Az élet súlya: A mesterséges gravitáció lehetőségei

A Föld meghódításával jól halad az ember, de ez már nem elég. Nekünk a kozmosz kell! Rövid látogatásainkkal azonban még közel sem tettük magunkévá. Ehhez huzamosabb időt kell eltöltenünk az idegen közegben. Állomásainkat, hajóinkat valahogyan földivé kell tenni, a megoldás a mesterséges gravitáció.

A Nemzetközi Űrállomáson eltöltött hónapok után a Föld hősies asztronautái, sokak példaképei iszonyú állapotban kerülnek haza. Testük sorvadásnak indul, járni is csak segítséggel tudnak, az életerős nők és férfiak még egy óvodással szemben sem maradnának talpon. Igen egyszerű dolog történik: testük alkalmazkodik a gravitáció nélküli világhoz. Izomzatra nincs többé szükségük, csontjaik meggyengülnek. Hosszú távú következményeket nem ismerünk, de könnyen elképzelhető, hogy több éves űrtúrák után komolyabb konzekvenciák jelenhetnének meg. Mi lehet hát a megoldás, vetődik fel a kérdés. Pontosan a már említett nehézkedési erő a megoldás problémánkra.

Nagy távolságokat a Naprendszeren belül- ahol a hibernálás még fölösleges lenne- csak így tudunk megtenni. Emellett z irodalomból már jól ismert „űrvárosokat” is csak a mesterséges gravitáció tarthat huzamosabb ideig életben. Fantáziánkat kissé elengedve, de a realitások talaján maradva két lehetőség létezik. Az egyik a forgási, a másik a gyorsulási energia megcsapolása. Vannak még elméletek persze, amelyek mesterséges erőtereket használnának, vagy mágnesekkel operálnának, de ezek jelenleg nagyon messze vannak a valóságtól.

A gyorsulás

Működési elve igen egyszerű: a hajó gyorsulása nehézkedési erőt fejt ki. Ezt valószínűleg mindenki ismeri, látta már rakéták kilövését, akár filmben is. Az asztronautákra a földi 1 g-nél sokkal több g is hat, ülésükbe préselve őket. Azonban ez az erőhatás hamar megszűnik, amint a hajó elszökik bolygónkról. A kémiai rakétahajtőművek teljesen alkalmatlanok a nehézkedés huzamosabb előidézésére, energiájukat gyorsan adják le, üzemanyaguk túlságosan nehéz. A megoldást az ionhajtóművek nyújtják, kutatásuk már a ’60-as évek óta zajlik, mára sokat haladt.

Az ionhajtóművek energiájukat folyamatosan adják le, jelentősen lassabban, mint a ma elterjedt hajtóművek teszik.Előnyük egyben hátrányuk is: egyedül nem képesek szökési sebességet elérni. Ezeket a járműveket az űrben kell megépíteni, majd a LEO-ról (alacsony Föld körüli pálya) lehet elindítani A földi nehézkedés mértéke 9,81 m/s2, vagyis egy tárgy szabadesésben 9,81 m/s sebességgel gyorsul másodpercenként. A most még nem létező hajónkon ezt a gyorsulást elérve pontosan otthonunk vonzását tudnánk szimulálni.

A folyamatos gyorsulással ráadásul meglehetősen nagy távolságokat lehet megtenni, rövid idő alatt. Egy marsi út például mindössze napokat venne igénybe. De mi történik, célunkhoz közeledve? Mégsem csapódhatunk csak úgy bele egy bolygóba.Az út egy bizonyos pontjától egész egyszerűen nem gyorsítani, hanem lassítani fogunk az 1 g mértékével. Az űrhajó megfordulása idején -ugyanis innentől farral előre haladunk- a legénység egyszerűen beszíjazza magát, majd a manőver végén megy a dolgára. Ez a módszer belátható időn belül elérhető lehet, azonban egy hatalmas problémával rendelkezik: űrállomások esetén nem alkalmazható.

Ezt a lehetőséget láthattuk többek között a Leviatán ébredése, A bíborszínű felhők bolygója és A mars titka című könyvekben is.

Centrifugális erő

Ennél a lehetőségnél az űrhajósok lakómodulja egy tengely körül forog. A centrifugális erő a bent elhelyezkedőket próbálja kitaszítani a világűrbe, ezt a burkolat azonban nem engedi. Jellegzetessége, hogy a forgástengelyhez közeledve csökken az erőhatás. Így kisebb átmérőjű modulok esetében nagyobb erő hatna lábunkra, mint testünk felsőbb részeire, amely eléggé megnehezítené mozgásunkat. Emellett ennél a koncepciónál a gyűrűnek nagy forgási sebességet kellene elérnie az 1 g megtartásához.A kellemetlenségek nyomban eltűnnek, ha az átmérőt megnöveljük, amivel a forgás mértéke is együtt jár.

A földi gravitáció eléréséhez, élhető körülmények mellett az állomásnak legalább 224 méteresnek kellene lennie. Azonban az ember nagy valószínűséggel ennél kisebb mértékű nehézkedés mellett is elélne, amelyhez nem kell ekkora méret. Külön előny, hogy egy építményen belül tapasztalhatnánk meg több égitest eltérő körülményeit. Mint például a Hold, a Mars vagy a Föld. Egy ilyen felépítmény található Arthur C. Clarke és Stephen Baxter Elsőszülöttek című művében is.

A mesterséges gravitáció ilyen módú létrehozása csillagászati költségekkel járna. Űrhajók esetében valószínűleg nem látnak majd utódaink hasonlót. Mi emberek nem mostanában építünk majd ilyeneket. Clarke egy másik művének, a Randevú a Rámával űrlényei azonban anyagi gondok nélkül, egy ilyen hajóval léptek be anyarendszerünkbe. A lehetőséget azonban nem vethetjük el, állomások esetében a forgásból adódó erő kihasználása tűnik járható útnak.

Elméletben a közeljövőben is megvalósítható mind a kettő elképzelés. Egy dolog sajnálatos módon mégis az útjukban áll. Ami nem más, mint a pénzhiány. Az elmúlt évek visszavetik ugyan a fejlődés menetét, remélhetőleg azonban egy ország vagy szervezet- mondjuk Kína a Red Bull segítségével- majd fölkarolják az űrkutatás ezen ágát.

JB