Як швидко і безпечно можна легко подорожувати?

Ми люди обробляємо зі швидкістю. Не так давно новина зламала, що студенти Німеччини розбили рекорд на найшвидший електричний автомобіль і ВПС США планують розробити гіперсонічний літак, який може подорожувати в п'ять разів швидше, ніж швидкість звуку - швидше 6100 км / год. Ці літаки не будуть носити людей - але не тому, що люди не можуть подорожувати на цій високій швидкості. По суті, люди вже рухалися на швидкості в надлишок Мах 5. Чи існує ліміт, за яким наше тіло більше не витримує навантаження швидкості? Поточний рекорд швидкості триває 46 років. Коли він збитий?



Поточний запис для швидкості, на якій людина переходить до трьох астрономів місії Аполлона 10. Повернувшись до Землі після польоту навколо місяця в 1969 році, астронаут капсула прискорилася до 24,790 км / год порівняно з планетою Землі. «Я думаю, що сто років тому, ми не змогли уявити, що людина може переїхати в космос на швидкості майже 40 000 км / год», - розповідає Джим Брай аерокосмічної компанії Lockheed Martin.

Але ми можемо перемогти цей запис відносно скоро. Брай - директор проекту Orion Module для НАСА. Оріонний космічних апаратів призначений для перенесення астронавтів на низькотемпературну орбіту Землі і має хороший шанс розбити рекорд 46-річного за найшвидшу подорож.

Система Space Launch (SLS), нова ракета, яка буде здійснювати Orion, зробить свої перші екіпажні місії в 2012 році — літа астероїдного, захопленого на місячній орбіті — з оком на багатомісячній місії до Марса найближчим часом. В даний час дизайнери представляють типову найвищу швидкість Оріону на 32,000 км/год. Але рекорд швидкості Аполлона можна перевершити навіть якщо ви приклеїте до базової конфігурації Оріону.

«Замовлення призначене для різних цілей, її швидкість може бути набагато вище, ніж ми в даний час плануємо». А ще, навіть Оріон не зможе уявити наш потенціал швидкості. «Не існує практичного обмеження швидкості нашої поїздки, крім швидкості світла», - сказав Брай. Легка поїздка на мільярди кілометрів на годину. Чи можна ми безпечно містити проміжок від 40 000 км/год до цієї швидкості?





Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз. У теорії люди можуть лише подорожувати на швидкості лише нижче універсального обмеження швидкості: швидкість світла.

Ми можемо подолати відомі технологічні обмеження та побудувати швидкий космічний апарат, наші крихкі водні тіла повинні мати справу з новими небезпеками, встановленими таким швидкісним поїздом. Можливі небезпеки можуть виникати, якщо люди тренуються швидше-танового світла, переповнивши приголомшливий парадигм відкриття або знаходження петельок в поточному фізичному таборі.

Контроль за закладомЯкщо ми прискорюємо до 40 000 км / год, прискорення повинно відбуватися поступово. Швидкий прискорення і гальмування може бути смертельним до тіла людини: тілесні травми при ДТП з'являються в процесі миттєво випадаючої швидкості від десяти кілометрів на годину до нуля в дробі другого. Яка причина? Властивість Всесвіту відомий як інерція, де об'єкт з масою суперечить зміні стану руху. Ця ідея була висловлена в першому законі Ньютона, таким чином: об'єкт у стані спокою залишається у стані спокою, а об'єкт в русі рухається при однаковій швидкості і в тому ж напрямку, поки вона не впливає на зовнішні сили.

"Для тіла людини, консистенції - це хороша річ", - пояснює Брай. Єдине, що варто турбуватися про прискорення. Про століття тому винахід літака, який може маневрувати на швидкості під керівництвом пілотів, щоб повідомити дивні симптоми, що супроводжують зміни швидкості та напрямку. Ці включили тимчасову втрату зору і почуття безваги або дезорієнтація. Причиною стали Г-сили, гранатові сили, Г. Один Г дорівнює залученню гравітації Землі до центру планети, близько 9,8 метрів на другий квадрат (на рівні моря).

Г-сили, які здійснюють вертикальний вплив, від голови до пальця або навпаки, і це може бути дуже незручним для пілотів і пасажирів. Кров в ніжках, які впливають на рухову силу, щітки до голови, коли робимо вертикальну підставку. Очі і повіки заливають кров і намагаються випасти з орбіти. Безперечно, коли прискорення вільного падіння є негативним, очі і мозок не вистачає кисню, оскільки кров збирається в нижніх кінцівках. Зрозуміло, стає сірим, після чого може бути повна втрата зору, «чорний». Висока перевантаження може призвести до розфарбовування, втрати свідомості, викликаних перевантаженням. Багато пілотів загинув через нездатність бачити і наступну осінь.





