نگاه اجمالی
- یکی از مطالب جالب توجه نویسندگان علمی _ تخیلی حفاظهای ضد جاذبه میباشد. افسوس که چنین حفاظهایی اختراع نشدهاند و برای غلبه بر نیروی گرانش زمین ، وسیله نقلیه فضایی به یک موتور کمکی نیاز دارد.
- آیا برای این منظور میتوان به جای موتور از نیروی گرانشی استفاده کرد؟
- در واقع ، مسئله بسیار عجیب این است که آیا نیروی گرانش زمین مانع از بین رفتن وسیله نقلیه در فضا میگردد؟
- بر خلاف انتظار ، حداقل در یک مورد چنین مسالهای ممکن است. این مورد به وسیله پژوهشگران شوروی وی بلستکی و ام.گیورتز پیشنهادشده است.
ماهیت گرانش علیه گرانش
در تمام محاسبات مربوط به
فضانوردی ، وسیله نقلیه به صورت یک نقطه مادی در نظر گرفته میشود. چنین چیزی کاملا منطقی است. زیرا اندازه وسیله در قیاس با
اجرام آسمانی بیاندازه کوچک است. ولی اگر بخواهیم دقیق باشیم، باید بگوئیم که وسیله نقلیه یک ذره نیست بلکه جسم بزرگی با ابعاد شکل شخص است. در واقع نیروی گرانش اعمال شده بر
فضاپیما به وسیله زمین در مقایسه با نیرویی که در صورت متمرکز بودن جرم در یک نقطه بر آن وارد میشود، اندکی تفاوت دارد. در فضاپیماهای معمولی و
ماهوارهها این تناوب به قدری کوچک است که با اطمینان میتوان از آن چشم پوشید. چنین اختلافی فقط در یک مورد ممکن است اهمیت پیدا کند و آن در هنگامی است طول فضاپیما قابل توجه باشد.
اثر گرانش بر دو جسم متصل
در اینجا حالتی را بررسی میکنیم که فضاپیما از دو کره تشکیل یافته و آنها به وسیله میله یا کابلی که بر امتداد شعاع زمین عمودی باشد. به یکدیگر متصل شده شدهاند. در این صورت هر یک از کرات تحت تأثیر نیروی گرانشی قرار میگیرند که در امتداد زاویهای نسبت به میله اتصال دهنده میباشد. برآیند این دو نیرو به آسانی بر مبنای قانون متوازی الاضلاع تعیین میگردد. برآیندی که به وسیله محاسبات اولیه حاصل میگردد از
نیروی گرانشی که از متمرکز بودن تمام جرم این فضاپیما بر مرکز میله وارد میآید کوچکتر است. به بیان دیگر به نظر میآید طول فضاپیما موجب ایجاد نوعی نیروی دامنه شعاعی میگردد. این فضاپیما در مداری به دور زمین میچرخد که به کلی با
مدارهای عادی کپلری تفاوت دارد. از این واقعیت میتوان استفاده مبتکرانه نمود.
اثر گرانش در نزدیک کردن کرهها و جدا ساختن آنها
ما با نزدیک کردن کرهها به یکدیگر در هنگامی که فضاپیما در اوج قرار دارد. آن را به یک ذره مادی تبدیل مینمائیم که حرکت آن در مدار کپلر انجام خواهد گرفت. اکنون عمل عکس را انجام میدهیم و هنگامی که فضاپیما در
حضیض قرار دارد کرهها را از یکدیگر جدا میکنیم که به فاصله قبلی خود برسند. در آن صورت نیروی دامنهای که در بالا توضیح داده شد ایجاد میگردد. مدار چنین حرکتی طولانی تر از
مدار کپلر مشابه آن میگردد.نتیجه آن است که فاصله اوج هنگامی که
فضاپیما در چرخه دوم قرار میگیرد. از حالتی که آن در چرخه اول قرار داشت کمی بزرگتر میشود. اگر این تجزیه را تکرار کنیم. فاصله اوج باز هم کمی بیشتر میشود. و اگر ادامه دهیم، متوجه میشویم که فضاپیمای ما به طور مارپیچی به طرف خارج حرکت میکند، تا وقتی که از محدود
گرانش زمین دور شود.
مثالهایی واقعی از گرانش علیه گرانش
بر اساس محاسبات وی. بلتسکی اگر یک فضاپیمای 140 کیلومتری در فاصله 2000 کیلومتری از مرکز زمین به حرکت در آید. شتاب حدود دو سال دوام پیدا میکند. برای فضاپیمای مشابهای که فاصله اولیه آن از خورشید 700.000 کیلومتر است. رها شدن از نیروی گرانشی 80 سال به طول می انجامد. پس به تناقض دیگری بر میخوریم هرچه
جرم جسم آسمانی بیشتر و هر چه فضاپیما به آن نزدیکتر باشد، برای فضاپیما رها شدن از قید نیروی گرانشی به وسیله روش تپش آسانتر است.
کاربردهای گرانش علیه گرانش
ما اغلب در داستان علمی _ تخیلی هنگامی که فضاپیما به دام
نیروی گرانشی ستاره بزرگی میافتد با وضعیت مصیبت باری روبرو میشویم. محاسبات نظری نشان میدهد حتی در صورتی که فضاپیما به دور چنین ستارهای حرکت کند، با استفاده از روش تپش
سرعت فرار میتواند، افزایش یابد. به عنوان مثال اگر فضاپیما در 20.000 کیلومتری مرکز شعرای سیمانی
کوتوله سفید فوق العاده چگال قرار گیرد، میتواند فقط در خلال یک ساعت و نیم با حرکت در مسیر مارپیچی روانه فضای دور دست شود. تمام این مطالب بر روی کاغذ صحت دارد، ولی آیا واقعا میتوان یک
وسیله نقلیه فضایی پیچیده را طرح ریزی نمود؟ این مسئله مربوط به تکنولوژی آینده میباشد. در هر حال امکانات نظری این مسئله از نظر اصول تایید شدهاند.
مباحث مرتبط با عنوان
