Да ли сензор може открити разлику између гравитације и убрзања?


Одговор 1:

У стварности свако тело (ентитет, предмет, особа) има „животну линију“ - личну историју и контекст. Тако да није баш кад сте сензор заглавили негде у неком простору, а да га нисте обавестили где је и шта је у околини.

Обично навигациони систем свемирског брода такође има инерцијалну навигацију, па рачунар има запис свих историјских убрзања у три димензије током времена, плус сва угаона убрзања, а уз то и глобалну мапу гравитационог поља - тако да из ових података то може прилично прецизно схватити где се налази, под којим се углом оријентише и колико брзо се креће у било којем тренутку. Ови инструменти су развијени до велике прецизности.

Није апсолутно неопходно унос било каквих података о локацији са ГПС-а или радио сигнала или небеске навигације. Али сваки ће се систем тако често ажурирати да би се осигурало усклађивање инерцијалног навигацијског система у возилу са стварним положајем.

Међутим, говорили сте о теоретском, херметички затвореном сензору убрзања, при чему уопште не започињете никаквим улазним информацијама, тако да нема појма где се покренуо и којим потезима је претходно прошао.

У овом случају не би било могуће разликовати гравитационо поље од убрзања.

Поготово што у свемиру практично нема спољне потпоре или отпора кретању. Не успорава вас ваздух и нема земље или куле на којој бисте стајали. Дакле, ви сте у слободном паду, осим ако на свемирском возилу немате ни ракету ракета, јонски мотор, соларно једро или боостер.


Одговор 2:

Постоји пуно одговора који кажу да је или немогуће или непрактично (попут сензора који је довољно велик да детектује силе плима), али акцелерометри који се користе у електронским уређајима раде такве ствари стално. Откривање примењене силе, слободног пада и статичког оптерећења нису необично.

Акцелерометар садржи пиезоелектрични материјал - онај који производи напон као одговор на примењени стрес. Када индукујемо убрзање путем притиска или удара, пиезоелектрични материјал (обично кристал) се сажима и ствара напон. Ако је објект под чистим гравитационим убрзањем, поље напона које делује на сензор потпуно нестаје јер предмети у слободном паду не „осећају“ никакву силу. Тако се не производи напон. Имајући то на уму, знамо када је убрзање узроковано гравитацијом, а када узроковано применом силе.

Ово не узима у обзир статичко оптерећење јер кристал и даље може да доживљава компресију само седећи на столу. Уместо тога, можемо имати кондензатор чији се размак плоче мења у зависности од стања: слободни пад, статичко оптерећење или притисак. Непрекидним мерењем накнадне промене капацитета, можемо утврдити који од ова три услова делује на сензор.


Одговор 3:

Постоји пуно одговора који кажу да је или немогуће или непрактично (попут сензора који је довољно велик да детектује силе плима), али акцелерометри који се користе у електронским уређајима раде такве ствари стално. Откривање примењене силе, слободног пада и статичког оптерећења нису необично.

Акцелерометар садржи пиезоелектрични материјал - онај који производи напон као одговор на примењени стрес. Када индукујемо убрзање путем притиска или удара, пиезоелектрични материјал (обично кристал) се сажима и ствара напон. Ако је објект под чистим гравитационим убрзањем, поље напона које делује на сензор потпуно нестаје јер предмети у слободном паду не „осећају“ никакву силу. Тако се не производи напон. Имајући то на уму, знамо када је убрзање узроковано гравитацијом, а када узроковано применом силе.

Ово не узима у обзир статичко оптерећење јер кристал и даље може да доживљава компресију само седећи на столу. Уместо тога, можемо имати кондензатор чији се размак плоче мења у зависности од стања: слободни пад, статичко оптерећење или притисак. Непрекидним мерењем накнадне промене капацитета, можемо утврдити који од ова три услова делује на сензор.