人造重力与系留卫星规模

二、人造重力与系留卫星规模

漂移式太空电梯高速运动,太空电梯系留卫星受到的地球引力与圆周运动产生的离心力,差不多互相抵消,从而形成微重力环境。在这种环境中生活,看起来飘然若仙,其实有苦难言:

在微重力环境,水常会结成大小不一的水球,在空中飘荡。如果让它钻到电器设备里会引起短路,使设备烧毁。飘浮在空中的食物碎屑,很容易被吸进肺腔,导致患吸入性肺炎。因此不管什么食物,先整块放进嘴里,然后闭着嘴巴咀嚼,以免让食物碎屑喷出。吃起来腮帮子一鼓一鼓的,“樱桃樊素口”可就保不住了。

在微重力条件下,洗脸只能用湿纸巾擦。刷牙后的废水和泡沫要吐到卫生纸或毛巾上。为了防止刮胡子时胡茬乱飞,要用带有微型吸尘器的电动剃须刀,把胡茬吸进小纸袋中。

在太空洗澡前先要盖好淋浴筒的盖子。然后把脚固定,以免淋浴时身体翻滚,让头浸在污水中。还要将耳朵塞起,带上护目镜,将呼吸器戴好,避免洗浴时将水珠吸进肺部,发生危险,最后才能打开水龙头。

在太空上厕所更要经过专门的培训:由于失重,粪尿不会跌落,只好靠抽气机产生的气流将它们带走。使用太空马桶时,臀部一定要跟马桶的边缘贴紧。如果密封不严,让粪便和尿液飞到空中,在舱内到处乱飞,就会成为一场灾难。

许多动植物在失重的环境中都不能正常地生长、繁殖。失重环境不易实现空气、水和食物的循环。更重要的是,在失重的环境下待久了,血液不再因为重力集中到下肢,产生头大脚细的现象。所谓“狡兔死、走狗烹”,长期失重,缺乏用武之地,肌肉难免会萎缩,还会引发骨质疏松。使人骨瘦如柴。所以,别看失重让人可以自由飞翔,好似神一般,但并不是神仙过的日子!系留卫星中必须有人工重力。

产生人造重力最简单的方法是:让人们生活在一个大圆环里,这个大圆环被我们称为太空城。当太空城旋转时,离心力就会将一切物品压向太空城的内壁。

当物体旋转运动时,离圆心远的地方,速度快,离圆心近的地方,速度慢。人沿着半径运动时,就会受到与旋转方向平行的力。当釆用这种方式频繁上下时,会感到不适。

美国医生温克·温克勒的研究指出:只有当人造重力区的旋转速度不超过每分钟1圈时。这种力才不会影响太空城内居民的健康。这样,整个太空城外直径应该达到1902米。这样,使处于太空城最外层的人,受到的人工重力最多比地球高4.7%,而在太空城最内层受到的重力至少为地球的86%。

为了使太空城单位空间消耗的材料更少,有人建议:增加太空城圆环的外直径,或减少它的内直径。增加外直经会使最外层人造重力增加。而人造重力越大,所需的支撑材料就越多。减少内直径,会使最内层重力减少。

长期在失重条件下生活,会严重损害航天员的健康。但是在1.1、0.9、0.7、0.5倍地球重力的条件下长期生活,对人的健康有什么影响呢?我们不知道!因为地球两极与赤道重力相差只有1%;电梯下降和飞机俯冲造成低重力的时间很短。在这种情况下,出于谨慎,太空城的内外径暂且如此安排。