Невесомость

Знакомьтесь: микрогравитация

Представьте себе, что вы одеты в скафандр и лежите на спине в летной кабине космического аппарата. Вы лежите на спине в течение нескольких часов, пока пилоты и центр управления полетами готовятся к запуску. Обычно, когда вы стоите прямо, сила тяжести тянет кровь вниз, поэтому целые бассейны ее собираются у вас в ногах. Однако, поскольку вы лежите на спине, кровь по-разному распределяется в вашем теле, в том числе накапливаясь и в голове, поскольку ваши ноги подняты. В голове немного тяжеловато, словно вы только что проснулись.

Ракетные двигатели зажигаются и вы чувствуете ускорение. Вас вдавливает в кресло, поскольку аппарат взлетает. Сила тяжести вместе с увеличением скорости корабля увеличивается в три раза (на некоторых американских горках можно испытать такой уровень ускорения). Ваша грудь сжимается, дышать становится немного трудно. Спустя восемь с половиной минут вы оказываетесь в космосе и начинаете испытывать совершенно другое ощущение: невесомость.

Невесомость

Правильный термин для невесомости — микрогравитация. Вы не невесомы, поскольку земная гравитация удерживает вас и летательный аппарат на орбите. Вы находитесь в состоянии свободного падения, словно только что прыгнули с самолета, за исключением того, что падаете горизонтально и никогда не упадете. Допустим, вы стоите на весах, и они показывают ваш вес, поскольку гравитация тянет вниз и вас, и весы. Поскольку весы находятся на земле, они отталкиваются вверх с равнозначной силой — и эта сила и есть ваш вес. Но если вы прыгнете со скалы, стоя на весах, и вы, и весы будете притягиваться гравитацией. Вы не будете давить на весы, и они не будут давить на вас. Ваш вес будет нулевым. Таков закон Ньютона.

Поскольку космический аппарат и все объекты в нем падают с одной скоростью — все, что не закреплено, плавает. Если у вас длинные волосы — они будут плавать вокруг лица. Если вы выльете воду из стакана — она соберется в большую сферическую каплю, которую можно будет разбить на меньшие капли. Галушки и конфеты сами будут заплывать вам в рот, если вы подтолкнете их по нужной траектории. Сидя в кресле, вы не будете знать, что сидите, поскольку ваше тело не будет давить на кресло. Если вы не будете держаться — вы уплывете. Более того, если вы не будете держаться за стену или пол рукой или ногой — вы не сможете сдвинуться с места — не от чего оттолкнуться. По этой причине в любом космическом аппарате всегда много поручней для рук и ног.

Воздействие на организм человека

При переходе из условий земной гравитации к условиям невесомости (в первую очередь — при выходе космического корабля на орбиту), у большинства космонавтов наблюдается реакция организма, называемая синдромом космической адаптации.

При длительном (более недели) пребывании человека в космосе отсутствие гравитации начинает вызывать в организме определённые изменения, носящие негативный характер.

Первое и самое очевидное последствие невесомости — стремительное атрофирование мышц: мускулатура фактически выключается из деятельности человека, в результате падают все физические характеристики организма. Кроме того, следствием резкого уменьшения активности мышечных тканей является сокращение потребления организмом кислорода, и из-за возникающего избытка гемоглобина может понизиться деятельность костного мозга, синтезирующего его (гемоглобин).

Также есть основания полагать, что ограничение подвижности нарушит фосфорный обмен в костях, что приведёт к снижению их прочности.

Почему в центре планет возможна невесомость?

Земля имеет сферическую форму, и гравитационные силы противодействуют друг другу – именно в центральной части планет. Таким образом, если предположительно попасть в середину, то будет оказываться давление в разные стороны с равномерной силой, создавая невесомость. Из этого выходит, что ощущение невесомости в центре планет возможно, если на данной планете есть достаточно сильное гравитационное поле.

Чтобы проще понять гравитацию внутри планеты, необходимо разбить на небольшие кусочки ее недра, а также взять условный объект. Когда объект приближается к центру, объем тяготеющих масс над ним увеличивается. В определенный момент их количество сравняется с таким же объемом масс под объектом. Логично предположить, что это произойдет прямо в центральной части. Таким образом, наступит состояние невесомости.

