Det är svårt med gravitationen, men ännu värre utan den
Sedd mer än en gång i filmer, ser "att slå på" av gravitationen ombord på ett rymdskepp som färdas i yttre rymden väldigt coolt. Förutom att deras skapare nästan aldrig förklarar hur det går till. Ibland, som 2001: A Space Odyssey (1) eller de nyare passagerarna, visas det att fartyget måste roteras för att simulera gravitationen.
Man kan fråga sig, något provocerande, varför behövs gravitation överhuvudtaget ombord på en rymdfarkost? När allt kommer omkring, utan allmän gravitation är det lättare, människor blir mindre trötta, saker som bärs väger ingenting och att utföra många uppgifter kräver mycket mindre fysisk ansträngning.
Det visar sig dock att denna ansträngning förknippad med att ständigt övervinna tyngdkraften är oerhört nödvändig för oss och vår kropp. Ingen gravitationDet har länge bevisats att astronauter upplever förlust av ben- och muskelvävnad. Astronauter på ISS tränar och bekämpar muskelsvaghet och benförlust, men tappar fortfarande benmassa i rymden. De behöver träna två till tre timmar om dagen för att bibehålla muskelmassa och kardiovaskulär hälsa. Dessutom påverkas inte bara dessa element som är direkt relaterade till belastningen på kroppen av bristen på gravitation. Det uppstår problem med att hålla balansen, kroppen blir uttorkad. Och detta är bara början på problemen.
Det visar sig att han också blir svagare. Vissa immunceller kan inte göra sitt jobb och de röda blodkropparna dör. Det orsakar njursten och försvagar hjärtat. En grupp forskare från Ryssland och Kanada analyserade de senaste årens konsekvenser mikrogravitation om sammansättningen av proteiner i blodprover från arton ryska kosmonauter som bodde på den internationella rymdstationen i sex månader. Resultaten visade att immunförsvaret i gravitationens noll beter sig på samma sätt som när kroppen är infekterad, eftersom människokroppen inte vet vad den ska göra och försöker aktivera alla möjliga försvarssystem.
Chans i centrifugalkraft
Så det vet vi redan mycket väl ingen gravitation Detta är inte bra, inte ens hälsofarligt. Så vad nu? Inte bara filmare, utan även forskare ser möjligheter i centrifugalkraft. Att vara snäll tröghetskrafter, simulerar den tyngdkraftens inverkan, och verkar effektivt i motsatt riktning mot mitten av tröghetsramen.
Tillämpbarheten har undersökts i många år. Vid MIT, till exempel, upplevde före detta astronauten Lawrence Young en centrifug som påminde lite om en vision från filmen 2001: A Space Odyssey. Människor ligger på sidan på en plattform och trycker på en tröghetsstruktur som roterar.
Eftersom vi vet att centrifugalkraften åtminstone delvis kan ersätta tyngdkraften, varför bygger vi då inte fartyg denna tur? Tja, det visar sig att det inte är så enkelt, för för det första skulle sådana fartyg behöva vara mycket större än de vi bygger, och varje extra kilo massa som transporteras ut i rymden kostar mycket pengar.
Betrakta till exempel den internationella rymdstationen som ett riktmärke för jämförelser och utvärderingar. Det är lika stort som en fotbollsplan, men bostadsrummen är bara en bråkdel av dess storlek.
Simulera gravitationen I detta fall kan centrifugalkraften närma sig på två sätt. Eller så skulle varje element rotera separat, vilket skulle skapa små system, men då, som experter noterar, kan detta vara förknippat med en inte alltid trevlig upplevelse för astronauterna, som t.ex. känner en annan gravitation i benen än i överkroppen. I en större version skulle hela ISS rotera, vilket naturligtvis skulle behöva konfigureras annorlunda, mer som en ring (2). För närvarande skulle bygga en sådan struktur innebära enorma kostnader och verkar orealistiskt.
2. Syn av en orbital ring som ger artificiell gravitation
Det finns dock andra idéer. till exempel arbetar en grupp forskare vid University of Colorado Boulder på en lösning med något mindre ambition. Istället för att mäta "återskapandet av gravitationen", fokuserar forskare på att lösa de hälsoproblem som är förknippade med bristen på gravitation i rymden.
Enligt Boulderforskarna kunde astronauter krypa in i speciella rum flera timmar om dagen för att få en daglig dos av gravitationen, vilket borde lösa hälsoproblem. Försökspersonerna placeras på en metallplattform som liknar en sjukhusvagn (3). Detta kallas en centrifug, som roterar med en ojämn hastighet. Den vinkelhastighet som skapas av centrifugen trycker personens ben mot basen av plattformen, som om han stod under sin egen vikt.
3. Enheten testad vid University of Boulder.
Tyvärr är denna typ av träning oundvikligen förknippad med illamående. Forskarna försökte ta reda på om illamående faktiskt hade en inneboende prislapp förknippad med det. artificiell gravitation. Kan astronauter träna sin kropp så att den är redo för ytterligare överbelastning? I slutet av den tionde volontärsessionen snurrade alla försökspersoner med en genomsnittlig hastighet av cirka sjutton varv per minut utan några obehagliga effekter, illamående etc. Detta är en betydande prestation.
Det finns alternativa idéer för gravitation på ett fartyg. Dessa inkluderar till exempel den kanadensiska systemdesignen (LBNP), som i sig skapar ballast runt en persons midja, vilket skapar en känsla av tyngd i underkroppen. Men räcker det för en person att undvika de obehagliga hälsokonsekvenserna av rymdflygning? Tyvärr är detta inte säkert.
