Kunstig tyngdekraft er en ændring (fald eller stigning) i den opfattede tyngdekraft gennem kunstige midler. I science fiction er det ofte forbundet med rummet , men der er mange grunde til at regulere tyngdekraften på Jorden (især for videnskabelige eksperimenter) og andre planeter. I praksis kan illusionen om tyngdekraft skabes af forskellige fysiske kræfter. For eksempel inertikraften (se Princip for ækvivalens af tyngdekræfter og inertikræfter ) og især centrifugalkraften [1] .
Skabelsen af kunstig tyngdekraft anses for at være ønskelig for langsigtede rumrejser (og generelt for ophold i rummet) for at skabe fysiologisk naturlige forhold for mennesker til at leve om bord på rumfartøjer og i særdeleshed for at undgå de negative virkninger på mennesker krop af langvarig vægtløshed [2] [3] . Dette koncept blev først udviklet af K. E. Tsiolkovsky til orbitale stationer og langdistance interstellare flyvninger.
Den første orbitale station med kunstig tyngdekraft vil blive bygget af multimilliardæren Jedd McCaleb , som skabte Vast Space -startup [4] til dette formål .
Et kunstigt gravitationskammer kan også skabes ved hjælp af en bold, baseret på et gyroskop med flere frihedsgrader. Så hvis Tsiolkovskys "donut" roterer i et plan, så roterer kuglen eller kammeret med kunstig tyngdekraft i alle tre planer samtidigt. Den resulterende centrifugalkraft virker således på alle legemer inde i bolden fra dens centrum til den indre overflade [5] . Fordelene ved dette design er udjævningen af Coriolis-kræfterne og muligheden for at bruge kugler med mindre diameter i forhold til toroidformede "donuts", der roterer i samme plan.
Det næste koncept med at skabe kunstig tyngdekraft er baseret på det faktum, at alle stoffer er mere eller mindre diamagnetiske , derfor vil de, når et eksternt konstant magnetfelt påføres kroppe, blive skubbet ud af et område med en øget tæthed ind i et område med en reduceret magnetfelttæthed. Således vil en almindelig cylinder, som en Thomson-spole er viklet rundt om, men med en variabel viklingsstigning, simulere tyngdekraftens virkning, da den diamagnetiske kraft vil skubbe objekter ud af det tætte magnetfelt, som viklingerne skaber, til små viklingsstigninger i de nedre områder af cylinderen, hvor viklingen har henholdsvis mere viklingsstigning og magnetfelt, mindre tæt. Den samme effekt kan opnås ved at bruge en cylinder med samme viklingsstigning, men den skal samtidig være i form af en omvendt top-down pyramide. Hvor der er flere viklinger, er magnetfeltet tættere, og den diamagnetiske kraft vil skubbe kroppene til bunden af cylinderen, hvor der er færre viklinger, og som følge heraf er magnetfeltet mindre tæt. [6]
I mangel af tyngdekraft oplever nogle mennesker og dyr rumtilpasningssyndrom . Mange syndromer opstår inden for få dage og forsvinder hurtigt, men for eksempel aftager knogletætheden langsomt over tid [3] . Den mindste tyngdekraft, der er nødvendig for at forhindre disse ændringer, er stadig ukendt - moderne biologisk videnskab har kun en idé om indflydelsen af jordisk tyngdekraft og vægtløshed i kredsløb nær Jorden. På nuværende tidspunkt er der ikke nok tekniske muligheder til at udføre eksperimenter med mellemværdier, og NASA -astronauter brugte for lidt tid på Månen til at bedømme effekten af reduceret (i dette tilfælde månens) tyngdekraft på den menneskelige krop.
En række eksperimenter blev udført af Dr. Alfred Smith fra University of California . Objekterne for hans eksperimenter var høns (som tobenede organismer) og mus. Dyr har længe været påvirket af den øgede tyngdekraft skabt af store centrifuger på Jorden [7] [8] .
I slutningen af 2016 blev en centrifuge med lille radius udviklet på grundlag af Institute of Biomedical Problems of the Russian Academy of Sciences for at skabe kunstig tyngdekraft på det transformerbare rummodul, der udvikles af RSC Energia . Samtidig udtalte lederen af RSC Energia, Vladimir Solntsev, at det ville være muligt at skabe et sådant modul og indføre det i ISS med passende finansiering - 6-7 milliarder rubler, cirka i 2021-2022. Den 19. marts 2019 fortalte lederen af IBMP RAS, Oleg Orlov, til medierne, at instituttet allerede var ved at teste en kortdistancecentrifuge, men lanceringen af et sådant modul var endnu ikke inkluderet i ISS-flyvningsprogrammet [9] . Da Roscosmos har til hensigt at trække sig fra ISS-projektet efter 2024, vil dette modul sandsynligvis blive en del af den nationale orbitalstation ROSS .