можно ли испытать состояние невесомости находясь на земле если да то при каком условии
Невесомость, что называют состоянием невесомости и когда оно наступает
Содержание:
Космос и звёзды с детства привлекают внимание людей. Кто из вас не мечтал оказаться вне земного пространства, поближе к звёздам, или испытать состояние невесомости, находясь в полете? Рассмотрим особенности движения тел, на которые не действует сила тяжести или она компенсируется другими силами; на какой высоте начинается невесомость, где можно испытать это состояние на Земле.
Что такое и когда наступает невесомость
На лежащее неподвижно на горизонтальной поверхности тело действует сила тяжести и ровная ей сила упругости. При движении с ускорением вес и сила притяжения Fт отличаются по значению:
Fт + F = ma, где a – ускорение.
Здесь g – коэффициент свободного падения.
Из выражения следует, что состоянием невесомости называют случай, когда вещь падает свободно g = a, тогда она не обладает весом. То состояние, когда гравитационные силы уравновешиваются, не вызывая давления на предмет или его части. Действие гравитации распространяется на любые расстояния, причём значение этого воздействия изменяется по закону всемирного тяготения.
Где можно испытать невесомость
Для экстремалов созданы такие развлечения, как роуп-джампинг и банджи-джампинг. Это так называемые аттракционы, где человека привязывают к резиновому канату, и он прыгает с моста, башни или иного высокого сооружения ради свободного полёта. Аэротрубы, центрифуги, камеры сенсорной депривации, полёт на летательном аппарате – способы побывать в невесомости на Земле.
На искусственном спутнике состояние невесомости вызывается отсутствием действия на него каких-либо сил (их значениями преимущественно пренебрегают по причине их мизерности). Абсолютная невесомость нереальна, ведь на тело всегда действуют сторонние силы.
На какой высоте начинается невесомость
На подобный вопрос ответить невозможно по простой причине. Состояние невесомости достигается на Земле, например, при опускании лифта с ускорением, равным a. Станция или спутник может раскрутиться в космосе, тогда в ней появится вес, но люди и предметы будут притягиваться к стенкам, а не к полу.
В завершение закономерный вопрос любопытного школьника: находится ли земля в состоянии невесомости? Конечно, находится, как и вся материя в мире.
6 способов ощутить невесомость на Земле
Индустрия космического туризма оценивается в сотни миллионов долларов и связана с множеством нюансов: после внесения оплаты надо встать в многолетнюю очередь из желающих, а потом долго готовиться к полету. Впрочем, состояние невесомости — главное космическое ощущение — можно испытать гораздо быстрее и дешевле. И главное — не покидая пределов Земли.
Конечно, испытать длительную невесомость — такую, какую испытывают космонавты на орбите — в земных условиях, само собой, не получится. А вот так называемая кратковременная невесомость совсем другое дело. В основном подобные услуги предоставляют в Звездном городке, в Центре подготовки космонавтов (ЦПК). Чтобы ненадолго испытать невесомость на Земле, надо быть старше 21 года. Минимум за полтора месяца необходимо записаться в очередь, подробнейшим образом заполнить анкету (будто в налоговой), указав все данны е о семье, работе и здоровье (все это местная служба безопасности потом проверит). Потом кандидатам предстоит пройти медкомиссию в районной поликлинике и предоставить в ЦПК небезызвестную справку по форме №86 о том, что у вас нет никаких проблем с сердцем и сосудами. Помимо этого врачи ЦПК проведут повторный осмотр, по окончании которого они могут не допустить кандидата до своих «аттракционов», однако деньги за подобную экскурсию уже не вернут.
Вполне естественно, что помимо Звездного городка существуют и другие способы испытать невесомость и близкие к ней ощущения. Forbes предлагает вашему вниманию 6 разных вариантов.
Как испытать невесомость на Земле
Такие тренировки проходят космонавты перед полетом в космос. Для создания невесомости используется самолет-лаборатория Ил-76 МДК. Базируются такие самолеты на аэродроме Чкаловский в Подмосковье. Безопасность полетов обеспечивают инструктора Центра подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина (Звездный городок).
