गुरुत्वाकर्षण का अनुकरण करने के लिए किसी ने घूमने वाले अंतरिक्ष यान का निर्माण क्यों नहीं किया?
एक पूरे अंतरिक्ष यान को घूमना महंगा है, लेकिन अंतरिक्ष स्टेशनों या जहाजों पर छोटे स्थानों को आसानी से घुमाया जा सकता है।
क्या वे छोटे स्थान इतने बड़े हो सकते हैं कि सार्थक और स्वस्थ कृत्रिम गुरुत्व प्रदान कर सकें?
अपने भौतिकी ज्ञान से मुझे याद है कि गुरुत्वाकर्षण और त्वरण समान हैं।
अगर मुझे सही से याद है, तो 1 ग्राम 9.81m/sec प्रति सेकंड के त्वरण के बराबर है। दूसरे शब्दों में, शून्य गुरुत्वाकर्षण में 10 ग्राम अनुकरण करने के लिए 1 मीटर की परिधि वाले पहिया को प्रति सेकंड लगभग एक बार घूमना होगा? काफी नहीं।
काश, यह उससे थोड़ा अधिक जटिल होता, और शुक्र है कि हमें पहिया को इतनी तेजी से घुमाने की जरूरत नहीं है। यह एक बोनस है!
पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का अनुकरण करने के लिए पहिया के आकार और रोटेशन दर की गणना करने के लिए यहां कुछ आसान कैलकुलेटर दिए गए हैं:
स्पिनकैल्क, गुरुत्वाकर्षण, त्रिज्या और घूर्णन दर के लिए हल करता है,
सर्कल कैलकुलेटर, व्यास, त्रिज्या और परिधि के लिए हल करता है।
10 मीटर की परिधि वाले एक पहिये का व्यास 3.18 मीटर होगा। यह कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण प्रयोगों के लिए उपयोगी आकार होगा, यहां तक कि पृथ्वी पर भी।
क्या इसमें कुछ समय बिताना सहज होगा? 24 ग्राम का अनुकरण करने के लिए पहिया को लगभग 1 RPM पर घूमना चाहिए। इसे दस चालक दल वाले 1 x 2 मीटर बिस्तरों में विभाजित किया जा सकता है।
तो कम से कम उनके आराम की अवधि के दौरान अंतरिक्ष यात्रियों को सामान्य गुरुत्वाकर्षण का लाभ होगा। अंतरिक्ष यात्री पहिए के अंदर लेटे हुए हैं, थोड़ा सा मेला ग्राउंड राइड इलस्ट्रेशन की तरह लेकिन अधिक गोपनीयता के साथ।
क्या ऐसी छोटी ड्रम ग्रेविटी इकाइयों का निर्माण संभव है?
मानव शरीर कैसे प्रतिक्रिया करेगा? (अपकेंद्रित्र द्वारा कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण).
