Stacja kosmiczna ze sztuczną grawitacją. Oto plan NASA na podbój kosmosu

Długotrwały pobyt w przestrzeni kosmicznej ma mało korzystny wpływ na ludzki organizm. Jedną z przyczyn tego zjawiska jest brak grawitacji, który prowadzi do zaniku tkanki mięśniowej oraz osłabienia kości.

W związku z tym, jeśli ludzkość na poważnie podchodzi do planów długotrwałej eksploracji kosmosu, konieczne będzie rozwiązanie tego problemu. NASA podjęła w tym kierunku kroki, a najnowszym z nich jest finansowanie badań prowadzonych przez naukowców z Carnegie Mellon University oraz University of Washington. Projekt ten jest znany jako Kilometer-Scale Space Structure from a Single Launch.

Czytaj też: Jak promieniowanie kosmiczne wpływa na ludzi? Przekonają się o tym uczestnicy misji Polaris Dawn

Jeśli chodzi o pomysły na generowanie sztucznej grawitacji, to można wyróżnić dwa główne, przy czym jednym z nich jest osiągnięcie bardzo wysokiej prędkości w czasie obracania się wokół własnej osi. Przyjmuje się, że bezpieczną granicą dla długotrwałego poruszania się są 3 obroty na minutę. Gdy w grę wchodzi wytwarzanie grawitacji podobnej do ziemskiej przy tempie 1-2 obrotów na minutę, to konstrukcja musiałaby mieć co najmniej kilometr długości.

W teorii brzmi to całkiem przystępnie, ale konieczne jest znalezienie sposobu na przetransportowanie tak gigantycznego obiektu na orbitę. I to najlepiej za jednym podejściem, a dokładniej rzecz biorąc, przelotem. Kluczem do sukcesu może się okazać struktura o wysokim współczynniku rozszerzalności, znana jako HERDS. Jej funkcjonowanie jest oparte na dwóch innowacyjnych elementach: mechanizmach ścinających i nożycowych.

Te pierwsze są nowym rodzajem metamateriału, który rozszerza się, gdy jest rozciągany. W zależności od sposobu rozciągania może ono również wpływać na sztywność samego materiału. Tego typu rozwiązania są szczególnie powszechne w robotyce, ponieważ stosuje się je między innymi w produkcji siłowników i chwytaków. W kontekście eksploracji kosmosu nie były jeszcze szerzej testowane. Mechanizm nożycowy umożliwia z kolei uzyskanie sporych rozmiarów konstrukcji z oryginalnej, złożonej i cechującej się znacznie mniejszymi rozmiarami.

Czytaj też: Kosmiczny Teleskop Hubble’a odkrył najbardziej odległą gwiazdę w historii. Poznajcie Earendel

Gdyby udało się wykorzystać któreś z tych rozwiązań (lub oba jednocześnie) do zbudowania stacji kosmicznej o długości jednego kilometra, to mogłoby to oznaczać przełom w zakresie generowania sztucznej grawitacji. Kolejną kwestią pozostanie wtedy obracanie takim obiektem z prędkością, która będzie wystarczająca, a jednocześnie bezpieczna dla ludzi jak i samej konstrukcji. W idealnym scenariuszu takie rozwiązanie mogłoby zostać przetestowane za sprawą misji podobnej na przykład do Lunar Gateway.