Гравитация внутри планеты

Можно привести несложный пример для понимания этого явления. Если прорыть колодец от поверхности к центру, взять весы с подвешенной гирькой и опустить их внутрь. По мере опускания весов вниз будет заметно, что гиря постепенно становится все легче и легче. Это объясняется законом всемирного тяготения.

Все указанные расчеты правильны, если бы планета имела форму шара идеальной формы. Она должна иметь везде одинаковую плотность. В реальности же все выглядит немножко иначе, поскольку, например, земная кора содержит уплотнения и пустые участки. Мантия Земли вероятней всего тоже имеет неоднородный состав. Согласно научным сведениям, земное ядро состоит из расплавленного железа, оно отличается не равномерной формой и постоянно двигается. Таким образом, невесомость Земли находится не в геометрическом центре, а там, где располагается центр тяжести.

Что касается невесомости в центре звезд, то об этом тоже можно сделать вывод исходя из особенностей силы притяжения. В частности, Солнце обладает невероятно сильным гравитационным полем. Именно из-за этой гравитации планеты Солнечной системы вращаются вокруг звезды. Солнце тоже имеет неоднородную структуру, а в его центре находится ядро. Если теоретически предположить путешествие к центру Солнца, то и там возможна невесомость из-за уравнения гравитационных масс.

Наличие невесомости в центре звезд и планет, в частности Земли, вполне вероятно и логически объяснимо. В пользу данной гипотезы свидетельствуют научные исследования в области гравитации. Например, на поверхности Земли действует сила притяжения. При погружении к центру планеты, количество гравитационных масс сверху и снизу объекта будет постепенно уравновешиваться. В определенный момент сила притяжения будет действовать на объект со всех сторон одинаково и возникнет состояние невесомости.

Почему нельзя проверить гипотезу?

До центра Земли, не говоря уже о других планетах и звездах, добраться пока что, в обозримом будущем, невозможно. Во-первых, пробурить туда дыру нельзя, так как от поверхности до центра расстояние составляет чуть более 6000 км. Самая глубокая дыра в мире имеет «всего лишь» 12 261м и это Кольская сверхглубокая скважина, которая находится в Мурманской области недалеко от города Заполярный.

Интересный факт: в данный момент скважина законсервирована, а исследовательский центр разрушен. По подсчетам, на восстановление требуется более 100 млн рублей.
НевесомостьКольская сверхглубокая скважина. Буровая первого этапа (глубина 7600 м), 1974 год

Даже если была бы возможность пробурить дыру, то люди столкнулись бы с невероятно большой температурой ядра, которая составляет около 5 000 ℃, а это температура поверхности Солнца. Предполагаемое давление в центре планеты составляет 3 600 000 атмосфер. Давление в других планетах зависит полностью от их структуры. К примеру, давление ядра Юпитера, по предположениям ученых, составляет от 30 до 100 млн атмосфер и температуру в 20 000℃. Солнце – не планета, а звезда и поэтому обладает газообразной структурой. Однако, несмотря на это, светило также имеет ядро. Давление в центре Солнца составляет 3,4х1011 атм.

Как имитировать микрогравитацию на Земле?

Есть несколько человеческих и животных моделей для моделирования и изучения микрогравитации на Земле.

Наклон головы

Человек ложится на кровать, наклоняя голову вниз примерно на 5 градусов от горизонтальной линии. Наклон воспроизводит смещение жидкостей в организме, возникающее в условиях гравитации. Кроме того, не используются несущие кости и мышцы, тем самым вызывая атрофию.

Погружение в бассейн

Помещение предмета в теплый бассейн с водой на длительный период времени. Плавучесть воды перераспределяет жидкости в организме и облегчает несущие кости и мышцы, создавая условиях микрогравитации.

Подвешенные за хвост крысы

Крысы подвешиваются за хвосты в клетках на длительные периоды времени. Такое положение провоцирует смещение жидкостей и бездействие задних конечностей, что приводит к ухудшению мышц и костей.

Искусственная микрогравитация

Полет на самолете, который летит по параболической траектории вверх и вниз, создавая 30-секундные периоды микрогравитации при каждом пике. NASA использует эту технику при подготовке космонавтов, а также дает возможность испытать это ощущение всем желающим.

Какова микрогравитация на вкус?

