为什么我们需要人工重力来执行长期太空任务

在非常真实的意义上，这种类型的旋转产生了重力——准确地说是人造重力。它为你的身体提供了重量——你的骨骼和肌肉无法将这种重量与地球或其他行星由于其巨大质量而提供的重量区分开来。

因此，几十年来，科幻小说作家一直在设想旋转的宇宙飞船，在太空任务的最长阶段为宇航员创造人工重力。在这些阶段，它们不是因为飞船加速加速或在大气中减速而超重，而是因为飞船滑行而失重，抵消了重力的影响。

科幻小说中的两个例子是2015年的电影《火星救援》和1968年的史诗电影《2001:太空漫游》。《火星救援》的主角是一艘星际飞船“赫尔马斯”(Hermes)，它有一个巨大的轮状部分，在地球和火星之间的旅程中旋转。随着镜头拉近，你会注意到宇航员在“赫尔墨斯”里的“上”总是朝向轮子的中心，而“下”，即“地板”，则是轮辋。空间站V "2001:太空漫游是一个旋转站，产生与月球引力相等的人造重力。

除了舒适之外，我们在长途太空任务中需要人工重力也是有充分理由的。首先，在失重状态下，我们的身体会发生变化当宇航员到达目的地(比如火星)或返回地球时，这种方式可能会造成伤害。骨骼失去矿物质(它们变软，变得容易骨折);肌肉萎缩(收缩和变弱);液体转移流向头部，也会从体内排出，导致心血管系统和肺部的变化;的神经系统被扔出紊乱;近年来，太空医学研究人员已经找到了可能的原因永久性眼睛损伤在一些宇航员身上。此外，还有研究表明，人类可能需要引力才能拥有一个正常的怀孕在太空中，任何携带人类绕太阳系飞行的航天器都应该旋转，或者飞船的某些部分可以旋转，这似乎是不需要动脑筋的事情。

美国宇航局和其他机构正在研究这种可能性吗?

答案是肯定的。自20世纪60年代以来，美国宇航局的科学家一直在考虑通过旋转的方式实现人工重力的前景。18新利最新登入然而，在过去的几十年里，这项努力、资金和总体热情都有起起落落。20世纪60年代，当美国宇航局致力于将人类送上月球时，研究出现了激增(当时美国宇航局的预算几乎是整个联邦政府预算的5%，是今天预算的10倍)。

虽然在过去的半个世纪里，NASA没有强调对人工重力的研究，但该机构内外的科学家都在研究一系列情况。在国际空间站的小型离心机里旋转的老鼠生存下来没有任何问题，地球上的人类正在学习如何适应旋转房间。18新利最新登入有一个在阿什顿·格雷比尔空间定位实验室位于德国科隆的DLR航空航天医学研究所和布兰迪斯大学的研究中心DLR短臂离心机，模块1．这是世界上唯一一项研究改变重力影响的研究，特别是与微重力环境下发生的健康风险有关。新利国际网站品牌官网

但如果对人工重力的需求如此明确，为什么还要在太空或地球上进行研究呢?为什么工程师们不直接着手设计像赫尔墨斯这样的旋转船呢?

答案是人造重力需要权衡，因为所有的旋转都会产生问题。就像在旋转过山车上一样，在快速旋转时移动头部会引起恶心。旋转还会影响内耳中的液体和你在旋转环境中移动的任何其他身体部位。

你旋转得越快(每分钟转数[rpm])，恶心、定向障碍和运动问题就越严重。但是人造重力的产生取决于转速和旋转物体的大小。

要体验给定的重力——例如你在地球上感受到的通常重力的一半——旋转半径的长度(从你站在地板上到旋转物体中心的距离)决定了你需要旋转的速度。18新利最新登入用建造一个轮子形状的飞船半径为738英尺(225米)，你将以每分钟1转的速度旋转，产生完全的地球重力(称为1G)．这个速度已经足够慢了，科学家们非常确定没有人会感到恶心或迷失方向。

除了地板有点弯曲外，在这样一艘飞船上的一切感觉都很正常。但在太空中建造和飞行如此巨大的结构将面临许多工程挑战。

这意味着美国宇航局和其他任何可能在未来将人类送往太阳系的空间机构或组织必须满足于更低的重力，更快的旋转(更多的rpm) -或者两者兼而有之。由于月球上没有一个实验室，其表面重力约为地球表面的16%，这使它成为研究低重力影响的好地方，而不是失重，因此没有足够的数据来了解人类长期太空任务或太空任务可能需要多少重力18新利最新登入太空殖民地．这样的数据是必要的，就像人类可以合理容忍多少旋转的数据一样，这是正在进18新利最新登入行的人工重力研究的基本原理。