Способы компенсации силы тяжести при строительстве и функционировании лунных баз.

 

На Луне, как известно, сила тяжести в 6 раз меньше, чем на Земле. Однако на лунных базах нецелесообразно сохранять естественную силу тяжести (во избежание вырождения организмов жителей баз), а есть смысл создать земную силу тяжести. Каким способом этого добиться?

Для астронавтов, работающих на поверхности Луны, вариант решения проблемы – чтобы скафандр с оборудованием весил в 5 раз больше носителя скафандра. Тогда усилие. Необходимое для его ношения, составит как раз величину, привычную для Земли (хотя, возможно, это не всегда потребуется – для некоторых видов работ нужна будет именно лёгкость).

Говоря о создании дополнительного гравитационного поля на базе, необходимо разделять временную базу на 150 человек, созданную на период строительства, и постоянную базу на тысячи человек. Проблему с временной базой можно решить механическим путем, например, организацией вращения. Чтобы решить проблему с большой базой, необходимо решить фундаментальные вопросы теории гравитации.

 

Гравитационный конденсатор

 

Представим, например, что база находится между конденсатором, который создает внутри базы определенную напряженность поля. Конденсатор может быть либо стационарным, либо на переменном токе, как на рисунке:

При такой схеме на протяжении всего цикла поле в базе будет стабильным. Спрашивается, можно ли создать аналогичный «конденсатор», только чтобы создавал не электрическое, а гравитационное поле (именно поэтому и было предложено 2 варианта конденсатора – «стационарный» и «на переменном токе» - потому что пока неизвестно, в каком виде получится организовать гравитационное поле.

В качестве одного из вариантов просматривается следующий. Есть гипотеза о том, что частицы, которым сообщена сверхсветовая скорость, способны взаимодействовать с окружающим миром только через гравитацию, и что именно такова природа «темной материи». Поэтому целесообразно устроить такую «искусственную темную материю» в обкладках «гравитационного конденсатора». Причем в отличие от обычного вещества, она может сколько угодно сжиматься – нет электрических сил отталкивания – поэтому большую массу, создающую большое ускорение, можно сконцентрирвоать в небольшом объеме.

Где брать энергию на управление такой системой? Для временной лунной базы это может быть атомный реактор, а для большой базы – излишки энергии от термоядерного синтеза.

 

Вращающаяся платформа

 

Есть, однако, опасность, что к моменту строительства лунных баз необходимые фундаментальные физические вопросы еще не будут решены. Тогда можно использовать более простой технический механизм.

Как уже говорилось выше, вариант решения проблемы с гравитацией на лунных базах: использовать для компенсации избыточную энергию, даваемую термоядерными электростанциями. Не может ли оказаться, что необходимая энергия в единицу времени будет равна энергии, выделяемой при синтезе необходимого количества вещества? Исходя из этого, можно рассчитать энергию, которая будет приходиться на единицу площади базы и, соответственно, рассчитать оптимальный объем базы и типовую мощность ТЯЭС базы.

 

Технический механизм - создание на дне базы качающейся платформы (с минимумом движущихся частей - одна плита скользит по другой, а источник энергии нужен, чтобы период колебаний отличался от периода собственных колебаний). Проблема в том, что земную силу тяжести надо бы создать не только для тел, находящихся на поверхности, но и для тел, находящихся в воздухе (т.е. к молекулам воздуха приложить силу, в 6 раз превышающую лунную силу тяжести). Варианты, как это сделать:

1) движение плиты и ее центробежная сила "притягивает" близлежащие молекулы воздуха, внизу создается разрежение, его стремятся заполнить молекулы сверху, так и создается гравитационная сила. Надо проверить, будет ли такой механизм реализовываться естественным путем. Если нет - рассмотреть варианты искусственной реализации

2) возможно, в силу принципа относительности ускорения даже если подпрыгнешь с такой "ускоренной" поверхности, то в воздухе по инерции останется соответствующая сила (или, возможно, будет инерция скорости от вращения плиты - но там инерция касается мгновенной скорости). Было бы хорошо проверить это на орбитальных станциях с искусственной силой тяжести, создаваемой путем вращения - но, увы, такие станции не были созданы. ЧТо интересно, в фантастических произведениях, где упоминаются такие станции ("Звезда КЭЦ" Беляева, "Звездная тень" Лукьяненко) этот вопрос не был прояснен

3) возможно, никакой необходимости в компенсации не будет - на организм принципиально влияет гравитационное воздействие во время нахождения в стационарном состоянии (сон, сидячая работа).

Способ избежать вредных биологических воздействий - частота качания может быть выше, чем верхний предел частоты, вызывающей биологическое воздействие.

 

Плюс от возможного изменения силы тяжести - в строительстве. Возведение высоких зданий - в условиях малой гравитации, затем - включение гравитации - упрочнение конструкций.