Когда вы впервые окажетесь в состоянии невесомости, вы почувствуете следующее:

— тошнота;

— дезориентация;

— головная боль;

— потеря аппетита;

— запор;

— еще кое-что…

Чем дольше вы будете оставаться в условиях микрогравитации, тем слабее будут ваши мышцы и кости. Эти ощущения будут вызваны различными изменениями в системах вашего организма. Давайте подробно рассмотрим, как тело реагирует на невесомость.

Космическая болезнь

Невесомость

Тошнота и дезориентация, которая на вкус как сосущее чувство в желудке, когда автомобиль «летит» вниз по трассе или вас подхватывает на карусели. Только на борту корабля это чувство будет длиться несколько дней. Это чувство космической болезни, слабость моторики, когда ваш мозг получает противоречивую информацию от вестибулярных органов, расположенных в вашем внутреннем ухе. Ваши глаза видят, куда двигаться вверх и вниз в корабле, но ваша вестибулярная система полагается на силу тяжести, определяя направления, что не работает в невесомости. Поэтому ваши глаза могут говорить мозгу, что вы движетесь сверху вниз, но мозг этого не поймет. Это вызывает дезориентацию и тошноту, что может привести к потере аппетита и рвоте. К счастью, спустя несколько дней мозг адаптируется и начнет реагировать исключительно на визуальные сигналы. Таблетки тоже помогут.

Одутловатое лицо и куриные лапки

В условиях микрогравитации ваше лицо будет одутловатым, а пазухи — перегруженными, что вызовет головную боль и нарушение моторики. На Земле это можно почувствовать, если стоять вверх ногами — кровь приливает к голове.

На Земле гравитация притягивает вашу кровь, в результате чего значительные ее объемы скапливаются в венах ног. Как только вы окажетесь в условиях микрогравитации, кровь сдвинется из ваших ног в грудь и голову. Лицо опухнет, а ноги, наоборот, уменьшатся в размерах.

Когда кровь переходит в грудь, сердце увеличивается в размерах и качает больше крови с каждым ударом. Почки отвечают на этот увеличенный кровоток производством большего количества мочи, будто вы выпили большой стакан воды. Кроме того, увеличение кровотока снижает уровень секреции гипофизом антидиуретического гормона (АДГ), что уменьшает жажду. Вы не будете хотеть пить столько же воды, сколько на Земле. В совокупности эти два фактора помогут вашей груди и голове избавиться от лишней жидкости за несколько дней, а поток жидкости вашего тела нормализуется (для космических условий). По возвращении на Землю, вы будете больше пить и чувствовать усталость, но это пройдет.

Космическая анемия

По мере того, как ваши почки выводят лишнюю жидкость, они также уменьшают секрецию эритропоэтина — гормона, стимулирующего производство красных кровяных тел клетками костного мозга. Снижение производства красных кровяных клеток сопровождается уменьшением объема плазмы, поэтому гематокрит (процент объема крови, занимаемого красными кровяными телами) такой же, как на Земле. По возвращении на Землю, ваш уровень эритропоэтина будет расти, так же как и количество красных кровяных тел.

Слабые мышцы

Когда вы находитесь в условиях микрогравитации, ваше тело принимает позу «зародыша»: вы немного сгибаетесь, ваши руки и ноги также принимают полусогнутое состояние. В таком положении вы не используете многие мышцы, особенно те, которые помогают вам поддерживать осанку (антигравитационные мышцы). По мере пребывания на борту МКС, ваши мышцы меняются. Их масса уменьшается, что приводит к «куриным лапкам». Ваше тело больше не нуждается в мышцах, которые медленно сокращаются, вроде тех, что используются в положении стоя. Нужны быстро сокращающиеся волокна, чтобы быстрее передвигаться по станции. Чем больше вы остаетесь на МКС, тем меньше у вас будет мышечной массы. Потеря мышечной массы ослабляет вас, и это, между прочим, является серьезной проблемой для длительных полетов, особенно после возвращения на Землю.

