大型旋轉(zhuǎn)空間站上巨大摩天輪的工作原理和森瑞普導(dǎo)電滑環(huán)的作用
由劉慈欣創(chuàng)作的科幻小說《流浪地球》拍攝的電影最近特別跑火，今天討論的一個(gè)關(guān)于電影題材中的大型旋轉(zhuǎn)空間站與森瑞普導(dǎo)電滑環(huán)的問題。當(dāng)然這個(gè)旋轉(zhuǎn)空間站目前是不存在的，只是停留在部分科學(xué)家的理論驗(yàn)證階段。旋轉(zhuǎn)空間站為什么要旋轉(zhuǎn)？有什么作用？森瑞普滑環(huán)在這個(gè)旋轉(zhuǎn)過程中又起到什么作用。
導(dǎo)電滑環(huán)在服務(wù)機(jī)器人頭部的作用是什么
作為一個(gè)普通人，在我們看了這些電影后，不免有很多疑問。首先就是，這個(gè)空間站有個(gè)巨大的轉(zhuǎn)輪，它在不斷的勻速360度旋轉(zhuǎn)，它為什么要旋轉(zhuǎn)呢？其次，這個(gè)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)的過程中如何與尾部的離子動(dòng)力系統(tǒng)連接，要知道，電纜線、控制信號(hào)線等線纜是不可能無限制的被旋轉(zhuǎn)的，會(huì)繞線的。再次就是人在太空按理是浮動(dòng)的，我們印象中的宇航員們在空間站里面都是飛來飛去的，而《流浪地球》電影里的航天員們卻可以像在地球上自如的行走，是劉慈欣不夠嚴(yán)謹(jǐn)還是導(dǎo)演的失誤呢？
人在地球上之所以能夠平穩(wěn)的行走，是得益于地球引力的作用。而在太空，則沒有這個(gè)引力，于是科學(xué)家們提出了個(gè)方案：在空間站上建一個(gè)巨大的摩天輪，在上面設(shè)立大量太空艙共航天員工作和生活用。當(dāng)然某些需要在太空完成的實(shí)驗(yàn)則不會(huì)在這個(gè)部位實(shí)施了。這個(gè)摩天輪實(shí)際上是有大量太空艙組成的，由離子驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。摩天輪旋轉(zhuǎn)起來后，就可以人為的制造類似于地心引力的“重力”，這樣太空艙里的人就可以像地面一樣了。這么做有個(gè)非常大的好處，航天員不需要之前那么嚴(yán)格的反重力鍛煉。
空間站上面的摩天輪要持續(xù)不斷的旋轉(zhuǎn)，需要足夠的動(dòng)力來推動(dòng)它，這個(gè)動(dòng)力源可以是離子發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以是未來的新型燃料，它被安裝在這個(gè)摩天輪正后方。那么問題是，這個(gè)能量（電力、控制信號(hào)等）如何傳輸?shù)叫D(zhuǎn)的摩天輪里面呢？答案是使用森瑞普太空專用滑環(huán)，森瑞普導(dǎo)電滑環(huán)的作用就是在動(dòng)力系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)太空艙直接建立一個(gè)紐帶，目前在人造衛(wèi)星上有著很多的使用。
要解答這個(gè)問題，首先得明白個(gè)道理。太空環(huán)境與地面環(huán)境不一樣，主要差別就是太空沒有地心引力，而地球上由于自身質(zhì)量和自轉(zhuǎn)，會(huì)有很大的地心引力。地球上可以用的導(dǎo)電滑環(huán)，即使質(zhì)量可靠，到了太空就必定要出問題，可能短時(shí)間內(nèi)不會(huì)馬上就出問題，但滑環(huán)不能只用幾天或幾個(gè)月??！時(shí)間一長，就會(huì)引起短路，輕者導(dǎo)致設(shè)備故障和停止工作。重則發(fā)生毀滅性的災(zāi)難。所以說森瑞普地球上使用的滑環(huán)與太空上使用的滑環(huán)工作原理是一樣的，作用也是一樣的，只是制造材料和工藝不一樣。
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- 21-11-2020
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