Teško je s gravitacijom, ali još gore bez nje
Više puta viđeno u filmovima, "uključivanje" gravitacije na letjelici koja putuje u svemir izgleda vrlo cool. Osim što njihovi tvorci gotovo nikad ne objasne kako se to radi. Ponekad, kao u 2001: A Space Odyssey (1) ili novijim Putnicima, pokazuje se da se brod mora rotirati kako bi se simulirala gravitacija.
Može se pomalo provokativno zapitati - zašto je gravitacija uopće potrebna na letjelici? Uostalom, lakše je bez opće gravitacije, ljudi se manje umaraju, stvari koje se nose ništa ne teže, a mnogi zadaci zahtijevaju puno manje fizičkog napora.
Ispostavilo se, međutim, da je taj napor, povezan s stalnim prevladavanjem gravitacije, iznimno potreban nama i našem tijelu. Nema gravitacijeDugo je dokazano da astronauti doživljavaju gubitak kostiju i mišića. Astronauti na ISS-u vježbaju, bore se sa slabošću mišića i gubitkom kosti, ali i dalje gube koštanu masu u svemiru. Moraju vježbati dva do tri sata dnevno kako bi održali mišićnu masu i zdravlje srca i krvnih žila. I ne samo ovi elementi, izravno povezani s opterećenjem na tijelu, pod utjecajem su odsutnosti gravitacije. Postoje problemi s održavanjem ravnoteže, tijelo je dehidrirano. A ovo je tek početak problema.
Ispada da je i on sve slabiji. Neke imunološke stanice ne mogu obaviti svoj posao i crvene krvne stanice umiru. Uzrokuje bubrežne kamence i slabi srce. Grupa znanstvenika iz Rusije i Kanade analizirala je posljedice posljednjih godina mikrogravitacija o sastavu proteina u uzorcima krvi osamnaest ruskih kozmonauta koji su pola godine živjeli na Međunarodnoj svemirskoj postaji. Rezultati su pokazali da se u bestežinskom stanju imunološki sustav ponaša na isti način kao i kada je tijelo zaraženo, jer ljudsko tijelo ne zna što učiniti i pokušava aktivirati sve moguće obrambene sustave.
Mogućnost centrifugalne sile
Tako da to već jako dobro znamo nema gravitacije nije dobro, čak i opasno po zdravlje. I što sad? Ne samo filmaši, već i istraživači vide priliku u tome centrifugalna sila. Biti ljubazan sile inercije, oponaša djelovanje gravitacije, učinkovito djelujući u smjeru suprotnom od središta inercijalnog referentnog okvira.
Primjenjivost se istražuje dugi niz godina. Na Tehnološkom institutu u Massachusettsu, primjerice, bivši astronaut Lawrence Young testirao je centrifugu, koja pomalo podsjeća na viziju iz filma 2001: Odiseja u svemiru. Ljudi leže na boku na platformi, gurajući inercijsku strukturu koja se rotira.
Budući da znamo da centrifugalna sila može barem djelomično zamijeniti gravitaciju, zašto ne bismo izgradili brodove na ovom koraku? Pa ispada da nije sve tako jednostavno, jer, prvo, takvi bi brodovi morali biti puno veći od onih koje mi gradimo, a svaki dodatni kilogram mase odveden u svemir puno košta.
Razmotrite, na primjer, Međunarodnu svemirsku postaju kao mjerilo za usporedbe i procjene. Veličine je otprilike kao nogometno igralište, ali stambeni prostor je samo djelić njegove veličine.
Simulirajte gravitaciju U ovom slučaju se centrifugalnoj sili može pristupiti na dva načina. Ili bi se svaki element rotirao zasebno, što bi stvorilo male sustave, no onda bi, kako napominju stručnjaci, to moglo biti zbog ne uvijek ugodnih dojmova za astronaute, koji bi npr. osjetite drugačiju gravitaciju u nogama nego u gornjem dijelu tijela. U većoj verziji rotirao bi se cijeli ISS, koji bi, naravno, morao biti drugačije konfiguriran, prije poput prstena (2). U ovom trenutku izgradnja takve strukture značila bi ogromne troškove i čini se nerealnim.
2. Vizija orbitalnog prstena koji pruža umjetnu gravitaciju
Međutim, postoje i druge ideje. na primjer, skupina znanstvenika sa Sveučilišta Colorado u Boulderu radi na rješenju s nešto manje ambicija. Umjesto mjerenja "ponovne gravitacije", znanstvenici se usredotočuju na rješavanje zdravstvenih problema povezanih s nedostatkom gravitacije u svemiru.
Kako su zamislili istraživači Bouldera, astronauti bi mogli puzati u posebne prostorije nekoliko sati dnevno kako bi dobili dnevnu dozu gravitacije, što bi trebalo riješiti zdravstvene probleme. Ispitanici su postavljeni na metalnu platformu sličnu bolničkim kolicima (3). To se zove centrifuga koja se rotira neravnomjernom brzinom. Kutna brzina koju stvara centrifuga gura noge osobe prema podnožju platforme, kao da stoje pod vlastitom težinom.
3. Uređaj testiran na Sveučilištu u Boulderu.
Nažalost, ova vrsta vježbe je neizbježno povezana s mučninom. Istraživači su namjeravali otkriti je li mučnina doista inherentna cijena povezana s njom. umjetna gravitacija. Mogu li astronauti uvježbati svoja tijela da budu spremna za dodatne G-sile? Na kraju desete sesije volontera, svi ispitanici su se vrtjeli prosječnom brzinom od oko sedamnaest okretaja u minuti bez ikakvih neugodnih posljedica, mučnine i sl. Ovo je značajno postignuće.
Postoje alternativne ideje za gravitaciju na brodu. To uključuje, na primjer, Canadian Type System Design (LBNP), koji sam stvara balast oko struka osobe, stvarajući osjećaj težine u donjem dijelu tijela. No, je li dovoljno da čovjek izbjegne posljedice svemirskog leta, koje su neugodne za zdravlje? Nažalost, ovo nije točno.