Остеопсатироз

На Земле ваши кости поддерживают вес вашего тела. Размер и масса костей тщательно сбалансированы. В условиях микрогравитации вашим костям больше не нужно поддерживать ваше тело, поэтому все ваши кости, особенно несущие, в районе бедер, ляжек и нижней части спины, используются меньше, чем на Земле. Размер и масса костей в невесомости уменьшаются примерно на 1% в месяц. В результате по возвращении на Землю они просто могут разрушиться. Неизвестно, каков процент восстанавливаемых костей после возвращения на Землю, но он точно не равен 100. Именно эта проблема вносит ограничения на время пребывания в космосе.

В дополнение к слабым костям, концентрация кальция в крови приводит к болезни почек, которым нужно этот избыточный кальций выводить. Могут образоваться камни в почках.

Интересные факты о невесомости и гравитации

Что мы с Вами знаем о невесомости, как можем охарактеризовать это явление?

Неудобства.

В настоящее время явление невесомости полностью изучено и не вызывает большого количества вопросов. У космонавтов до полета длительный период проходит подготовка организма к невесомости, и несмотря на это, отсутствие силы тяжести приводит организм в достаточно большой стресс.

Основное нарушение при явлении невесомости наблюдается в изменении давления жидкости в организме, особенно крови. Помимо этого, отсутствует привычная нагрузка на опорно-двигательный аппарат, что вызывает дискомфорт. После доставки космонавта на космическую станцию, его организм некоторое время проходит период адаптации, несмотря на долгие месяцы подготовки перед полетом.

Влияние невесомости на организм

Обычно период адаптации организма проходит в течение 7-10 дней. В результате космонавты из-за отсутствия силы тяжести теряют в весе, снижается работоспособность, а также повышается общая утомляемость организма. Также может измениться соотношение элементов в тканях. После длительного пребывания в космосе человек может стать на несколько сантиметров вследствие невесомости. В результате может произойти защемления нервов, появиться различные боли мышечного и суставного характера.

Питание.

На сегодняшний день питание у космонавтов очень разнообразное. Рацион питания составляют сублимированные продукты, упакованные в тубы из алюминия. Практически все питание находится в виде пюре. Рацион и тару продумывают таким образом, чтобы избежать крошек и их попадания в глаза. Печенья делают небольшими, чтобы не кусать, и сверху покрывают оболочкой.

Невесомость

Воздействие на здоровье человека

Астронавт Клейтон Андерсон, когда большая капля воды плывет перед ним на Discovery. Сплоченность играет большую роль в космосе.

После появления космических станций , на которых можно жить в течение длительного времени, было продемонстрировано, что невесомость оказывает пагубное воздействие на здоровье человека. Люди хорошо приспособлены к физическим условиям на поверхности Земли. В ответ на длительный период невесомости различные физиологические системы начинают изменяться и атрофироваться. Хотя эти изменения обычно временные, могут возникнуть долгосрочные проблемы со здоровьем.

Наиболее распространенная проблема, с которой люди сталкиваются в первые часы невесомости, известна как синдром космической адаптации или SAS, обычно называемая космической болезнью. Симптомы САС включают тошноту и рвоту , головокружение , головные боли , летаргию и общее недомогание. О первом случае SAS сообщил космонавт Герман Титов в 1961 году. С тех пор примерно 45% всех людей, побывавших в космосе, страдали этим заболеванием. Продолжительность космической болезни варьируется, но ни в коем случае не превышает 72 часов, после чего организм приспосабливается к новой среде. НАСА в шутку измеряет SAS, используя «шкалу Гарна», названную в честь сенатора США Джейка Гарна , чей SAS во время STS-51-D был худшим за всю историю наблюдений. Соответственно, один «Гарн» эквивалентен самому тяжелому случаю САС.

Наиболее значительными побочными эффектами длительной невесомости являются атрофия мышц (дополнительную информацию см. В разделе Снижение мышечной массы, силы и работоспособности в космосе ) и ухудшение состояния скелета или остеопения во время космических полетов . Эти эффекты можно свести к минимуму с помощью режима упражнений, например езды на велосипеде. Астронавты, находящиеся в длительной невесомости, носят штаны с эластичными ремнями, прикрепленными между поясом и манжетами, чтобы сжать кости ног и уменьшить остеопению. Другие важные эффекты включают перераспределение жидкости (вызывающее появление «лунного лица», типичное для изображений космонавтов в невесомости), замедление работы сердечно-сосудистой системы, поскольку кровоток уменьшается в ответ на недостаток силы тяжести, снижение выработки красных кровяных телец , нарушение баланса и ослабление иммунной системы . Менее выраженные симптомы включают потерю массы тела, заложенность носа, нарушение сна, избыточное газообразование и отечность лица. Эти эффекты начинают быстро меняться по возвращении на Землю.