हम जानते हैं कि शून्य गुरुत्वाकर्षण के नकारात्मक प्रभाव वास्तव में गंभीर और असंख्य हैं। इन प्रभावों को रोकने के लिए 2.5 घंटे का दैनिक ट्रेडमिल व्यायाम भी अपर्याप्त है:
- द्रव पुनर्वितरण: शरीर के तरल पदार्थ निचले छोरों से सिर की ओर खिसकते हैं। यह नीचे वर्णित कई समस्याओं को दूर करता है।
- द्रव हानि: मस्तिष्क मस्तिष्क क्षेत्र में द्रव की वृद्धि को कुल द्रव मात्रा में वृद्धि के रूप में व्याख्या करता है। प्रतिक्रिया में, यह उत्सर्जन तंत्र को सक्रिय करता है।
- इलेक्ट्रोलाइट असंतुलन: द्रव वितरण में परिवर्तन से पोटेशियम और सोडियम में असंतुलन होता है और स्वायत्त नियामक प्रणाली में गड़बड़ी होती है।
- हृदय परिवर्तन: वक्ष क्षेत्र में द्रव की वृद्धि से शुरू में बाएं निलय की मात्रा और कार्डियक आउटपुट में वृद्धि होती है। जैसे ही शरीर एक नया संतुलन चाहता है, तरल पदार्थ उत्सर्जित होता है, बायां वेंट्रिकल सिकुड़ता है और कार्डियक आउटपुट कम हो जाता है।
- लाल रक्त कोशिका हानि: अमेरिकी और सोवियत उड़ानों से पहले और बाद में लिए गए रक्त के नमूनों ने 0.5 लीटर लाल रक्त कोशिकाओं के नुकसान का संकेत दिया है।
- मांसपेशियों को नुकसान: उपयोग की कमी से स्नायु शोष। सिकुड़े हुए प्रोटीन नष्ट हो जाते हैं और ऊतक सिकुड़ जाते हैं। मांसपेशियों का नुकसान मांसपेशियों के प्रकार में बदलाव के साथ हो सकता है।
- हड्डी की क्षति: चूंकि सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण में हड्डियों पर यांत्रिक मांग बहुत कम हो जाती है, हड्डियां अनिवार्य रूप से भंग हो जाती हैं।
- अतिकैल्शियमरक्तता: द्रव हानि और अस्थि विखनिजीकरण रक्त में कैल्शियम की सांद्रता को बढ़ाने के लिए षडयंत्र करते हैं।
- प्रतिरक्षा प्रणाली में परिवर्तन: टी-सेल फ़ंक्शन का नुकसान शरीर के कैंसर के प्रतिरोध को बाधित कर सकता है - अंतरिक्ष के उच्च-विकिरण वातावरण से एक खतरा बढ़ जाता है।
- चिकित्सा प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप: जीवाणु कोशिका झिल्ली मोटी और कम पारगम्य हो जाती है, जिससे एंटीबायोटिक दवाओं की प्रभावशीलता कम हो जाती है।
- चक्कर और स्थानिक भटकाव: एक स्थिर गुरुत्वाकर्षण संदर्भ के बिना, चालक दल के सदस्य लंबवतता की भावना में मनमाने और अप्रत्याशित परिवर्तनों का अनुभव करते हैं।
- अंतरिक्ष अनुकूलन सिंड्रोम: सभी अंतरिक्ष यात्री और अंतरिक्ष यात्री लगभग आधे पीड़ित हैं। लक्षणों में मतली, उल्टी, एनोरेक्सिया, सिरदर्द, अस्वस्थता, उनींदापन, सुस्ती, पीलापन और पसीना शामिल हैं।
- व्यायाम क्षमता का नुकसान: यह कम प्रेरणा के साथ-साथ शारीरिक परिवर्तनों के कारण हो सकता है।
- गंध और स्वाद की क्षीण भावना: सिर में तरल पदार्थ की वृद्धि से सिर में ठंडक के समान जकड़न हो जाती है।
- वजन घटना: तरल पदार्थ की कमी, व्यायाम की कमी और भूख कम होने से वजन कम होता है। अंतरिक्ष यात्री पर्याप्त भोजन नहीं करते हैं।
- पेट फूलना: पाचन गैस मुंह की ओर "उठ" नहीं सकती है और पाचन तंत्र के दूसरे छोर से "बड़ी मात्रा और आवृत्ति के साथ बहुत प्रभावी ढंग से" गुजरने की अधिक संभावना है।
- चेहरे की विकृति: चेहरा फूला हुआ हो जाता है और भावों को पढ़ना मुश्किल हो जाता है, खासकर जब बग़ल में या उल्टा देखा जाता है।
- मुद्रा और कद में परिवर्तन: तटस्थ शरीर मुद्रा भ्रूण की स्थिति के करीब पहुंचती है। रीढ़ लंबी होने लगती है।
- समन्वय में परिवर्तन: पृथ्वी-सामान्य समन्वय अनजाने में आत्म-वजन के लिए क्षतिपूर्ति करता है। भारहीनता में बहुत अधिक "ऊँचे" तक पहुँचने की प्रवृत्ति होती है।
शून्य गुरुत्वाकर्षण के इन प्रतिकूल प्रभावों की तुलना में, यहां 1977 से ग्रेबील नामक एक मनोवैज्ञानिक द्वारा पृथ्वी पर अपनी धुरी पर मानव को घुमाने के प्रभावों पर कुछ अध्ययन दिए गए हैं, जैसे कि थूक पर (से https://psycnet.apa.org/record/1980-22567-001).
