Umělá gravitace je změna (snížení nebo zvýšení) vnímané gravitace umělými prostředky. Ve sci-fi je často spojován s vesmírem , nicméně existuje mnoho důvodů pro regulaci gravitace na Zemi (zejména pro vědecké experimenty) a jiných planetách. V praxi může být iluze gravitace vytvořena různými fyzikálními silami. Například síla setrvačnosti (viz Princip ekvivalence sil tíhové a setrvačnosti ) a zejména síla odstředivá [1] .
Vytvoření umělé gravitace je považováno za žádoucí pro dlouhodobé cestování vesmírem (a obecně pro pobyt ve vesmíru), aby se vytvořily fyziologicky přirozené podmínky pro život lidí na palubě kosmických lodí a zejména aby se zabránilo nepříznivým účinkům na člověka. tělo prodlouženého beztíže [2] [3] . Tuto koncepci poprvé vyvinul K. E. Ciolkovskij pro orbitální stanice a mezihvězdné lety na dlouhé vzdálenosti.
První orbitální stanici s umělou gravitací se chystá postavit multimiliardář Jedd McCaleb , který pro tento účel vytvořil startup Vast Space [4] .
Umělou gravitační komoru lze vytvořit i pomocí koule na bázi gyroskopu s několika stupni volnosti. Pokud se tedy Ciolkovského „kobliha“ otáčí v jedné rovině, pak se koule nebo komora umělé gravitace otáčí ve všech třech rovinách současně. Výsledná odstředivá síla tedy působí na všechna tělesa uvnitř koule od jejího středu až po vnitřní povrch [5] . Výhodou této konstrukce je vyrovnání Coriolisových sil a možnost použití koulí menšího průměru oproti toroidním „koblihám“ rotujícím ve stejné rovině.
Další koncept vytváření umělé gravitace je založen na skutečnosti, že všechny látky jsou více či méně diamagnetické , proto při působení vnějšího konstantního magnetického pole na tělesa budou vytlačena z oblasti se zvýšenou hustotou do oblasti s snížená hustota magnetického pole. Obyčejný válec, kolem kterého je navinuta Thomsonova cívka, ale s proměnnou roztečí vinutí, bude simulovat působení gravitace, protože diamagnetická síla vytlačí předměty z hustého magnetického pole vytvořeného vinutími na malé rozteče vinutí. spodní oblasti válce, kde má vinutí větší rozteč vinutí a magnetické pole, v tomto pořadí, méně husté. Stejného efektu lze dosáhnout použitím válce se stejným stoupáním vinutí, ale zároveň by měl být ve formě obrácené pyramidy shora dolů. Tam, kde je vinutí více, je magnetické pole hustší a diamagnetická síla bude tlačit tělesa na dno válce, kde je vinutí méně a v důsledku toho je magnetické pole méně husté. [6]
Při absenci gravitace někteří lidé a zvířata zažívají syndrom adaptace na vesmír . Mnoho syndromů se objeví během několika dnů a brzy odezní, ale například hustota kostí se v průběhu času pomalu snižuje [3] . Minimální gravitace, která je potřeba k zabránění těmto změnám, je stále neznámá - moderní biologická věda má představu pouze o vlivu zemské gravitace a stavu beztíže na oběžné dráze blízko Země. V současnosti není dostatek technických možností k provádění experimentů se středními hodnotami a astronauti NASA strávili na Měsíci příliš málo času, aby mohli posoudit vliv snížené (v tomto případě měsíční) gravitace na lidské tělo.
Dr. Alfred Smith z Kalifornské univerzity provedl řadu experimentů . Objekty jeho experimentů byly kuřata (jako bipedální organismy) a myši. Na zvířata dlouho působila zvýšená gravitace vytvářená velkými odstředivkami na Zemi [7] [8] .
Na konci roku 2016 byla na základě Institutu biomedicínských problémů Ruské akademie věd vyvinuta odstředivka s malým poloměrem pro vytvoření umělé gravitace na transformovatelném vesmírném modulu vyvíjeném společností RSC Energia . Šéf RSC Energia Vladimir Solntsev zároveň uvedl, že by bylo možné vytvořit takový modul a zavést jej do ISS s řádným financováním - 6-7 miliard rublů, přibližně v letech 2021-2022. Šéf IBMP RAS Oleg Orlov 19. března 2019 médiím řekl, že Ústav již testuje centrifugu krátkého dosahu, ale start takového modulu ještě není zařazen do letového programu ISS [9]. . Vzhledem k tomu, že Roskosmos hodlá odstoupit od projektu ISS po roce 2024, tento modul se pravděpodobně stane součástí národní orbitální stanice ROSS .