Кроме того, после длительных космических полетов астронавты могут испытывать серьезные проблемы со зрением . Такие проблемы со зрением могут стать серьезной проблемой для будущих полетов в дальний космос, включая миссию с экипажем на планету Марс . Воздействие высоких уровней радиации также может влиять на развитие атеросклероза.

31 декабря 2012 года НАСА -Поддерживаемые исследование показало , что человеческий космический полет может нанести вред мозгам из космонавтов и ускорить начало болезни Альцгеймера . В октябре 2015 года Управление генерального инспектора НАСА опубликовало отчет об опасностях для здоровья, связанных с полетами человека в космос , включая полет человека на Марс .

Воздействие на нечеловеческие организмы

Российские ученые обнаружили различия между тараканами, зачатыми в космосе, и их наземными собратьями. Космические тараканы росли быстрее, а также становились все быстрее и выносливее.

Куриные яйца, помещенные в микрогравитацию через два дня после оплодотворения, не развиваются должным образом, тогда как яйца, помещенные в микрогравитацию более чем через неделю после оплодотворения, развиваются нормально.

Эксперимент с космическим челноком 2006 года показал, что Salmonella typhimurium , бактерия, которая может вызывать пищевое отравление, стала более опасной при выращивании в космосе. 29 апреля 2013 года , ученые в политехническом институте Rensselaer, финансируемой НАСА , сообщил , что во время космического полета на Международной космической станции , микробы , кажется, адаптироваться к космической среде в отношениях «не наблюдается на Земле» и таким образом , что «может привести к увеличению роста и вирулентности ».

При определенных условиях испытаний было обнаружено, что микробы процветают в условиях почти невесомости космоса и .

Невесомость на Земле

Основная статья: Моделирование невесомости

Невесомость
Траектория маневра для достижения невесомости

Астронавты Проекта Меркури на борту C-131 Samaritan, 1959

Питер Диамандис в состоянии невесомости на борту самолёта компании Zero Gravity

На Земле в экспериментальных целях создают кратковременное состояние невесомости (до 40 с) при полётах самолёта по баллистической траектории, то есть такой траектории, по которой летел бы самолёт под воздействием одной лишь силы земного притяжения. Эта траектория при небольших скоростях движения получается параболой (так называемой «параболой Кеплера»), из-за чего её иногда ошибочно называют «параболической». В общем случае траектория представляет собой эллипс или гиперболу.

Такие методы применяются для тренировки космонавтов в России и США. В кабине пилота на нитке подвешен шарик, который обычно натягивает нитку вниз (если самолёт покоится, либо движется равномерно и прямолинейно). Отсутствие натяжения нити, на которой висит шарик, свидетельствует о невесомости. Таким образом, пилот должен управлять самолётом так, чтобы шарик висел в воздухе без натяжения нити. Для достижения этого эффекта самолёт должен иметь постоянное ускорение равное g и направленное вниз. Другими словами, пилоты создают нулевую перегрузку. Длительно такую перегрузку (до 40 секунд) можно создать, если выполнить специальную фигуру пилотажа «провал в воздухе». Пилоты резко начинают набор высоты, выходя на «параболическую» траекторию, которая заканчивается таким же резким сбросом высоты. Внутри фюзеляжа имеется камера, в которой тренируются будущие космонавты, она представляет собой полностью обитую мягким покрытием пассажирскую кабину без кресел, чтобы избежать травм как в моменты невесомости, так и в моменты перегрузок.

Подобное чувство невесомости (частичной) человек испытывает при полётах рейсами гражданской авиации во время посадки. Однако в целях безопасности полёта и из-за большой нагрузки на конструкцию самолёта, любой рейсовый самолёт сбрасывает высоту, совершая несколько протяженных спиральных витков (с высоты полёта в 11 км до высоты захода на посадку порядка 1-2 км). То есть спуск производится в несколько заходов, во время которых пассажир на несколько секунд ощущает, что его немного отрывает от кресла вверх. Это же чувство испытывают и автомобилисты, знакомые с трассами, проходящими по крутым холмам, когда машина начинает съезжать с верхушки вниз.

