Artificiell gravitation är en förändring (minskning eller ökning) av den upplevda gravitationen genom artificiella medel. I science fiction förknippas det ofta med rymden , men det finns många skäl för att reglera gravitationen på jorden (i synnerhet för vetenskapliga experiment) och andra planeter. I praktiken kan illusionen av gravitation skapas av olika fysiska krafter. Till exempel tröghetskraften (se principen om ekvivalens mellan tyngdkrafter och tröghetskrafter ) och i synnerhet centrifugalkraften [1] .
Skapandet av artificiell gravitation anses vara önskvärt för långvariga rymdresor (och i allmänhet för att vistas i rymden) för att skapa fysiologiskt naturliga förutsättningar för människor att leva ombord på rymdfarkoster och i synnerhet för att undvika de negativa effekterna på människan kropp av långvarig viktlöshet [2] [3] . Detta koncept utvecklades först av K. E. Tsiolkovsky för orbitalstationer och långväga interstellära flygningar.
Den första orbitalstationen med artificiell gravitation kommer att byggas av mångmiljardären Jedd McCaleb , som skapade Vast Space -startupen [4] för detta ändamål .
En artificiell gravitationskammare kan också skapas med hjälp av en boll, baserat på ett gyroskop med flera frihetsgrader. Så om Tsiolkovskys "munk" roterar i ett plan, så roterar kulan eller kammaren av artificiell gravitation i alla tre plan samtidigt. Således verkar den resulterande centrifugalkraften på alla kroppar inuti bollen från dess mitt till den inre ytan [5] . Fördelarna med denna design är utjämningen av Coriolis-krafterna och möjligheten att använda sfärer med mindre diameter i förhållande till toroidformade "munkar" som roterar i samma plan.
Nästa koncept för att skapa artificiell gravitation bygger på det faktum att alla ämnen är mer eller mindre diamagnetiska , därför, när ett yttre konstant magnetfält appliceras på kroppar, kommer de att tryckas ut från ett område med ökad densitet till ett område med en minskad magnetfältstäthet. Således kommer en vanlig cylinder runt vilken en Thomson-spole är lindad, men med en variabel lindningsstigning, att simulera gravitationens verkan, eftersom den diamagnetiska kraften kommer att trycka ut föremål från det täta magnetfält som skapas av lindningarna, till små lindningsstigningar i de nedre områdena av cylindern, där lindningen har mer lindningsstigning respektive magnetfält mindre tät. Samma effekt kan uppnås genom att använda en cylinder med samma lindningsstigning, men samtidigt bör den vara i form av en upp och ned pyramid. Där det finns fler lindningar är magnetfältet tätare, och den diamagnetiska kraften kommer att trycka kropparna till botten av cylindern, där det finns färre lindningar och som ett resultat blir magnetfältet mindre tätt. [6]
I frånvaro av gravitation upplever vissa människor och djur rymdanpassningssyndrom . Många syndrom uppträder inom några dagar och går snart över, men till exempel minskar bentätheten långsamt med tiden [3] . Den minsta gravitationen som behövs för att förhindra dessa förändringar är fortfarande okänd - modern biologisk vetenskap har bara en idé om påverkan av jordbunden gravitation och viktlöshet i omloppsbana nära jorden. För närvarande finns det inte tillräckligt med teknisk kapacitet för att utföra experiment med mellanvärden, och NASA- astronauter tillbringade för lite tid på månen för att bedöma effekten av minskad (i det här fallet månens) gravitation på människokroppen.
Ett antal experiment utfördes av Dr Alfred Smith vid University of California . Objekten för hans experiment var kycklingar (som tvåbenta organismer) och möss. Djur har länge påverkats av den ökade gravitationen som skapats av stora centrifuger på jorden [7] [8] .
I slutet av 2016 utvecklades en centrifug med liten radie på basis av Institute of Biomedical Problems of the Russian Academy of Sciences för att skapa artificiell gravitation på den transformerbara rymdmodulen som utvecklas av RSC Energia . Samtidigt uppgav chefen för RSC Energia, Vladimir Solntsev, att det skulle vara möjligt att skapa en sådan modul och introducera den i ISS med lämplig finansiering - 6-7 miljarder rubel, ungefär 2021-2022. Den 19 mars 2019 berättade chefen för IBMP RAS, Oleg Orlov, för media att institutet redan testade en kortdistanscentrifug, men lanseringen av en sådan modul var ännu inte inkluderad i ISS flygprogram [9] . Eftersom Roscosmos har för avsikt att dra sig ur ISS-projektet efter 2024, kommer denna modul sannolikt att bli en del av den nationella omloppsstationen ROSS .