Ar gravitāciju ir grūti, bet bez tā ir vēl sliktāk
Vairāk nekā vienu reizi filmās redzēts, ka gravitācijas “ieslēgšana” uz kosmosa kuģa, kas ceļo kosmosā, izskatās ļoti forši. Izņemot to, ka to veidotāji gandrīz nekad nepaskaidro, kā tas tiek darīts. Dažreiz, piemēram, 2001. gadā: Kosmosa odiseja (1) vai jaunākajos pasažieros, tiek parādīts, ka kuģis ir jāpagriež, lai simulētu gravitāciju.
Var jautāt nedaudz provokatīvi – kāpēc uz kosmosa kuģa klāja vispār ir vajadzīga gravitācija? Galu galā bez vispārējās gravitācijas ir vieglāk, cilvēki mazāk nogurst, nestās lietas nesver, un daudzi uzdevumi prasa daudz mazāku fizisko piepūli.
Tomēr izrādās, ka šīs pūles, kas saistītas ar pastāvīgu gravitācijas pārvarēšanu, ir ārkārtīgi nepieciešamas mums un mūsu ķermenim. Nav gravitācijasJau sen ir pierādīts, ka astronauti piedzīvo kaulu un muskuļu zudumu. Astronauti vingro SKS, cīnās ar muskuļu vājumu un kaulu zudumu, taču kosmosā joprojām zaudē kaulu masu. Viņiem ir jāvingro divas līdz trīs stundas dienā, lai saglabātu muskuļu masu un sirds un asinsvadu veselību. Un ne tikai šos elementus, kas tieši saistīti ar ķermeņa slodzi, ietekmē gravitācijas trūkums. Ir problēmas ar līdzsvara saglabāšanu, organisms ir dehidrēts. Un tas ir tikai problēmu sākums.
Izrādās, ka arī viņš kļūst vājāks. Dažas imūnās šūnas nevar veikt savu darbu, un sarkanās asins šūnas mirst. Tas izraisa nierakmeņu veidošanos un vājina sirdi. Zinātnieku grupa no Krievijas un Kanādas analizēja pēdējo gadu sekas mikrogravitācija par olbaltumvielu sastāvu astoņpadsmit Krievijas kosmonautu asins paraugos, kuri pusgadu dzīvoja Starptautiskajā kosmosa stacijā. Rezultāti parādīja, ka bezsvara stāvoklī imūnsistēma uzvedas tāpat kā tad, kad ķermenis ir inficēts, jo cilvēka ķermenis nezina, ko darīt, un cenšas aktivizēt visas iespējamās aizsardzības sistēmas.
Centrbēdzes spēka iespējamība
Tātad mēs to jau ļoti labi zinām nav gravitācijas tas nav labi, pat bīstami veselībai. Un ko tagad? Iespēju saskata ne tikai filmu veidotāji, bet arī pētnieki centrbēdzes spēks. Lai būtu laipns inerces spēki, tas atdarina gravitācijas darbību, efektīvi iedarbojoties virzienā, kas ir pretējs inerciālās atskaites sistēmas centram.
Pielietojamība ir pētīta daudzus gadus. Piemēram, Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā bijušais astronauts Lorenss Jangs izmēģināja centrifūgu, kas nedaudz atgādināja vīziju no filmas 2001: Kosmosa odiseja. Cilvēki guļ uz sāniem uz platformas, spiežot inerciālo struktūru, kas rotē.
Tā kā mēs zinām, ka centrbēdzes spēks var vismaz daļēji aizstāt gravitāciju, kāpēc mēs šajā pagriezienā nebūvējam kuģus? Nu, izrādās, ne viss ir tik vienkārši, jo, pirmkārt, šādiem kuģiem būtu jābūt daudz lielākiem par tiem, kurus mēs būvējam, un katrs papildu masas kilograms, kas tiek vests kosmosā, maksā daudz.
Apsveriet, piemēram, Starptautisko kosmosa staciju kā etalonu salīdzinājumiem un novērtējumiem. Tas ir apmēram futbola laukuma lielumā, bet dzīvojamās telpas ir tikai neliela daļa no tā lieluma.
Simulēt gravitāciju Šajā gadījumā centrbēdzes spēku var tuvināt divos veidos. Vai arī katrs elements grieztos atsevišķi, kas radītu nelielas sistēmas, bet tad, kā atzīmē speciālisti, tas varētu būt saistīts ar ne vienmēr patīkamiem iespaidiem astronautiem, kuri varētu, piemēram, sajūti citādu gravitāciju savās kājās nekā ķermeņa augšdaļā. Lielākā versijā viss ISS grieztos, kas, protams, būtu jākonfigurē citādi, drīzāk kā gredzens (2). Šobrīd šādas būves celtniecība nozīmētu milzīgas izmaksas un šķiet nereāla.
2. Orbitālā gredzena redzējums, kas nodrošina mākslīgo gravitāciju
Tomēr ir arī citas idejas. piemēram, Kolorādo universitātes zinātnieku grupa Boulderā strādā pie risinājuma ar nedaudz mazākām ambīcijām. Tā vietā, lai mērītu "gravitācijas atjaunošanu", zinātnieki koncentrējas uz veselības problēmu risināšanu, kas saistītas ar gravitācijas trūkumu kosmosā.
Kā izdomājuši Boulder pētnieki, astronauti vairākas stundas dienā varētu ielīst īpašās telpās, lai iegūtu ikdienas gravitācijas devu, kam būtu jāatrisina veselības problēmas. Subjekti tiek novietoti uz metāla platformas, kas līdzīga slimnīcas ratiņiem (3). To sauc par centrifūgu, kas griežas ar nevienmērīgu ātrumu. Centrifūgas radītais leņķiskais ātrums spiež cilvēka kājas uz platformas pamatni, it kā viņi stāvētu zem sava svara.
3. Ierīce pārbaudīta Bolderas Universitātē.
Diemžēl šāda veida vingrinājumi neizbēgami ir saistīti ar sliktu dūšu. Pētnieki nolēma noskaidrot, vai slikta dūša patiešām ir ar to saistīta raksturīgā cenu zīme. mākslīgā gravitācija. Vai astronauti var apmācīt savus ķermeņus, lai tie būtu gatavi papildu G spēkiem? Desmitās brīvprātīgo sesijas beigās visi subjekti griezās ar vidējo ātrumu aptuveni septiņpadsmit apgriezieni minūtē bez nepatīkamām sekām, sliktas dūšas utt. Tas ir ievērojams sasniegums.
Ir alternatīvas idejas gravitācijai uz kuģa. Tajos ietilpst, piemēram, Canadian Type System Design (LBNP), kas pats rada balastu ap cilvēka vidukli, radot smaguma sajūtu ķermeņa lejasdaļā. Bet vai pietiek, lai cilvēks izvairītos no kosmosa lidojuma sekām, kas ir nepatīkamas veselībai? Diemžēl tas nav precīzi.