Утверждения, что самолёт для создания кратковременной невесомости выполняет фигуры высшего пилотажа типа «петли Нестерова» — не более чем миф. Тренировки выполняются в слегка модифицированных серийных пассажирских или грузовых самолётах, для которых фигуры высшего пилотажа и подобные режимы полёта являются закритическими и могут привести к разрушению машины в воздухе или быстрому усталостному износу несущих конструкций.

Состояние невесомости можно ощутить в начальный момент свободного падения тела в атмосфере, когда сопротивление воздуха ещё невелико.

Существует несколько самолётов, способных проводить полёты с достижением состояния невесомости без вылета в космос. Технология используется как для тренировок космическими агентствами, так и для коммерческих полётов частных лиц. Подобные полёты проводят американская авиакомпания Zero Gravity, Роскосмос (на Ил-76 МДК c 1988 года, полёты также доступны для частных лиц), NASA (на Boeing KC-135) , Европейское космическое агентство (на Airbus A-310)
Типичный полёт продолжается около полутора часов. В течение полёта проводятся 10-15 сессий невесомости, для достижения которых самолёт совершает крутое пике. Длительность каждой сессии невесомости около 25 секунд. Более 15000 человек совершили полёты по состоянию на ноябрь 2017 года. Многие известные люди совершили полёты в невесомости на борту самолёта, в их числе: Баз Олдрин, Джон Кармак, Тони Хоук, Ричард Брэнсон, Артемий Лебедев. Стивен Хокинг также совершил короткий полёт 26 апреля 2007 года.

Другим способом моделирования невесомости, причём в течение длительного времени, является создание гидроневесомости.

Знакомая обстановка

На станциях, подобных МКС, все условия стараются довести до привычных земных. Это и национальные блюда в меню, и необходимое как для функционирования организма, так и для нормальной работы аппаратуры движение воздуха, и даже обозначение пола и потолка. Последнее имеет, скорее, психологическую значимость. Космонавту в невесомости все равно, в каком положении работать, однако выделение условного пола и потолка снижает риск потери ориентации и способствует более быстрой адаптации.

Невесомость

Невесомость — одна из тех причин, почему в космонавты берут далеко не всех. Адаптация по прибытии на станцию и после возвращения на Землю сравнима с акклиматизацией, усиленной в несколько раз. Человек со слабым здоровьем такой нагрузки может не выдержать.

Способы испытать чувство невесомости в теории и на практике

Чувство невесомости полноценно можно испытать в космосе, но для этого нужно выбрать эту профессию и долгие годы готовится. Однако ощущение невесомости можно испытать и на Земле, хоть и незначительное.

На Земле невесомость можно смоделировать следующим способом. В экспериментальных целях и для тренировки космонавтом создавали состояние невесомости до 40 секунд с помощью специального самолета, который имел воздействие только силы земного притяжения. Траектория движения самолета проходит по параболе. Такие ощущения сейчас можно испытать и на специальных тренажерах, в парках аттракционов. Суть заключается в том, что резко набирается высота и также резко потом сбрасывается, вызывая ощущение свободного падения, невесомости.

Невесомость

Подобные ощущения мы испытываем на рейсах гражданской авиации в период посадки самолета, а также в автомобиле, при резком перепаде движения сверху вниз.

Помимо этого, схожие ощущения можно получить, прыгая на батуте, находясь в воздухе от прыжка непосредственно перед падением вниз, в современных скоростных лифтах при резкой остановке на высоком этаже.

Невесомость

Сейчас существуют специальные симуляторы невесомости, в которых Вы можете испытать это ощущение на борту специально оснащенного для этих нужд самолета ИЛ – 76. Это специальная лаборатория, предназначенная для испытания перегрузок, в том числе космонавтами перед полетами в космос. Во время полета, резко набирается высота и на высоте 8-9 км пилот выключает мощность двигателей, тем самым, позволяя самолету двигаться по инерции. Как раз, когда сила тяжести становится равна силе инерции, достигается невесомость. Во время полета группа испытывает на борту самолета несколько таких ощущений невесомости. Стоимость такого полета индивидуальна и может быть совмещена с экскурсией, космическим питанием и многим другим.

