自从人类诞生以来，人类对未知领域的好奇心，以及对此开展的孜孜探索，是推动人类文明发展的重大驱动力。近现代以来，随着物理科学、天文学理论的发展，人类对自然界和宇宙空间的认知程度越来越深化，人类的视野已经从脚下的地球，拓展到几百几千甚至上万上亿光年的广袤宇宙，而人类本身的足迹，也已经挣脱了地球的束缚，来到太空，来到月球，后续还会到达更多的星球。

空间站转动产生模拟重力

为了提高宇航员在太空中的停留时间，以此来开展更多耗费时间的科学观测以及科学实验，拥有较大空间和拓展性的空间站应运而生。

我国充分发挥后发优势，成功实施具有独立自主知识产权的“天宫”空间站计划，3名宇航员顺利进行常驻任务，我国因此成为继美国和俄罗斯之后，第三个具备空间站建设能力的国家。目前，地球的上空，拥有两个空间站，过不了几年，国际空间站就将退役，届时太空中的空间站，就只有我国的天宫空间站了。

由于空间站距离地面数百公里，上面所受到的来自地球的引力，已经变得比地面小很多，而且随着不断的转动，产生的向心力一部分也充当了重力，所以宇航员在空间站中，会出现不同程度的失重和微重力影响，给宇航员的正常工作和生活带来了诸多不便。而且，宇航员长期处在微重力或失重环境，会对骨骼、肌肉、血液循环系统、神经系统产生损伤。那么，能不能在空间中，创造出与地球表面相似的重力环境呢？

从目前来看，还真的可以，虽然我们不能直接增加所受的重力，但是可以通过一定方式来间接创造，这种方法就是旋转。相信大家看过一些科幻电影，比如《火星救援》中的赫尔姆斯号飞船，《星际穿越》中的永恒号，都是利用一定稳定速度下的旋转，模拟出接近地球表面的重力加速度，从而间接创造出了重力。

需要建多大？

我们在地球表面能够感受到重力，是由于地球对人体和物体万有引力作用下，所产生的重力加速度。引力越强，重力加速度就越大，单位质量的物体所受到的重力就多。如果我们将一个物体旋转，那么这个物体也会产生一个加速度，即向心加速度。只要半径够大，旋转速度适合，人体感觉不出眩晕等不适，那么，恭喜，旋转引起的重力就产生了。

以人体所能承受的转动周期（一分钟两圈）为基础，再以对人体产生较小损害、回到地面能尽快恢复的最合适加速度（0.8G）为最终目标，我们可以通过公式来计算出空间站旋转的半径大小。

这个公式很简单，就是物体旋转时的向心加速度公式：a向=ω^2*r，这里，ω是转动的角速度，r是转动半径。通过计算，我们可以得出r的目标值约为180米。

也就是说空间站如果设计成环形，半径需达到180米，方可在一分钟转两圈的情况下，产生接近地球表面重力加速度的0.8G的重力环境。

对比一下国际空间站，其全尺寸长度也才110米，宇航员主要工作的核心舱，和我国空间站的核心舱才10多米长。距离上面180米的环形理想目标，差距非常大。

目前不这样做的原因

从目前来看，要想建造那么大的环形空间站，还存在着诸多困难，主要表现为三个方面：

一是建造成本。国际空间站从建造到完工，前前后后花费了相当长的时间，投入1600多亿美元。如果建造巨大的欢迎空间站，成本将远远不止这些，无论是研制、发射、星际运输、运行维护，都需要天文数字般的投入。

二是技术。现在的任何国家，估计都没有建造大型环形空间站的能力和技术，需要更为先进的火箭、发动机、结构设计、高强度耐受材料、对接交汇等，否则再多的花费都可能打水漂。

三是性价比。从目前对空间站开展科学监测和研究的目的和标准要求看，现在的空间站结构差不多就能满足需要，而且同批次宇航员在空间站的工作时间不会太长，所以没有必要非得花费巨量的资金和人力物力，搞人工重力的空间站。

当然，模拟重力也并非永远不需要。随着人类科学技术水平的提升，载人航天需要到达更远的天体甚至离开太阳系时，就会派上用场，那个时候如果没有有效的模拟重力技术和环境，人类将很难在长时间的飞行旅程中保持健康和安全。

因此，在未来，人类要想实施星际旅行，不但要实现能源利用方面的技术突破，还必须要在模拟重力、建造更为舒适的空间站和飞船方面取得实质性进展，技术、金钱和需求相互满足，没有什么办不了的事！