У такому відцентрі приготуйте пілоти для польоту

Середня людина може витримати високий перевантаження 5 г від головки, після чого він пройде. Пілоти, що надягають спеціальні костюми і навчаються проціджувати м'язи тулуба так, щоб кров не витікав з голови занадто швидко може літати літак на 9 Г. «Для коротких періодів організм людини може перевозити навантаження понад 9G», – коментує Джефф Севенек, виконавчий директор Аерокосмічної медичної асоціації Олександра, Вірджинія. Але не кожен може витримати їх довгий час.

Якщо для дуже коротких моментів людина може призвести до значного перевантаження без зайвої шкоди. Запис на миттєве перевантаження належить до Елі Бідінг Джр, капітан ВПС США. Повернувшись назад на ракетно-потужний сланець в 1958 році і взяв на грудях (посередньо) навантаження 82.6 Г, коли сланець прискорився до 55 км / год в одному десятку другого. Виїжджав, але втекти тільки з синцями на спині, демонструючи неймовірні можливості тіла.

Прямо в простір.В залежності від транспорту, астронавти також пережили досить високі перевантаження – від 3 до 8 під час зльоту і переїзду, відповідно. Ці перевантаження, як правило, представлені тиском ваги від переднього до спини, завдяки юрисдикційній практиці броньованих мандрівників для сидіння, що стоять на напрямку подорожі. Як тільки космічний корабель досягає швидкості 26,000 км / год на орбіті, астронавти відчувають свою швидкість не більше, ніж пасажири комерційного авіалайнера.





І якщо G-forces не є особливою проблемою для довгосерійних місій Оріону, малих просторових скель -- мікрометеоритів - може бути добре. Ці зерногабаритні гальки переходять на неймовірну деструктивну швидкість 300 000 км/год. Щоб захистити судно і екіпаж, Оріон має захисний зовнішній шар товщиною 18-30 сантиметрів, в залежності від місця розташування, а також інших щитів і смарт-обладнання. «Ми просто повинні тримати на увазі, які мікрометеорити можуть вражати», – коментує Брай.

Мікрометеорити не стануть єдиною перешкодою для майбутніх просторових місій, коли людина прискориться до високих швидкостей. У процесі місії Марса необхідно вирішити інші практичні питання, в тому числі питання харчування екіпажу і збільшення тривалості життя своїх членів через радіаційний вплив. Зменшення часу поїздки, однак, може полегшити ці проблеми, чим швидше краще.

Наступний простір поколінняМи можемо самі зателефонувати одержувачу. Найновіші кораблі НАСА, які можуть розбити рекорд швидкості Аполлона 10, все ще спираються на перевірені хімічні ракетні системи, що використовуються з перших космічних місій. Але такі системи мають суттєві обмеження швидкості за рахунок низької кількості енергії, які випускають на одиницю палива.

Щоб досягти більш високих швидкостей для відправки людей до Марса і за її межами, вчені шукають нові підходи. «Системи, які ми маємо прямо зараз, достатньо, щоб отримати нам там», - коментує Брай. Але я хотів би бачити революцію в галузі пропорції струменя.

Ерік Девіс, старший науковий співробітник Інституту перспективних досліджень в Остіні, описує три найбільш перспективних способів — використовуючи традиційну фізику — що допоможе людству досягти гідних міжпланетних віянь. Скоро, це три явища з енерговідведенням: розпад, синтез та анігілація антиматтера.

Перший метод полягає в розщепленні атомів, як проводиться в комерційних ядерних реакторах. Друга, фузія, запобіжники в важчих атомах — реакція, яка обпалює сонце і наші надії для фузійних пристроїв, які знаходяться в 50-х роках. й

«Це передові технології», - коментує Девіс, «але використовують традиційну фізику і були добре сформовані з часів світанку атомного віку». Різноманітність пропульсних систем на основі синтезу і розпаду атомів може в теорії прискорити пристрій до 10% швидкості світла - і це, згасити мене, 100,000,000 км / ч. Кращий спосіб прискорити космічних апаратів буде антиматтером, допельгангером звичайної матерії. Коли ці два види речовин надходять в контакт, вони знищують один одного з випуском чистої енергії. Сьогодні існують вже технології для виробництва та зберігання (додатково в крихітних кількостях) антиматтера. Але виготовляючи антиматтер в розумних кількостях буде потрібно дорожчі рослини наступного покоління, і розробка антиматтерного двигуна буде ще дорожче. Але вчені не сидять, і Девіс каже, що є багато хороших проектів на друкованій платі.