ग्रेबील रोटेशन आराम क्षेत्र
ग्रेबील ने निष्कर्ष निकाला कि
1.0 आरपीएम: यहां तक कि अतिसंवेदनशील विषय भी लक्षण-मुक्त थे, या लगभग इतने ही
3.0 आरपीएम: जिन विषयों में लक्षणों का अनुभव किया गया है
5.4 आरपीएम, केवल कम संवेदनशीलता वाले विषयों ने अच्छा प्रदर्शन किया
10 आरपीएम, अनुकूलन ने एक चुनौतीपूर्ण लेकिन दिलचस्प समस्या प्रस्तुत की। यहां तक कि बिना हवाई बीमारी के इतिहास वाले पायलट भी बारह दिनों की अवधि में पूरी तरह से अनुकूल नहीं हुए।
ग्रेबील जिस "अनुकूलन" के बारे में बात कर रहा है, वह शरीर के घूमने के बाद रोटेशन की अनुपस्थिति के लिए अभ्यस्त हो रहा है।
ऐसा क्या लगता है हम सभी को बचपन से याद है..
मुझे कहना होगा कि पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में क्षैतिज में एक मानव को अपनी धुरी पर घूमते हुए थूक को भारहीन अंतरिक्ष में कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण ड्रम में मानव द्वारा अनुभव किए जाने वाले अनुभव से बहुत दूर होने की संभावना है।
मैं यहां तक कहूंगा कि ग्रेबील के रोटेशन कम्फर्ट जोन का सेंट्रिपेटल फोर्स द्वारा कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण से कोई लेना-देना नहीं है। उन्होंने अपने पेपर "Z-अक्ष के बारे में पृथ्वी-क्षैतिज रोटेशन के बाद सोमैटोसेंसरी मोशन आफ्टर-इफेक्ट" में साबित किया कि किसी को तेजी से घूमने का प्रभाव कान के वेस्टिबुलर सिस्टम का भटकाव है, जिससे चक्कर आना, उर्फ वर्टिगो होता है।
लेकिन देखते हैं कि क्या ग्रेबील के इन कम्फर्ट जोन के आंकड़ों को लागू किया जा सकता है।
स्पेसएक्स मार्स रॉकेट का व्यास 9 मीटर होने वाला है। क्या इस रॉकेट के दायरे में अंतरिक्ष यात्रियों के सोने या आराम करने के लिए एक आरामदायक आवास बनाना संभव होगा?
पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का 9/14 भाग प्राप्त करने के लिए 1 मीटर ड्रम को 8 ग्राम अनुकरण करने के लिए 1 आरपीएम पर या 3 आरपीएम पर घूमने की आवश्यकता होगी। ग्रेबील के निष्कर्षों से संकेत मिलता है कि स्पेसएक्स मार्स रॉकेट पर उपलब्ध स्थान बहुत छोटा होगा।
हालांकि, मेरा मानना है कि गुरुत्वाकर्षण (केन्द्रीय बल) शरीर पर काम कर रहा है क्योंकि यह झूठ है, अपने बारे में और एक स्तर पर कताई नहीं, अपनी धुरी के चारों ओर तेजी से घूमने से ज्यादा आरामदायक होगा।
In ड्रम ग्रेविटी बेड यूनिट कोई सिर से पैर त्वरण प्रवणता नहीं होगी।
ड्रम ग्रेविटी बेड यूनिट्स
ड्रम ग्रेविटी बेड इकाइयों की कल्पना अंतरिक्ष यान या अंतरिक्ष स्टेशन के लिए एक ऐड-ऑन मॉड्यूल के रूप में की जाती है, चाहे वह पारगमन, कक्षा में हो या चंद्रमा, मंगल या क्षुद्रग्रह पर अधिक प्राकृतिक गुरुत्वाकर्षण प्रदान करने के लिए हो।
क्या इस अवधारणा के प्रोटोटाइप बनाए गए हैं?
