulierte Schwerkraft in der Hab beinhalten, aber die einzigen langfristigen Aufenthalte im Weltraum waren in LEO. Die ISS wurde als Mikrogravitationsforschungseinrichtung konzipiert, daher gibt es wenig Motivation für ein rotierendes Design. Es gab ein japanisches Zentrifugenmodul, das entwickelt, aber nie auf den Markt gebracht wurde ( Centrifuge Accommodations Module). Es gab auch eine aufblasbare Schlafzentrifuge, über die gesprochen wurde.

Weil das Hinzufügen von Zentripetalkraft alles komplizierter und teurer macht und es bereits so schwierig und teuer ist, alles und insbesondere Menschen in den Weltraum zu bringen, dass es nur ein Nichtstarter war. Da die Menschen einen relativ kurzen Aufenthalt in Zero-Gee mit wenigen dauerhaften gesundheitlichen Auswirkungen überleben können, ist es einfacher, die Besatzung auszublenden, als sich Sorgen zu machen, dass eine Billionen-Dollar-Raumstation in zwei Hälften zerbricht, weil sich ein Teil des künstlichen Schwerkraftsystems festsetzt / p>

Ich erinnere mich, dass ich über einige Experimente in dieser Richtung gelesen habe. In The Case for Mars schlug der Autor vor, das Schiff mit einem langen Seil an einem Gegengewicht zu befestigen und diese Baugruppe für die Schwerkraft zu drehen. Ich glaube, er hat eine frühere Mission zitiert, bei der sie das als Experiment versucht hatten, und das Kabel schmolz oder so, möglicherweise weil sie zu viel Strom darüber schickten.

Eigentlich ist es nicht gefährlich, wenn die Leine zumindest bricht: Das Raumschiff würde mit nur wenigen Meilen pro Stunde auseinander fliegen und sich leicht wieder zusammensetzen. Und die Leine muss nur stark genug sein, um das Gewicht des Lebensraums unter der Schwerkraft zu halten. Kein super Material, genau wie die Kabel, die man an Kränen hat.

Außerdem könnten Sie mehrere kleinere Streben wie eine Hängebrücke haben. Ich schlug hier die Idee eines Rohrs vor, das Sie mit internen Streben zusammenrollen können, sodass es auch als Verbindungsmöglichkeit für die beiden Module dient und möglicherweise auch, wenn es breit genug ist. Gewächshausraum für Pflanzen.

Vielleicht gefällt Ihnen mein Blog-Beitrag über all das.

Tatsächlich ist die rotierende Raumstation in "2001" eine ziemlich genaue Wiedergabe der benötigten Größe und Rotationsgeschwindigkeit. Keine zentrale Nabe, um die gedreht werden kann - daher keine Dichtungen oder Lager, die beschädigt werden könnten - und eine große zentrale Andockbucht. Natürlich sollte beachtet werden, dass die fiktive Raumstation Teil eines größeren Transportsystems zum und vom Mond ist; also gibt es das. Was den Versuch betrifft, die Schwerkraft in einer langfristigen Weltraummission mit zentripetaler Kraft zu simulieren, ist dies aus den bereits aufgeführten Gründen etwas schwieriger, aber es scheint mir, dass es eigentlich keinen Grund gibt, warum sich das gesamte Raumschiff nicht drehen könnte es ist im Wesentlichen eine echte "fliegende Untertasse".

Lassen Sie uns zunächst kein Strohmann-Argument aufstellen, bei dem es sich entweder um 1 g Schwerkraft oder 0 g handeln muss. Die Hauptnachteile von 0-g als Lebens- und Arbeitsumgebung sind Kreislaufmuskelatrophe (und Probleme mit der Körperflüssigkeit) und Zeitverlust beim Befestigen jedes Objekts. Vielleicht gibt es einen Sweet-Spot bei 0,5 g, 0,3 g usw. Nennen wir diesen Schwerkraftfaktor f.

Die Formel, die den Radius r einer trommelartigen Struktur bestimmt (gegeben f und T. ist die Rotationsperiode):

oder, wenn wir den Radius angeben und nach der Rotationsperiode T auflösen möchten:

T = sqrt (r / .2482 f)

Stellen wir uns eine Trommelstruktur vor mit einem Radius von 30 m und einer künstlichen Schwerkraft von 0,5 g. Wie lange dauert eine Umdrehung? 15 Sekunden.

Die "Ansicht" aus dem Fenster wäre zu desorientiert, um sie anzusehen, sodass die Ansicht von der Brücke auf Großbildschirmen angezeigt wird, auf denen die Drehung in den Grafiken aufgehoben ist.