З антиматтерними двигунами, космічних апаратів можна прискорити через місяці або роки до дуже високих відсотків швидкості світла, зберігаючи Г на прийнятному рівні для пасажирів. Але ці фантастичні швидкості створюють нові небезпеки для організму людини.

Вігорний гайНа швидкості декількох сотень мільйонів кілометрів на годину кожна пляма пилу в космосі, від водневих атомів до мікрометеоритів, стає потужною куля, яка тягнеться в тіло апарату. «Коли ви рухаєте на високій швидкості, часток переміщається на тій же високій швидкості порівняно з вами», - розповідає Артур Едельштейн, який вивчає наслідки атомів космічного водню на надшвидкій площі.

Незважаючи на те, що на один атом на кубічний сантиметр в космосі, космічний водень перетвориться на бомбардування інтенсивного випромінювання. Цей водень буде залити в субатомічні частинки, які пройдуть через судно, опромінюючи екіпаж і обладнання. На 95 відсотків швидкості світла, випромінювання практично миттєво стане смертельним. судно буде нагрівати до точки плавлення будь-якого забрудненого матеріалу, а вода в органах членів екіпажу буде миттєво кип'ятити. «Це досить непристойні проблеми», «Едельштейн розкидно зауважив.

Разом з батьком він розрахував, що при відсутності гіпотетичного магнітного щита, який би відобразить весь летальний водень, старіння буде мати можливість подорожувати на половині швидкості світла без перешкоди членів екіпажу.





Марк Мілліс, пропульсний фізик і екс-голова програми фізики прориву НАСА, попереджає, що такий потенційний ліміт швидкості людини залишається далеким питанням. «Зроблено на перевіреній фізики, швидкість понад 10 відсотків світла буде дуже важко досягнути», - каже він. - До тих пір, поки ми небезпечні. З цим успіхом ми повинні турбуватися про те, коли ми не досягли води. й

Швидше за світло.Ми навчимося плавати, продовжуючи аналогію, ми коли-небудь зможемо підкорити хвилі космічного часу і почати подорожувати на поверхневій швидкості?

В кінці популярності FTL, хоча він залишається чисто спекулятивним, не без спалахів в темряві. Один цікавий сценарій FTL передбачає «пожежний диск», як один у Star Trek. Так звані двигуни Alcubierre стиснете звичайний час, описаний фізикою Ейнштейна перед космічних апаратів, розширюючи його за. В результаті корабель залишається в шматочок космічного часу — бульбашка бородавки, бульбашка — що рухається швидше, ніж швидкість світла. У той же час судно знаходиться в стані спокою в звичайному проміжку часу, не порушуючи фундаментальний ліміт швидкості світла.

Що таке лов? Ця концепція вимагає екзотичної форми речовини з негативною масою для компресів і розширення простору. "Фізика не заборонила негативної маси", - розповідає Девіс. Але він не знає таких прикладів і ніколи не зустрівся з нею в природі. Ще один лов: робота вчених в Університеті Сіднея в 2012 році показав, що бульбашка бородавки збере високоенергетичні космічні частинки, неминуче взаємодіє з вмістом Всесвіту. Деякі частинки можуть проникати сам бульбаш, опромінюючи корабель з випромінюванням.

Зроблений для запуску після світлаМи назавжди стукуємо на підлеглі швидкості через наш крихкий біологія? Ця відповідь не тільки визначає можливість встановлення нового запису швидкості людини (або галактичної) людини, але й перспективи становлення міжзорої спільноти. Навпаки швидкості світла, яка обмежена Едельштейном, подорож до найближчої зірки займе 16 років.

Але Millis пропонує надію. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз.

«Якщо технологія дозволяє нам досягти безпрецедентних швидкостей, якщо майбутній фізика знаходить таку технологію можливо», – розповідає Millis, «але це дасть нам нові, неймовірні можливості для захисту екіпажів. й

P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Джерело: hi-news.ru/space/naskolko-bystrym-i-bezopasnym-mozhet-byt-kosmicheskij-polet-dlya-udej.html