एक तरह से: हाँ! इस पोस्ट की पहली तस्वीर 1950 के दशक का मेला ग्राउंड आकर्षण है।
क्या 50 के दशक से मानवता वास्तव में भूल गई थी कि कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण का आनंद लेना कितना आसान और मजेदार है? जाहिर तौर पर मेला ग्राउंड के दर्शकों ने स्वेच्छा से खुद को अनुभव के अधीन किया और इसका आनंद लिया।
इस तरह के सरल गुरुत्वाकर्षण उपकरण अंतरिक्ष यात्रियों को अपने स्वास्थ्य को बनाए रखने में मदद कर सकते हैं, डिवाइस को ठीक करने के बाद।
एक बड़ा मॉडल
रोटेटिंग व्हील स्पेस स्टेशन — विकिपीडिया
फिल्म 1952: ए स्पेस ओडिसी में उपयोग किए गए 2001 से वॉन ब्रौन व्हील पर गणना यहां दी गई है:
उन्होंने a . के साथ घूमने वाले पहिये की कल्पना की व्यास 76 मीटर (250 फीट). कृत्रिम एक तिहाई गुरुत्वाकर्षण प्रदान करने के लिए 3-डेक पहिया 3 आरपीएम पर घूमेगा। इसकी परिकल्पना 80 के चालक दल के रूप में की गई थी।
फास्ट फॉरवर्ड 70 साल (1950 के बाद से बहुत कुछ नहीं हुआ है):
SAHC मानव अपकेंद्रित्र
SAHC मानव सेंट्रीफ्यूज ने लगभग 2020 में परीक्षण और संचालन शुरू किया। यह भारहीनता के प्रभावों का मुकाबला करने के लिए अंतरिक्ष यात्रियों और उनके स्वास्थ्य पर सहनशीलता और कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण के उपयोग की जांच करने के लिए है। इतना समय क्या लगा?
मशीन का व्यास 5.6 मीटर है।
यह स्पेसएक्स मार्स रॉकेट में डालने के लिए काफी छोटा होगा। लेकिन इसके लिए कुछ और सीटों की जरूरत है।
https://www.dlr.de/me/en/desktopdefault.aspx/tabid-1961/2779_read-14523/
झूठ बोलने वाले व्यक्ति के साथ अपकेंद्रित्र
कोलोन में शॉर्ट-आर्म ह्यूमन सेंट्रीफ्यूज (एसएएचसी) के साथ - ईएसए द्वारा प्रदान किया गया - कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण को चिकित्सा और मानव शरीर विज्ञान में मौलिक अनुसंधान को वहन करने के लिए बनाया जाएगा। वजनहीनता के कारण चिकित्सा जोखिमों के लिए कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण आधारित काउंटर-उपायों के परीक्षण के तरीकों के परीक्षण के लिए बिस्तर-आराम अध्ययन जैसे विस्तार की संभावना पर मुख्य ध्यान केंद्रित किया गया है।
तकनीकी डेटा:
मैक्स। बाहरी परिधि पर त्रिज्या: 2,8 वर्ग मीटर
मैक्स। कुल पेलोड: 550 किग्रा
मैक्स। केन्द्रापसारक त्वरण
(पैर स्तर, परीक्षण विषय ऊंचाई 185 सेमी): 4.5 ग्राम
मैक्स। अपकेंद्रित्र रोटर की क्रांति
(सॉफ्टवेयर सीमा): 39 आरपीएम
वैज्ञानिक अनुप्रयोग
- कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण, आदि का उपयोग करके अंतरिक्ष यात्रियों के स्नायु-पेशी और कंकालीय अध: पतन के लिए प्रभावी प्रति-उपायों का विकास…
यह संपर्क परियोजना के लिए एरिच हबीच-ट्राउट का एक लेख है,
https://contactproject.org