Er brug af centrifugalkraft på rumskibe ren science fiction?
Videnskab.dk - Automatisk oplæsning · Videnskab.dk
Beskrivelse
Kunstig tyngdekraft ville gøre livet på en rumstation meget lettere. Så behøvede astronauter ikke at træne så meget, man kunne bevæge sig rundt, som man er vant til på Jorden, og der ville være tjek på, hvad der var opad og nedad. Så hvor bliver de af, de roterende rumstationer og rumskibe med kunstig tyngdekraft? Det vil vores trofaste læser Viggo gerne vide. Han spørger: "Er brug af centrifugalkraft på rumskibe ren science fiction?" Han uddyber: "I adskillige sci-fi-film benyttes centrifugalkraft på rumskibet til at skabe tyngdekraft. Jeg vil gerne vide, hvor realistisk det er, og hvad det indebærer. Hvor langt er vi fra at kunne det i den virkelige verden?" Det er et glimrende spørgsmål, som vi straks sender videre til René Fléron. Han er ingeniør og rumforsker på DTU Space, og han peger straks på en stor udfordring ved roterende rumstationer: De skal være meget store, hvis besætningen skal kunne holde balancen, undgå svimmelhed og leve et nogenlunde normalt liv. Vægtløsheden gør os slappe Idéen er ellers god nok. Vægtløshed er både usundt og upraktisk, så det ville være smart med kunstig tyngdekraft på rumstationer og rumskibe på langfart. Trods to timers styrke- og konditionstræning hver eneste dag mister astronauterne stadig muskel- og knoglemasse, når de er vægtløse på en rumstation i månedsvis. Det kunne undgås, hvis der var kunstig tyngdekraft svarende til den tyngdekraft (eller mere præcist den tyngdeacceleration), vi oplever på Jorden. Mere lavpraktisk ville kunstig tyngdekraft gøre det lettere at holde styr på tingene. På Jorden er vi vant til, at genstande falder nedad på grund af tyngdekraften, så hvis vi taber noget, så ender det på gulvet. Men sådan er det ikke på en rumstation, hvor alting er i frit fald og der ikke er noget op eller ned. "Hvis man slipper en ting på rumstationen, så flyver den væk. Ventilationen deroppe betyder, at det altid blæser en lille smule, så hvis man for eksempel taber en kuglepen og mister den af syne, så forsvinder den nemt. I virvaret af ledninger og udstyr kan den være svær at finde igen," fortæller René Fléron med henvisning til oplevelser, den danske astronaut Andreas Mogensen har haft på sine rumrejser. Rotation giver grim rumsyge Men bygger man en rumstation som et stort hjul, som man får til at dreje rundt, vil besætningen blive slynget udad af centrifugalkraften. Så kan hjulets ydre kant fungere som gulv for fødderne, mens hovederne peger ind mod hjulets centrum. Det lyder simpelt, men rotationen giver desværre ikke en kunstig tyngdekraft, der svarer til at være på Jordens overflade. Det hele kører rundt, og det giver en mærkbar forskel, siger René Fléron: "Hvis du ikke sidder bomstille med hovedet under hele turen, får du problemer. Så snart du drejer hovedet, bliver du søsyg. Væsken i balanceorganet i det indre øre ryger ud til siderne, så du vil føle, at du er ved at falde ind i væggen." Problemet er den såkaldte coriolis-effekt, der opstår, når du bevæger dig rundt i et system, der hele tiden drejer rundt. Det indre øre registrerer uventede accelerationer, som giver svimmelhed og kvalme, og som er svær at vænne sig til. Du vil også opleve, at genstande ikke falder lige 'ned', men slår en bue, fordi gulvet roterer under dig. Desuden vil den kunstige tyngdekraft føles anderledes, alt efter om du går med eller mod rotationsretningen. En løbetur i samme retning som rotationen giver ekstra centrifugalkraft, så du bliver tungere – og omvendt. Enorm rumstation giver færrest bivirkninger Helt håbløst er det dog ikke. Rotationshastigheden må bare ikke være alt for stor. Hvis rumskibet har en diameter på cirka 450 meter, skal man op på et par omdrejninger i minuttet for at få en kunstig tyngdekraft som på Jorden, og så bliver coriolis-effekten så lille, at den er til at leve med. Så stort et rumfartøj er bare svært at konstruere, ikke mindst når ingeniørerne også skal medregne belastningerne fra centrifugalkraften. "På mange områder er vi stadig i rumfartens barndom. Vi har ik...