為何各航天大國對(duì)太空人造重力都不太感興趣?

人造重力可以在很多科幻片中看到,比如幻想下個(gè)世紀(jì)或者下下個(gè)世紀(jì)的太空城市,人在里面為了和地面的生活環(huán)境類似,會(huì)用特殊方法創(chuàng)造人造重力。在大多數(shù)科幻片中,都沒有詳細(xì)說人造重力如何創(chuàng)造。但是一旦整個(gè)空間城市出現(xiàn)故障,比如有外星人入侵造成巨大的太空城市斷電,那么人造重力會(huì)立即消失。所有太空城市中的人和物體都自動(dòng)飄起來,造成系統(tǒng)混亂。按照科幻片中的意思,這些巨大的未來太空城市中的人造重力應(yīng)該是通過電力產(chǎn)生的。電力直接制造重力,顯然不是現(xiàn)代人掌握的技術(shù)。所以科幻片還是科幻片,有明顯超出常識(shí)的東西也可以容忍,極端的比如曲率引擎,超光速飛行,明顯違背了廣義相對(duì)論,但是因?yàn)閯?chuàng)造這些概念的科幻片比較出名,甚至都成了西方社會(huì)中正常的流行詞匯和概念。

而按照常規(guī)的物理學(xué)知識(shí),電力只能產(chǎn)生磁場,磁力可以吸附鋼鐵。因此用帶磁性的鞋子和鋼鐵的地板,可以產(chǎn)生吸附力。其實(shí)這種電磁鞋在太空站上也實(shí)際試驗(yàn)過,結(jié)果發(fā)現(xiàn)非常的不好用,因?yàn)橹挥行雍湍_被吸引,而人體的其他部分以及所有太空站上的設(shè)施物品都不會(huì)被吸引產(chǎn)生重力,這種電磁鞋在太空站上會(huì)非常的不舒服,等于游泳的時(shí)候被別人拽住了兩只腳,不但感受不到重力,反倒會(huì)給航天員的日常活動(dòng)幫倒忙。于是“磁力鞋”在各種航天器上都不受歡迎。另外一種人造重力,則更現(xiàn)實(shí)一些,這就是把航天器的其中一部分設(shè)計(jì)成一個(gè)以一定速度自轉(zhuǎn)的大圓盤,就像游樂場里面的大擺錘一樣,這樣因?yàn)殡x心力的作用,在大圓盤的邊緣生活,就可以獲得和地球上差不多的重力加速度。

如果這種太空中自轉(zhuǎn)的大圓盤的半徑足夠大,那么生活在圓盤邊緣的航天員應(yīng)該會(huì)體驗(yàn)到和地面差不多的重力環(huán)境,那么太空中的日常生活會(huì)變的更像地球表面。之所以要人造重力,是因?yàn)殚L期在太空微重力環(huán)境下生活的人類,會(huì)因?yàn)殚L期沒有重力的掣肘,肌肉和骨骼都會(huì)逐步流失鈣質(zhì)和其他物質(zhì)而變得日漸松弛,一旦再回到地球有重力的環(huán)境下會(huì)感到身體素質(zhì)整體變?nèi)酢_@也是大多數(shù)航天員從太空返回地球以后,都要先坐在椅子上,而不是立即自己到處走動(dòng)的一個(gè)原因,專業(yè)名詞叫做“重力再適應(yīng)”。大多數(shù)航天員都經(jīng)過挑選,身體素質(zhì)都是相對(duì)比較強(qiáng)壯的,不是特別長時(shí)間的天空飛行對(duì)身體影響不大。不過今后有兩個(gè)因素卻需要人造重力。第一是長時(shí)間的天空飛行,比如往返火星,一個(gè)來回至少需要3到5年,期間大多數(shù)時(shí)間是純失重狀態(tài)。

第二就是目前還沒做過太空妊娠實(shí)驗(yàn),不知道完全在失重狀態(tài)下發(fā)育的新生兒是否各方面都正常。雖然未來人造重力是必須的,但是各大國在這方面的探索似乎并不積極。原因不外乎:第一,太空微重力狀態(tài)本身是“比較舒適”的。瀚海狼山(匈奴狼山)雖然沒體驗(yàn)過天空飛行,但是在過山車等設(shè)施上卻有近乎完全失重的體驗(yàn)。瞬間失重感覺非常放松。因此讓航天員在失重的大環(huán)境下非要人造重力,恐怕反對(duì)聲音更大些。第二,圓盤旋轉(zhuǎn)創(chuàng)造重力,說起來簡單,但是在天空實(shí)踐起來非常的龐大和麻煩;現(xiàn)階段的航天實(shí)力還很難達(dá)到。如果怕在太空呆久了肌肉萎縮,那么幾個(gè)彈簧拉力器就可以解決大部分鍛煉的問題。于是人造重力就暫時(shí)放一下了。