Este greu cu gravitația, dar și mai rău fără ea
Văzută de mai multe ori în filme, „activarea” gravitației la bordul unei nave spațiale care călătorește în spațiul cosmic arată foarte bine. Cu excepția faptului că creatorii lor aproape niciodată nu explică cum se face. Uneori, ca în 2001: A Space Odyssey (1) sau Passengers mai noi, se arată că nava trebuie rotită pentru a simula gravitația.
Se poate întreba oarecum provocator - de ce este nevoie de gravitație la bordul unei nave spațiale? La urma urmei, este mai ușor fără gravitația generală, oamenii obosesc mai puțin, lucrurile purtate nu cântăresc nimic, iar multe sarcini necesită mult mai puțin efort fizic.
Se dovedește, însă, că acest efort, asociat cu depășirea constantă a gravitației, este extrem de necesar pentru noi și organismul nostru. Fără gravitațieS-a dovedit mult timp astronauții că suferă de pierderi osoase și musculare. Astronauții aflați în exercițiul ISS, se luptă cu slăbiciunea musculară și pierderea osoasă, dar totuși pierd masa osoasă în spațiu. Ei trebuie să facă două până la trei ore de mișcare pe zi pentru a menține masa musculară și sănătatea cardiovasculară. Mai mult, nu numai aceste elemente, direct legate de sarcina asupra corpului, sunt afectate de absența gravitației. Sunt probleme cu menținerea echilibrului, organismul este deshidratat. Și acesta este doar începutul problemelor.
Se pare că și el este din ce în ce mai slab. Unele celule imunitare nu-și pot face treaba și celulele roșii din sânge mor. Provoacă pietre la rinichi și slăbește inima. Un grup de oameni de știință din Rusia și Canada a analizat consecințele ultimilor ani microgravitație privind compoziția proteinelor din probele de sânge ale optsprezece cosmonauți ruși care au locuit pe Stația Spațială Internațională timp de jumătate de an. Rezultatele au arătat că în imponderabilitate sistemul imunitar se comportă la fel ca atunci când organismul este infectat, deoarece organismul uman nu știe ce să facă și încearcă să activeze toate sistemele de apărare posibile.
Șansă în forța centrifugă
Deci știm deja foarte bine asta fără gravitație nu este bun, chiar periculos pentru sănătate. Și acum ce? Nu numai cineaștii, ci și cercetătorii văd o oportunitate în acest domeniu forța centrifugă. A fi amabil forțe de inerție, imită acțiunea gravitației, acționând efectiv într-o direcție opusă centrului cadrului de referință inerțial.
Aplicabilitatea a fost cercetată de mulți ani. La Institutul de Tehnologie din Massachusetts, de exemplu, fostul astronaut Lawrence Young a testat o centrifugă, care amintea oarecum de o viziune din filmul 2001: Odiseea în spațiu. Oamenii stau întinși pe o parte pe platformă, împingând structura inerțială care se rotește.
Din moment ce știm că forța centrifugă poate înlocui cel puțin parțial gravitația, de ce nu construim nave în acest turn? Ei bine, se dovedește că nu totul este atât de simplu, pentru că, în primul rând, astfel de nave ar trebui să fie mult mai mari decât cele pe care le construim, iar fiecare kilogram suplimentar de masă transportat în spațiu costă mult.
Luați în considerare, de exemplu, Stația Spațială Internațională ca un punct de referință pentru comparații și evaluări. Este cam de dimensiunea unui teren de fotbal, dar spațiile de locuit sunt doar o fracțiune din dimensiunea lui.
Simulați gravitația În acest caz, forța centrifugă poate fi abordată în două moduri. Sau fiecare element s-ar roti separat, ceea ce ar crea sisteme mici, dar apoi, după cum notează experții, acest lucru s-ar putea datora unor impresii nu întotdeauna plăcute pentru astronauți, care ar putea, de exemplu, simți o gravitate diferită în picioare decât în partea superioară a corpului. Într-o versiune mai mare, întreaga ISS s-ar roti, care, desigur, ar trebui configurată diferit, mai degrabă ca un inel (2). În acest moment, construirea unei astfel de structuri ar însemna costuri uriașe și pare nerealist.
2. Viziunea unui inel orbital care asigură gravitația artificială
Cu toate acestea, există și alte idei. de exemplu, un grup de oameni de știință de la Universitatea din Colorado din Boulder lucrează la o soluție cu ceva mai puțină ambiție. În loc să măsoare „recrearea gravitației”, oamenii de știință se concentrează pe abordarea problemelor de sănătate asociate cu lipsa gravitației în spațiu.
Așa cum au fost concepuți de cercetătorii de la Boulder, astronauții s-ar putea târa în camere speciale timp de câteva ore pe zi pentru a obține o doză zilnică de gravitație, care ar trebui să rezolve problemele de sănătate. Subiecții sunt așezați pe o platformă metalică asemănătoare unui cărucior de spital (3). Aceasta se numește centrifugă care se rotește cu o viteză neuniformă. Viteza unghiulară generată de centrifugă împinge picioarele persoanei spre baza platformei, de parcă ar sta sub propria greutate.
3. Dispozitiv testat la Universitatea din Boulder.
Din păcate, acest tip de exerciții este inevitabil asociat cu greață. Cercetătorii și-au propus să afle dacă greața este într-adevăr un preț inerent asociat cu ea. gravitația artificială. Pot astronauții să-și antreneze corpurile pentru a fi pregătiți pentru forțe G suplimentare? La sfârșitul celei de-a zecea sesiuni a voluntarilor, toți subiecții se învârteau cu o viteză medie de aproximativ șaptesprezece rotații pe minut, fără consecințe neplăcute, greață etc. Aceasta este o realizare semnificativă.
Există idei alternative pentru gravitație pe o navă. Acestea includ, de exemplu, Canadian Type System Design (LBNP), care în sine creează balast în jurul taliei unei persoane, creând o senzație de greutate în partea inferioară a corpului. Dar este suficient ca o persoană să evite consecințele zborului în spațiu, care sunt neplăcute pentru sănătate? Din păcate, acest lucru nu este exact.
