by 
Η μακέτα του διαστημικού σταθμού που βλέπετε είναι αυτός που εντός της δεκαετίας θα μπεί σε τροχιά γύρω απο τη σελήνη στα πλαίσια του φιλόδοξου προγράματος” Άρτεμις” της NASA που θα φέρει τον άνθρωπο στη σελήνη και μετά στον Άρη. Σε πρώτη φάση από τον σταθμό θα ξεκινούν αποστολές κυρίως στον νότιο πόλο της σελήνης που εκτιμάται ότι υπάρχει πάγος νερού. Στη συνέχεια θα εξεταστεί η δυνατότητα δημιουργίας βάσης εκεί και με υλικά απο τη σελήνη.
Ο σταθμός θα κινείται σε πολική τροχιά μεγάλης εκκεντρότητας ώστε να πλησιάζει στα 3000 km τον βόρειο πόλο και στα 70.000 km τον νότιο πόλο που μας ενδιαφέρει(στα 3000 km η ταχύτητα θα είναι εξαιρετικά μεγάλη για να σταλεί αποστολή στη σελήνη , ενώ στα 70.000 km μικρή).
Ο σταθμός δεν έχει τεχνητή βαρύτητα που είναι ο σκοπός της ανάρτησης, φαίνεται όμως ότι με πολύ μικρές προσθήκες στον κεντρικό άξονα μπορεί στο μέλλον να πετύχουμε τεχνητή βαρύτητα στον σταθμό.
Η τεχνητή βαρύτητα είναι το πιό απλό πρόβλημα διαστημικής στη θεωρία. Μία λύση είναι η δημιουργία βαρύτητας με περιστροφή(φυγόκεντρος ή κλασικά με αντίδραση για σχολείο) και η άλλη σχεδόν αέναη επιτάχυνση διαστημοπλοίου με α = 10 m/s2 και αδράνεια -10 m/s2 = βάρος και μάλιστα σταθερό σε όλο το χώρο. Αυτό για ταξίδια expres σε α Κενταύρου κλπ και εφ’ όσον γίνουν σταθμοί-βενζινάδικα στο διάστημα και και …μάλλον ποτέ.
Στην πράξη όμως υπάρχουν προβλήματα που μπορούν να λυθούν σε μεγάλο ποσοστό αλλά μόνο με πολλά πολλά $$$. Ας σκεφτούμε μόνο ότι ο ISS ζυγίζει 500 tn και το μέγιστο ωφέλιμο φορτίο ενός πυραύλου σήμερα είναι 100 tn. Ενας διαστημικός σταθμός με τεχνητή βαρύτητα για να είναι λειτουργικός και χωρίς πολλά προβλήματα πρέπει να έχει μια ακτίνα 900 m ώστε με συχνότητα 1 rpm να δίνει τεχνητή βαρύτητα ίσoδύναμη με 1g γήινο. Μία τέτοια κατασκευή θα πλησίαζε τους 2-3000 tn με ότι αυτό συνεπάγεται.
Σήμερα προκρίνεται μια λύση σε στυλ καθημερινής γυμναστικής στον ISS και για τα ταξίδια στον Άρη. Το πρόγραμμα θα περιλαμβάνει παραμονή ορισμένου χρόνου σε ατομικό “καρουζέλ” που θα δίνει μια φυγόκεντρη γύρω στα 0,7g.
Η ΑΣΚΗΣΗ που ακολουθεί αντιμετωπίζει κάποια ζητήματα του μικρής ακτίνας “καρουζέλ”
Καλημέρα Άρη.
Πολύ ωραία τα ερωτήματα και οι προβληματισμοί που μπαίνουν, για τα ζητήματα-προκλήσεις που έχει να αντιμετωπίσει ένας “κάτοικος” διαστημικού σταθμού…
Νομίζω παλιότερα στο σχολικό βιβλίο υπήρχε κάποιο αντίστοιχο πρόβλημα (χωρίς βέβαια να εξετάζει όλες αυτές τις παρενέργειες..)
Πολύ καλή Άρη.
Στο 4 η Coriolis δεν παράγει έργο.
Διονύση το τι διδάσκεται στα σχολεία και τι όχι το έχουμε εξαντλησει και εδώ είμαστε να σχολιάσουμε και τα καινούργια. Ομως, οκ οι αδρανειακες δυνάμεις είναι εκτός ύλης, δε μπορεί όμως φυσικός στο σχολείο να λέει στα παιδιά ότι δεν υπάρχει φυγόκεντρη. Κάνω διαδυκτιακα μαθήματα αστρονομίας και μου το είπε μαθήτρια Β λυκείου πριν μια εβδομάδα. Δεν υπάρχει, έτσι ακριβώς, όχι δύναμη που μετράει μη αδρανειακος παρατηρητής ή ψευδοδύναμη κλπ. Ανύπαρκτη δύναμη που μπορώ να τη μετρήσω με δυναμόμετρο. Τι να πω.
Γιάννη την ξέχασα τελείως στο 4ο. 15 χρόνια μακριά από τα σχολικά δρώμενα είναι πολλά φαίνεται. Και έλεγα στους μαθητές μου, μην ξεχάσετε δύναμη. Νάσαι καλά.
Καλησπέρα Άρη. Συγχαρητήρια για την προσέγγιση με “πραγματικές” συνθήκες. Καλή η θεωρία δημιουργίας g με περιστροφή του σταθμού, αλλά οι συνθήκες, που αναφέρεις δείχνουν πόσο δύσκολα είναι τα διαστημικά ταξίδια για την ανθρώπινη φυσιολογία. Πολύ σημαντική η αναφορά σου στις μη αδρανειακές δυνάμεις φυγόκεντρο και coriollis, που δεν διδάσκονται στο σχολείο, αλλά ρώτα και τον αστροναύτη να σου πει τι δυνάμεις βλέπει και πως εξηγεί τις κινήσεις μέσα στον περιστρεφόμενο δακτύλιο…
Ένα ωραίο βίντεο από την Οδύσσεια 2001 του Στάνλεϋ Κιούμπρικ, η ταινία σταθμός, που ακόμα και σήμερα είναι μακράν από τις πιο πιστά επιστημονικές, που γυρίστηκαν ποτέ…
https://youtu.be/1wJQ5UrAsIY
Έπος η ταινία του Κιούμπρικ. Κάπως την πλησιάζει το interstellar του Nolan.
Καλησπέρα συνονόματε συνάδελφε.
Πολύ ενδιαφέρουσες οι πληροφορίες για τις συνθήκες βαρύτητας και βοηθητική η άσκηση.
https://www.nasa.gov/specials/artemis/ το επίσημο site της NASA για το πρόγραμμα Artemis.
Είμαι πολύ λιγότερο αισιόδοξος για τα κατά περιόδους γραφόμενα περί μονίμων εγκαταστάσεων σε Σελήνη, Άρη κ.λ.π. Τα προβλήματα που πρέπει να λυθούν είναι πάρα πολλά και δύσκολα.