S gravitáciou je to ťažké, no bez nej ešte horšie
„Zapnutie“ gravitácie na palube kozmickej lode, ktorá cestuje vo vesmíre, vyzerá vo filmoch viac ako raz. Až na to, že ich tvorcovia takmer nikdy nevysvetľujú, ako sa to robí. Niekedy, ako v roku 2001: Vesmírna odysea (1) alebo v novších Pasažieroch, sa loď musí otáčať, aby sa simulovala gravitácia.
Možno sa spýtať trochu provokatívne – prečo je na palube kozmickej lode vôbec potrebná gravitácia? Bez celkovej gravitácie je to predsa jednoduchšie, ľudia sa menej unavia, prenášané veci nič nevážia a mnohé úlohy si vyžadujú oveľa menej fyzickej námahy.
Ukazuje sa však, že toto úsilie spojené s neustálym prekonávaním gravitácie je pre nás a naše telo mimoriadne potrebné. Žiadna gravitáciaAstronauti už dávno zažili stratu kostí a svalov. Astronauti na ISS cvičia, zápasia so svalovou slabosťou a úbytkom kostnej hmoty, no stále strácajú kostnú hmotu vo vesmíre. Na udržanie svalovej hmoty a kardiovaskulárneho zdravia potrebujú cvičiť dve až tri hodiny denne. A nielen tieto prvky, priamo súvisiace so zaťažením tela, sú ovplyvnené absenciou gravitácie. Nastávajú problémy s udržaním rovnováhy, organizmus je dehydrovaný. A to je len začiatok problémov.
Ukazuje sa, že aj on je čoraz slabší. Niektoré imunitné bunky nemôžu vykonávať svoju prácu a červené krvinky odumierajú. Spôsobuje obličkové kamene a oslabuje srdce. Skupina vedcov z Ruska a Kanady analyzovala dôsledky posledných rokov mikrogravitácia o zložení bielkovín vo vzorkách krvi osemnástich ruských kozmonautov, ktorí žili pol roka na Medzinárodnej vesmírnej stanici. Výsledky ukázali, že v stave beztiaže sa imunitný systém správa rovnako, ako keď je telo infikované, pretože ľudské telo nevie, čo má robiť a snaží sa aktivovať všetky možné obranné systémy.
Šanca v odstredivej sile
Tak to už veľmi dobre vieme žiadna gravitácia nie je to dobré, ba dokonca zdraviu nebezpečné. a čo teraz? Príležitosť v tom vidia nielen filmári, ale aj výskumníci odstredivá sila. Byť milý zotrvačné sily, napodobňuje pôsobenie gravitácie a účinne pôsobí v smere opačnom k stredu inerciálnej vzťažnej sústavy.
Použiteľnosť bola skúmaná už mnoho rokov. Na Massachusetts Institute of Technology napríklad bývalý astronaut Lawrence Young testoval centrifúgu, ktorá tak trochu pripomína víziu z filmu 2001: Vesmírna odysea. Ľudia ležia na boku na plošine a tlačia na zotrvační štruktúru, ktorá sa otáča.
Keďže vieme, že odstredivá sila môže aspoň čiastočne nahradiť gravitáciu, prečo nepostavíme lode v tomto kole? Ukazuje sa, že nie všetko je také jednoduché, pretože po prvé, takéto lode by museli byť oveľa väčšie ako tie, ktoré staviame, a každý ďalší kilogram hmoty vynesený do vesmíru stojí veľa.
Zvážte napríklad Medzinárodnú vesmírnu stanicu ako meradlo na porovnávanie a hodnotenie. Je veľké asi ako futbalové ihrisko, no obytné priestory sú len zlomkom jeho rozlohy.
Simulujte gravitáciu V tomto prípade možno k odstredivej sile pristupovať dvoma spôsobmi. Alebo by sa každý prvok otáčal oddelene, čím by vznikali malé systémy, ale potom, ako poznamenávajú odborníci, to môže byť spôsobené nie vždy príjemnými dojmami pre astronautov, ktorí by mohli napr. cítiť inú gravitáciu v nohách ako v hornej časti tela. Vo väčšej verzii by sa otáčala celá ISS, ktorá by, samozrejme, musela byť nakonfigurovaná inak, skôr ako prstenec (2). V súčasnosti by vybudovanie takejto stavby znamenalo obrovské náklady a zdá sa byť nereálne.
2. Vízia orbitálneho prstenca poskytujúceho umelú gravitáciu
Existujú však aj iné nápady. napríklad skupina vedcov z University of Colorado v Boulderi pracuje na riešení s o niečo menšími ambíciami. Namiesto merania „obnovujúcej sa gravitácie“ sa vedci zameriavajú na riešenie zdravotných problémov spojených s nedostatkom gravitácie vo vesmíre.
Ako si vymysleli výskumníci z Boulderu, astronauti sa mohli niekoľko hodín denne plaziť do špeciálnych miestností, aby dostali dennú dávku gravitácie, ktorá by mala vyriešiť zdravotné problémy. Subjekty sú umiestnené na kovovej plošine podobnej nemocničnému vozíku (3). Toto sa nazýva odstredivka, ktorá sa otáča nerovnomernou rýchlosťou. Uhlová rýchlosť generovaná odstredivkou tlačí nohy osoby smerom k základni plošiny, ako keby stála pod vlastnou váhou.
3. Zariadenie testované na University of Boulder.
Bohužiaľ, tento druh cvičenia je nevyhnutne spojený s nevoľnosťou. Vedci sa rozhodli zistiť, či je nevoľnosť skutočne neodmysliteľnou cenovkou, ktorá je s ňou spojená. umelá gravitácia. Môžu astronauti trénovať svoje telá, aby boli pripravené na extra G-sily? Na konci desiateho sedenia dobrovoľníkov sa všetky subjekty otáčali priemernou rýchlosťou asi sedemnásť otáčok za minútu bez nepríjemných následkov, nevoľnosti atď. To je významný úspech.
Existujú alternatívne nápady pre gravitáciu na lodi. Patrí medzi ne napríklad kanadský dizajn typového systému (LBNP), ktorý sám o sebe vytvára balast okolo pása človeka a vytvára pocit ťažkosti v dolnej časti tela. Stačí však, aby sa človek vyhol následkom letu do vesmíru, ktoré sú pre zdravie nepríjemné? Bohužiaľ to nie je presné.