Невесомость

Динамическая

Другой тип невесомости — это динамическая. Ее постоянно испытывают космонавты и лётчики. Нивелировать действие гравитационного поля массивного объекта можно путем свободного падения на него. Для этого необходимо, чтобы объект набрал определённую скорость и стал спутником.

Набрав необходимую скорость, спутник начинает переходить в состояние постоянного свободного падения. Предметы внутри него будут находиться в состоянии невесомости. Такая скорость называется первой космической.

Невесомость

Для планеты Земля, например, скорость составляет порядка 8 километров в секунду. Для Солнца — уже 640. Все зависит от массы объекта и его плотности. В таких космических объектах, где плотность достигает сотни миллионов тонн на кубический сантиметр — космическая скорость приближается к скорости света.

Эффекты здоровья человека

После появления космических станций, которые могут населяться в течение многих длительных периодов, воздействие невесомости было продемонстрировано, чтобы иметь некоторые вредные эффекты на здоровье человека. Люди хорошо адаптированы к физическим условиям в поверхности Земли. В ответ на длительный период невесомости различные физиологические системы начинают изменяться и атрофироваться. Хотя эти изменения — обычно временные, долгосрочные вопросы здравоохранения, может закончиться.

Наиболее распространенная проблема, испытанная людьми в начальные часы невесомости, известна как космический синдром адаптации или SAS, обычно называемый космической болезнью. Признаки SAS включают тошноту и рвоту, головокружение, головные боли, летаргию и полный недуг. О первом случае SAS сообщил космонавт Гхерман Титов в 1961. С тех пор примерно 45% всех людей, которые полетели в космосе, пострадали от этого условия. Продолжительность космической болезни варьируется, но ни в коем случае не продлилась его больше 72 часов, после которых тело приспосабливается к новой окружающей среде. НАСА в шутку измеряет SAS, используя «Масштаб Гарна», названный по имени сенатора Соединенных Штатов Джейка Гарна, SAS которого во время STS-51-D был худшим на отчете. Соответственно, каждый «Иди ты» эквивалентен самому серьезному случаю SAS.

Самые значительные отрицательные воздействия долгосрочной невесомости — атрофия мышц (см. Уменьшенную массу мышц, силу и работу в космосе для получения дополнительной информации), и ухудшение скелета или нарушение остеогенеза космического полета. Эти эффекты могут быть минимизированы через режим осуществления. Астронавты, подвергающиеся длительным периодам штанов изнашивания невесомости с резинками, были свойственны между поясом и манжетами, чтобы сжать кости ноги и уменьшить нарушение остеогенеза. Другие значительные эффекты включают жидкое перераспределение (порождение появления «лунного лица», типичного для картин астронавтов в невесомости), замедление сердечно-сосудистой системы, уменьшенное производство эритроцитов, беспорядков баланса и ослабления иммунной системы. Меньшие признаки включают потерю массы тела, заложенности носа, нарушения сна, избыточной напыщенности и отечности лица. Эти эффекты начинают полностью изменять быстро по возвращению в Землю.

Кроме того, после длинных миссий космического полета, астронавты могут испытать серьезные проблемы зрения. Такие проблемы зрения могут быть главным беспокойством о будущих миссиях полета открытого космоса, включая укомплектованную миссию к Марса планеты

31 декабря 2012 ПОДДЕРЖАННОЕ НАСА исследование сообщило, что пилотируемый космический полет может вредить мозгам астронавтов и ускорить начало болезни Альцгеймера.

Эффекты на нечеловеческие организмы

Российские ученые наблюдали различия между тараканами, задуманными в космосе и их земных коллегах. Задуманные пространством тараканы выросли более быстро, и также выросли быстрее и более жесткий.

Куриные яйца, которые помещены в микрогравитацию спустя два дня после оплодотворения, кажется, не развиваются должным образом, тогда как яйца вставляют микрогравитацию спустя больше чем неделю после того, как оплодотворение обычно развивается.

Эксперимент Шаттла 2006 года нашел, что Сальмонелла typhimurium, бактерия, которая может вызвать пищевое отравление, стала более опасной, когда выращено в космосе.

admin
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий