Teško je sa gravitacijom, ali još gore bez nje
Više puta viđeno u filmovima, "uključivanje" gravitacije na letjelici koja putuje u svemir izgleda vrlo cool. Osim što njihovi kreatori gotovo nikad ne objašnjavaju kako se to radi. Ponekad, kao u 2001: A Space Odyssey (1) ili novijim Putnicima, pokazuje se da brod mora biti rotiran da bi se simulirala gravitacija.
Može se donekle provokativno zapitati - zašto je gravitacija uopće potrebna na svemirskoj letjelici? Uostalom, lakše je bez opće gravitacije, ljudi se manje umaraju, stvari koje se nose ništa ne teže, a mnogi zadaci zahtijevaju mnogo manje fizičkog napora.
Ispostavilo se, međutim, da je ovaj napor, povezan sa stalnim savladavanjem gravitacije, izuzetno neophodan nama i našem tijelu. Nema gravitacijeDugo je dokazano da astronauti doživljavaju gubitak kostiju i mišića. Astronauti na ISS-u vježbaju, bore se sa slabošću mišića i gubitkom kostiju, ali i dalje gube koštanu masu u svemiru. Moraju vježbati dva do tri sata dnevno kako bi održali mišićnu masu i zdravlje srca i krvnih žila. Štoviše, odsustvo gravitacije ne utječe samo na ove elemente, direktno povezane s opterećenjem tijela. Postoje problemi sa održavanjem ravnoteže, tijelo je dehidrirano. A ovo je tek početak problema.
Ispostavilo se da je i on sve slabiji. Neke imunološke ćelije ne mogu obaviti svoj posao i crvena krvna zrnca umiru. To izaziva kamenje u bubregu i slabi srce. Grupa naučnika iz Rusije i Kanade analizirala je posljedice posljednjih godina mikrogravitacija o sastavu proteina u uzorcima krvi osamnaest ruskih kosmonauta koji su živjeli na Međunarodnoj svemirskoj stanici pola godine. Rezultati su pokazali da se u bestežinskom stanju imuni sistem ponaša na isti način kao i kada je organizam zaražen, jer ljudski organizam ne zna šta da radi i pokušava da aktivira sve moguće odbrambene sisteme.
Šansa u centrifugalnoj sili
Tako da to već dobro znamo nema gravitacije nije dobro, čak i opasno po zdravlje. I šta sad? Ne samo filmski stvaraoci, već i istraživači vide priliku u tome centrifugalna sila. Da budem ljubazan sile inercije, oponaša djelovanje gravitacije, efektivno djelujući u smjeru suprotnom od centra inercijalnog referentnog sistema.
Primjenjivost se istražuje dugi niz godina. Na Tehnološkom institutu u Masačusetsu, na primjer, bivši astronaut Lawrence Young testirao je centrifugu, koja pomalo podsjeća na viziju iz filma 2001: Odiseja u svemiru. Ljudi leže na boku na platformi, gurajući inercijsku strukturu koja se rotira.
Pošto znamo da centrifugalna sila može barem djelomično zamijeniti gravitaciju, zašto ne bismo napravili brodove na ovom koraku? Pa, pokazalo se da nije sve tako jednostavno, jer, prvo, takvi brodovi bi morali biti mnogo veći od onih koje mi gradimo, a svaki dodatni kilogram mase odnesen u svemir puno košta.
Razmotrite, na primjer, Međunarodnu svemirsku stanicu kao mjerilo za poređenja i procjene. Otprilike je veličine fudbalskog terena, ali stambeni prostor je samo delić njegove veličine.
Simulirajte gravitaciju U ovom slučaju se centrifugalnoj sili može pristupiti na dva načina. Ili bi se svaki element posebno rotirao, što bi stvorilo male sisteme, ali bi onda, kako napominju stručnjaci, to moglo biti zbog ne uvijek ugodnih utisaka za astronaute, koji bi npr. osjetite drugačiju gravitaciju u nogama nego u gornjem dijelu tijela. U većoj verziji rotirao bi se cijeli ISS, koji bi, naravno, morao biti drugačije konfiguriran, prije kao prsten (2). U ovom trenutku izgradnja takve strukture značila bi ogromne troškove i čini se nerealnim.
2. Vizija orbitalnog prstena koji obezbjeđuje umjetnu gravitaciju
Međutim, postoje i druge ideje. na primjer, grupa naučnika sa Univerziteta Kolorado u Boulderu radi na rješenju s nešto manje ambicija. Umjesto mjerenja "ponovne gravitacije", naučnici se fokusiraju na rješavanje zdravstvenih problema povezanih s nedostatkom gravitacije u svemiru.
Kako su zamislili istraživači Bouldera, astronauti bi mogli puzati u posebne prostorije nekoliko sati dnevno kako bi dobili dnevnu dozu gravitacije, što bi trebalo riješiti zdravstvene probleme. Ispitanici su postavljeni na metalnu platformu sličnu bolničkim kolicima (3). To se zove centrifuga koja se rotira neujednačenom brzinom. Ugaona brzina koju stvara centrifuga gura noge osobe prema dnu platforme, kao da stoje pod vlastitom težinom.
3. Uređaj testiran na Univerzitetu u Boulderu.
Nažalost, ova vrsta vježbe je neizbježno povezana sa mučninom. Istraživači su namjeravali otkriti da li je mučnina zaista inherentna cijena povezana s njom. umjetna gravitacija. Mogu li astronauti trenirati svoja tijela da budu spremna za dodatne G-sile? Na kraju desete sesije volontera, svi ispitanici su se okretali prosječnom brzinom od oko sedamnaest okretaja u minuti bez ikakvih neugodnih posljedica, mučnine i sl. Ovo je značajno postignuće.
Postoje alternativne ideje za gravitaciju na brodu. To uključuje, na primjer, Canadian Type System Design (LBNP), koji sam po sebi stvara balast oko struka osobe, stvarajući osjećaj težine u donjem dijelu tijela. No, da li je dovoljno da čovjek izbjegne posljedice svemirskih letova, koje su neugodne po zdravlje? Nažalost, ovo nije tačno.
