És difícil amb la gravetat, però encara pitjor sense ella

Vist més d'una vegada a les pel·lícules, "activar" la gravetat a bord d'una nau espacial que viatja a l'espai exterior sembla molt divertit. Excepte que els seus creadors gairebé mai no expliquen com es fa. De vegades, com l'any 2001: A Space Odyssey (1) o Passengers més recents, es mostra que la nau s'ha de girar per simular la gravetat.

Es pot preguntar de manera una mica provocativa: per què es necessita la gravetat a bord d'una nau espacial? Al cap i a la fi, és més fàcil sense gravetat general, la gent es cansa menys, les coses que es transporten no pesen res i moltes tasques requereixen molt menys esforç físic.

Resulta, però, que aquest esforç, associat a la superació constant de la gravetat, és extremadament necessari per a nosaltres i el nostre cos. Sense gravetatFa temps que s'ha demostrat que els astronautes experimenten pèrdua òssia i muscular. Els astronautes a l'exercici de l'ISS, lluiten amb la debilitat muscular i la pèrdua òssia, però encara perden massa òssia a l'espai. Necessiten fer de dues a tres hores d'exercici al dia per mantenir la massa muscular i la salut cardiovascular. A més, no només aquests elements, directament relacionats amb la càrrega sobre el cos, es veuen afectats per l'absència de gravetat. Hi ha problemes per mantenir l'equilibri, el cos està deshidratat. I això és només el començament dels problemes.

Resulta que ell també s'està fent més feble. Algunes cèl·lules immunitàries no poden fer la seva feina i els glòbuls vermells moren. Causa càlculs renals i debilita el cor. Un grup de científics de Rússia i Canadà va analitzar les conseqüències dels darrers anys microgravetat sobre la composició de proteïnes en mostres de sang de divuit cosmonautes russos que van viure a l'Estació Espacial Internacional durant mig any. Els resultats van demostrar que en la ingravidesa el sistema immunitari es comporta de la mateixa manera que quan el cos està infectat, perquè el cos humà no sap què fer i intenta activar tots els sistemes de defensa possibles.

Possibilitat de força centrífuga

Així que ja ho sabem molt bé sense gravetat no és bo, fins i tot perillós per a la salut. I ara què? No només els cineastes, sinó també els investigadors hi veuen una oportunitat força centrifuga. Ser amable forces d’inèrcia, imita l'acció de la gravetat, actuant efectivament en una direcció oposada al centre del marc de referència inercial.

L'aplicabilitat s'ha investigat durant molts anys. A l'Institut Tecnològic de Massachusetts, per exemple, l'antic astronauta Lawrence Young va provar una centrífuga, que recorda una mica una visió de la pel·lícula 2001: Odissea de l'espai. La gent s'estira de costat a la plataforma, empenyent l'estructura inercial que gira.

Com que sabem que la força centrífuga pot substituir almenys parcialment la gravetat, per què no construïm vaixells aquest torn? Bé, resulta que no tot és tan senzill, perquè, en primer lloc, aquests vaixells haurien de ser molt més grans que els que estem construint, i cada quilogram addicional de massa transportat a l'espai costa molt.

Considereu, per exemple, l'Estació Espacial Internacional com a referència per a comparacions i avaluacions. Té la mida d'un camp de futbol, ​​però els habitatges són només una fracció de la seva mida.

Simula la gravetat En aquest cas, la força centrífuga es pot abordar de dues maneres. O cada element giraria per separat, cosa que crearia petits sistemes, però després, com assenyalen els experts, això podria ser degut a impressions no sempre agradables per als astronautes, que podrien, per exemple, sentir una gravetat diferent a les cames que a la part superior del cos. En una versió més gran, tota l'ISS giraria, que, per descomptat, s'hauria de configurar de manera diferent, més aviat com un anell (2). De moment, construir una estructura d'aquest tipus suposaria uns costos enormes i sembla poc realista.

2. Visió d'un anell orbital que proporciona gravetat artificial

Tanmateix, també hi ha altres idees. per exemple, un grup de científics de la Universitat de Colorado a Boulder està treballant en una solució amb una mica menys d'ambició. En lloc de mesurar la "recreació de la gravetat", els científics es centren a abordar els problemes de salut associats a la manca de gravetat a l'espai.

Tal com van concebre els investigadors de Boulder, els astronautes podrien arrossegar-se a sales especials durant diverses hores al dia per obtenir una dosi diària de gravetat, que hauria de resoldre els problemes de salut. Els subjectes es col·loquen sobre una plataforma metàl·lica semblant a un carro d'hospital (3). Això s'anomena centrífuga que gira a una velocitat desigual. La velocitat angular que genera la centrífuga empeny les cames de la persona cap a la base de la plataforma, com si estigués dempeus sota el seu propi pes.

3. Dispositiu provat a la Universitat de Boulder.

Malauradament, aquest tipus d'exercici s'associa inevitablement amb nàusees. Els investigadors es van proposar esbrinar si les nàusees són realment un preu inherent associada a ella. gravetat artificial. Els astronautes poden entrenar els seus cossos per estar preparats per a les forces G addicionals? Al final de la desena sessió dels voluntaris, tots els subjectes giraven a una velocitat mitjana d'unes disset revolucions per minut sense conseqüències desagradables, nàusees, etc. Aquest és un èxit important.

Hi ha idees alternatives per a la gravetat en un vaixell. Aquests inclouen, per exemple, el disseny del sistema de tipus canadenc (LBNP), que ell mateix crea llast al voltant de la cintura d'una persona, creant una sensació de pesadesa a la part inferior del cos. Però és suficient que una persona eviti les conseqüències del vol espacial, que són desagradables per a la salut? Malauradament, això no és exacte.