Eine große Herausforderung wäre es, alle Baumaterialien in die Umlaufbahn zu bringen ... zum Beispiel eine Glasfaser-Epoxid-Nabe und Speichen. Eine zweite große Herausforderung wäre es, die Trommel in einer perfekt ausbalancierten Rotation zu halten (wie dies beim Auswuchten eines Reifens der Fall ist). Wenn das Gleichgewicht nicht stimmt, wird die Illusion einer konstanten Schwerkraft gebrochen, und die Astronauten spüren, wie ihr Gewicht ständig wackelt (alle 15 Sekunden). rotierender Docking-Port auf der Mittelachse. Das Andocken auf diese Weise wäre für Astronauten, die unter Schwindel leiden würden, unangenehm. Es gibt andere Docking-Designs, die eine tangentiale Erfassung beinhalten, die unter algorithmischer Steuerung möglich wäre, aber erfordern würde, dass die Trommel ein dynamisches Ballastsystem für ein schnelles Ausbalancieren hat.

Ich denke, die Eu: CROPIS-Mission des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) könnte die erste sein, die die Rotation wirklich als künstliche Schwerkraft nutzt.

http://www.dlr.de/dlr/ de / desktopdefault.aspx / tabid-10081 / 151_read-17874 / # / gallery / 23027

Ballance-Probleme würden sich ständig ändern, je nachdem, wer / was wo und wann war. Aufgrund dessen würde sich die Umlaufbahn und / oder der Weg durch den Raum aufgrund des Ungleichgewichts ständig ändern.

Die Schwerelosigkeit ist in kürzeren Zeiträumen wie einigen Wochen nicht schädlich. Keine Weltraumbehörde hat Pläne, Menschen auf eine langfristige Mission zu schicken, beispielsweise auf eine Mission jenseits des Mondes. Auch keine Pläne, Menschen lange in der Mondgravitation bleiben zu lassen. Die simulierte Schwerkraft kann also von niemandem verwendet werden.

Die ISS ist ein Schwerelosigkeitslabor und setzt Astronauten absichtlich 6-12 Monate lang dafür aus. Es ist ein medizinisches Experiment mit Menschen, um genau herauszufinden, wie die Gesundheit der Astronauten zerstört wird und ob sie sich auf der Erde davon erholen können. Obwohl die Schwerelosigkeit das einzige Gesundheitsproblem ist, das die Menschen auf der Erde nicht plagt, hofft die medizinische Gemeinschaft, dass diese Art von Experimenten eines Tages etwas entdecken wird, das für die Humanmedizin im Allgemeinen nützlich ist. (Die ISS kostet nur ungefähr so ​​viel wie die gesamte Krebsforschung, die jemals durchgeführt wurde. Vielleicht lohnt es sich also, nach einer zufälligen Entdeckung zu suchen?)

Die Anwendung von Zentripetalkraft ist eine sehr praktikable Lösung. Der Grund dafür, dass kein aktuelles Raumschiff Rotation für die künstliche Schwerkraft verwendet, liegt darin, dass bisher keine oder derzeit geplante Raumfahrt lang genug ist, um dies zu erfordern.

sehen Sie sich diese an:
1966, erstes Experiment mit Radialbeschleunigung / Zentripetalkraft von Gemini XI (11) unter Verwendung eines Haltegurts ( Youtube-Referenz)
1996, Experiment mit angebundenem Satellitensystem während STS-75 ( Youtube-Referenz).

Ich habe die Probleme gelesen, bin mir aber immer noch nicht sicher, warum sie nicht versucht haben, dies zu verbessern. Die Kosten können aufgrund der primären sekundären &-Sicherungsmodule, der Notwendigkeit, die Lebenserhaltung zu duplizieren, der Docking-Probleme usw. höher sein. Alternative zu verbessernde Funktionen können jedoch sein: (dynamisches / variables) Gegengewichtsmodul, verstrebte Module mit Mittelteil zum Andocken, ...

Die Zentrifugalkraft, die die Schwerkraft simuliert, ist nicht dasselbe wie die künstliche Schwerkraft. Trotzdem hat die NASA eine Weile mit induziertem Gewicht experimentiert. Ein Grund ist, "Erdgravitation" zu erzeugen, man müsste entweder eine wirklich große Zentrifuge mit einer bescheidenen Rotationsgeschwindigkeit bauen; eine unerschwinglich teure Sache. Oder bauen Sie eine kleine, müssten sich aber sehr schnell drehen, die Orientierungslosigkeit und der Schwindel würden jede Astronautenbewegung krank machen. Insbesondere bei einer Zwillingsmission drehten sie ihr Fahrzeug mit einem angebundenen Objekt um Schwerkraft simulieren, wenn auch weniger als 1/100 normales g. Ein weiterer Grund, warum sich die NASA nicht darum kümmert, ist, dass Null g genau die Umgebung ist, die sie sich sowieso für verschiedene wissenschaftliche Experimente wünschen. Zellwachstum, Pflanzenkultivierung, Kristall, Arzneimittelherstellung, künstliche Materialien usw. Bestimmte molekulare und atomare Bindungen und bestimmte chemische Prozesse sind nur ohne Schwerkraft erreichbar. Die NASA postuliert jedoch ein Modul, das verschiedene Gs im Weltraum an Bord der Station erzeugen würde . Ein solches Modul wurde Anfang der 2000er Jahre gestrichen, als das ISS-Budget nach einem Unfall in Columbia schrumpfte.