刚才我们提到,人造重力可以在一个不停旋转的空间站中实现,所以这种效应也会影响人们在旋转空间站中的生活。问题在于,这种科里奥利效应会在多大程度上影响空间站成员的生活呢?
在上面图片中这种圆筒状空间站中,对于自由落体运动,下落的高度越高,横向的偏离就越大,而圆筒空间站的半径越大,横向的偏离就越小。如果我们把空间站的半径建造得足够大,那么这种科里奥利效应造成的自由落体横向偏离就会变得很小。
更直观一点来说,如果我们建造一个半径10千米的圆筒空间站,在离内壁1米的高度让一个小球自由落体,那么小球落地之后的横向偏离只有不到1厘米。这样的偏移程度对空间站中的正常生活就没有明显的影响。其实科里奥利效应在地球上也照样存在,因为地球也会自转的不是?但是我们正常走路开车打网球,也从来没有因为科里奥利效应受到任何的影响。
实际上模拟出来的重力加速度是转速和圆筒半径同时决定的。只有我们做的空间站半径足够大,转速不需要很大即可保证某个合适的人工重力,这样科里奥利效应也会被控制得很小。
上面讨论的这种圆筒状的空间站只是“人造重力”模型中比较简单的一种。20世纪70年代,曾经有过很多的不同的空间站设计,另外一种比较简单的设计则是甜甜圈状的空间站。
甜甜圈状空间站概念图
虫族科技可能是什么?
上面我们提到了如何在整个空间站中制造人造重力,但是在实际操作中(以及电影小说中),宇航员们难免需要在空间站里提供一个特别的无重力区域,来适应太空中的失重环境。那么在空间站的设计中,又怎样达到这样的目的呢?