Gravitația artificială este o modificare (scădere sau creștere) a gravitației percepute prin mijloace artificiale. În science fiction , este adesea asociat cu spațiul , cu toate acestea, există multe motive pentru reglarea gravitației pe Pământ (în special, pentru experimente științifice) și pe alte planete. În practică, iluzia gravitației poate fi creată de diverse forțe fizice. De exemplu, forța de inerție (vezi Principiul echivalenței forțelor gravitaționale și inerției ) și, în special, forța centrifugă [1] .
Crearea gravitației artificiale este considerată de dorit pentru călătoriile spațiale pe termen lung (și în general pentru șederea în spațiu) pentru a crea condiții fiziologic naturale pentru ca oamenii să trăiască la bordul navelor spațiale și, în special, pentru a evita efectele adverse asupra omului. corp de imponderabilitate prelungită [2] [3] . Acest concept a fost dezvoltat pentru prima dată de K. E. Tsiolkovsky pentru stații orbitale și zboruri interstelare cu rază lungă.
Prima stație orbitală cu gravitație artificială va fi construită de multimiliardarul Jedd McCaleb , care a creat startup -ul Vast Space [4] în acest scop .
O cameră gravitațională artificială poate fi creată și folosind o minge, bazată pe un giroscop cu mai multe grade de libertate. Așadar, dacă „goasa” lui Tsiolkovsky se rotește într-un singur plan, atunci bila sau camera gravitației artificiale se rotește în toate cele trei planuri simultan. Astfel, forța centrifugă rezultată acționează asupra tuturor corpurilor din interiorul mingii de la centrul acesteia până la suprafața interioară [5] . Avantajele acestui design sunt nivelarea forțelor Coriolis și posibilitatea de a folosi sfere cu diametru mai mic față de „gogoșile” în formă de toroid care se rotesc în același plan.
Următorul concept de creare a gravitației artificiale se bazează pe faptul că toate substanțele sunt mai mult sau mai puțin diamagnetice , prin urmare, atunci când un câmp magnetic extern constant este aplicat corpurilor, acestea vor fi împinse dintr-o zonă cu o densitate crescută într-o zonă cu o densitate redusă a câmpului magnetic. Astfel, un cilindru obișnuit în jurul căruia este înfășurată o bobină Thomson, dar cu pas variabil de înfășurare, va simula acțiunea gravitației, deoarece forța diamagnetică va împinge obiectele din câmpul magnetic dens creat de înfășurări, la pasuri mici de înfășurare în regiunile inferioare ale cilindrului, unde înfășurarea are mai mult pas de înfășurare și, respectiv, câmp magnetic, mai puțin dens. Același efect poate fi obținut prin utilizarea unui cilindru cu același pas de înfășurare, dar în același timp ar trebui să fie sub forma unei piramide de sus în jos inversate. Acolo unde sunt mai multe înfășurări, câmpul magnetic este mai dens, iar forța diamagnetică va împinge corpurile spre fundul cilindrului, unde sunt mai puține înfășurări și, ca urmare, câmpul magnetic este mai puțin dens. [6]
În absența gravitației , unii oameni și animale experimentează sindromul de adaptare la spațiu . Multe sindroame apar în decurs de câteva zile și se rezolvă în curând, dar, de exemplu, densitatea osoasă scade lent în timp [3] . Gravitația minimă necesară pentru a preveni aceste schimbări este încă necunoscută - știința biologică modernă are o idee doar despre influența gravitației terestre și a imponderabilității pe orbita apropiată a Pământului. În prezent, nu există suficiente capacități tehnice pentru a efectua experimente cu valori intermediare, iar astronauții NASA au petrecut prea puțin timp pe Lună pentru a judeca efectul gravitației reduse (în acest caz, lunar) asupra corpului uman.
O serie de experimente au fost efectuate de Dr. Alfred Smith de la Universitatea din California . Obiectele experimentelor sale au fost puii (ca organisme bipede) și șoarecii. Animalele au fost mult timp afectate de gravitația crescută creată de centrifugele mari de pe Pământ [7] [8] .
La sfârșitul anului 2016, o centrifugă cu rază mică a fost dezvoltată pe baza Institutului de Probleme Biomedicale al Academiei Ruse de Științe pentru a crea gravitație artificială pe modulul spațial transformabil dezvoltat de RSC Energia . În același timp, șeful RSC Energia, Vladimir Solntsev, a declarat că ar fi posibil să se creeze un astfel de modul și să-l introducă în ISS cu o finanțare adecvată - 6-7 miliarde de ruble, aproximativ în 2021-2022. Pe 19 martie 2019, șeful IBMP RAS, Oleg Orlov, a declarat presei că Institutul testa deja o centrifugă cu rază scurtă, dar lansarea unui astfel de modul nu a fost încă inclusă în programul de zbor ISS [9] . Deoarece Roscosmos intenționează să se retragă din proiectul ISS după 2024, acest modul este probabil să devină parte a stației orbitale naționale ROSS .