Трудно е с гравитацията, но още по-лошо без нея
Виждано повече от веднъж във филмите, „включването“ на гравитацията на борда на космически кораб, пътуващ в космоса, изглежда много готино. Само дето техните създатели почти никога не обясняват как се прави. Понякога, както в 2001: Космическа одисея (1) или по-новите Passengers, се показва, че корабът трябва да се завърти, за да се симулира гравитацията.
Някой може да се запита малко провокативно – защо изобщо е необходима гравитацията на борда на космически кораб? В крайна сметка е по-лесно без обща гравитация, хората се уморяват по-малко, пренасяните неща не тежат нищо и много задачи изискват много по-малко физически усилия.
Оказва се обаче, че това усилие, свързано с постоянното преодоляване на гравитацията, е изключително необходимо за нас и нашето тяло. Без гравитацияОтдавна е доказано, че астронавтите изпитват загуба на кости и мускули. Астронавтите на МКС се борят с мускулна слабост и загуба на костна маса, но все пак губят костна маса в космоса. Те трябва да правят два до три часа упражнения на ден, за да поддържат мускулна маса и сърдечно-съдово здраве. Освен това не само тези елементи, пряко свързани с натоварването на тялото, са засегнати от липсата на гравитация. Има проблеми с поддържането на баланса, тялото е дехидратирано. И това е само началото на проблемите.
Оказва се, че и той отслабва. Някои имунни клетки не могат да си свършат работата и червените кръвни клетки умират. Той причинява камъни в бъбреците и отслабва сърцето. Група учени от Русия и Канада анализираха последствията от последните години микрогравитация за състава на протеините в кръвните проби на осемнадесет руски космонавти, които са живели на Международната космическа станция в продължение на половин година. Резултатите показаха, че в безтегловност имунната система се държи по същия начин, както при заразяване на тялото, тъй като човешкото тяло не знае какво да прави и се опитва да активира всички възможни защитни системи.
Шанс при центробежна сила
Така че ние вече знаем много добре това няма гравитация не е добре, дори опасно за здравето. И сега какво? Не само режисьори, но и изследователи виждат възможност в това центробежна сила. Да бъдеш мил сили на инерцията, той имитира действието на гравитацията, ефективно действайки в посока, противоположна на центъра на инерциалната референтна система.
Приложимостта е изследвана от много години. В Масачузетския технологичен институт например бившият астронавт Лорънс Йънг тества центрофуга, която донякъде напомня визия от филма 2001: Космическа одисея. Хората лежат на една страна на платформата, натискайки инерционната структура, която се върти.
След като знаем, че центробежната сила може поне частично да замени гравитацията, защо не построим кораби на този завой? Е, оказва се, че не всичко е толкова просто, защото, първо, такива кораби трябва да бъдат много по-големи от тези, които строим, а всеки допълнителен килограм маса, пренесен в космоса, струва много.
Помислете например за Международната космическа станция като еталон за сравнения и оценки. Той е с размерите на футболно игрище, но жилищните помещения са само малка част от размера му.
Симулирайте гравитацията В този случай към центробежната сила може да се подходи по два начина. Или всеки елемент ще се върти отделно, което ще създаде малки системи, но тогава, както отбелязват експертите, това може да се дължи на невинаги приятни впечатления за астронавтите, които биха могли напр. почувствайте различна гравитация в краката си, отколкото в горната част на тялото. В по-голяма версия цялата МКС ще се върти, което, разбира се, трябва да бъде конфигурирано по различен начин, по-скоро като пръстен (2). В момента изграждането на такава структура би означавало огромни разходи и изглежда нереалистично.
2. Визия на орбитален пръстен, осигуряващ изкуствена гравитация
Има обаче и други идеи. например група учени от Университета на Колорадо в Боулдър работи върху решение с малко по-малко амбиции. Вместо да измерват "пресъздаването на гравитацията", учените се фокусират върху справянето със здравословните проблеми, свързани с липсата на гравитация в космоса.
Според изследователите на Боулдър, астронавтите могат да пълзят в специални стаи за няколко часа на ден, за да получат дневна доза гравитация, която трябва да реши здравословни проблеми. Субектите се поставят върху метална платформа, подобна на болнична количка (3). Това се нарича центрофуга, която се върти с неравномерна скорост. Ъгловата скорост, генерирана от центрофугата, избутва краката на човека към основата на платформата, сякаш стои под собствената си тежест.
3. Устройство, тествано в университета в Боулдър.
За съжаление този вид упражнения неизбежно се свързват с гадене. Изследователите се заеха да разберат дали гаденето наистина е присъща цена, свързана с него. изкуствена гравитация. Могат ли астронавтите да тренират телата си, за да бъдат готови за допълнителни G-сили? В края на десетата сесия на доброволците всички субекти се въртяха със средна скорост около седемнадесет оборота в минута без никакви неприятни последици, гадене и т.н. Това е значително постижение.
Има алтернативни идеи за гравитацията на кораб. Те включват, например, Canadian Type System Design (LBNP), който сам по себе си създава баласт около кръста на човек, създавайки усещане за тежест в долната част на тялото. Но достатъчно ли е човек да избегне неприятните за здравето последствия от космическия полет? За съжаление това не е точно.