Сам эффект невесомости создается при полете самолета по параболе Кеплера. Особая конструкция самолета Ил-76 МДК дает возможность безопасно совершать такие полеты. Во время полета может создаваться 10-15 режимов невесомости, каждый из которых длится 25-28 секунд.
Кроме тренировок и «туристических полетов» самолет-лаборатория Ил-76 МДК используется для научных экспериментов. Их суть понять насколько определенный прибор способен функционировать в невесомости перед отправкой его в космос, чтобы в случае возникновения неполадок или неправильной работы в невесомости была возможность исправить это.
@moderator, тег [моё] явно лишний
Я подумал 200р.
Ну блин(
буду копить на космос, тут как-то дешево, невнушаит.
Астрофизическая обсерватории «Спектр-М» («Миллиметрон»). В погоне за «кротовыми норами»
На конец десятилетия запланирован запуск астрофизической обсерватории «Спектр-М» («Миллиметрон») – четвертого и последнего космического аппарата из серии «Спектр». Находясь в полутора миллионах километров от Земли и прячась в ее тени, этот мощнейший телескоп пронизывающим взглядом будет наблюдать и изучать самые таинственные явления во вселенной. Особый интерес вызывает поиск «кротовых нор» – своеобразных порталов между галактиками, существование которых пока рассматривается только в теории.
Космическая обсерватория «Миллиметрон» в каком-то смысле является продолжателем традиций «Спектра-Р» – первого аппарата серии для исследования Вселенной, запущенного на орбиту в 2011 г. и прослужившего семь с половиной лет. И это закономерно, учитывая, что разработчиком обоих проектов является одна организация – Астрокосмический центр (АКЦ) Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН). Аппараты роднит диаметр параболической антенны-зеркала, составляющий ни много ни мало десять метров. Однако «Миллиметрон», в отличие от предшественника, будет работать в двух режимах – одиночном и режиме интерферометра – в кооперации с наземными телескопами.
Было запланировано создать четыре обсерватории серии «Спектр» для изучения астрономических объектов в различных диапазонах электромагнитных волн. Первый аппарат – «Спектр-Р» – стартовал в 2011 г. и наблюдал небесные тела в радиодиапазоне. Отправленная на орбиту летом 2019 г. обсерватория «Спектр-РГ» нацелена на построение полной карты Вселенной в рентгеновском диапазоне и сейчас активно работает.
В середине десятилетия эстафету подхватит разрабатываемый аппарат «Спектр-УФ», который будет собирать информацию о далеких объектах в ультрафиолете. Завершит масштабный проект обсерватория «Спектр-М», чьей задачей станет исследование Вселенной в миллиметровом и инфракрасном диапазонах.
На каждом этапе инструмент обеспечит непревзойденную зоркость. Высочайшая чувствительность во время «сольной» работы будет достигнута благодаря глубокому охлаждению, которое защитит бортовую аппаратуру от «теплового шума». А режим интерферометра предполагает, что вместе с наземными радиотелескопами «Миллиметрон» сможет образовать систему, работающую как одно огромное чуткое электронное око. Эта связка даст возможность получить гигантское угловое разрешение (3.7.10-8 угловых секунд), позволяющее разглядеть даже самые удаленные объекты с невероятно малым угловым размером.
Что касается диапазона исследований, то у «Миллиметрона» он будет беспрецедентно широким – с длиной волны от 70 мкм (тепловое излучение средней длины) до 10 мм (миллиметровые волны), в то время как предшественник вел наблюдения в чистом радиодиапазоне.
В числе отличий и координаты точки назначения: «Спектр-Р» вглядывался в бесконечность, вращаясь вокруг Земли по эллиптической орбите, а «Миллиметрон» для выполнения своей миссии направится в точку Лагранжа L2, находящуюся на прямой линии между Солнцем и нашей планетой на расстоянии 1.5 миллиона километров от Земли в направлении Солнце–Земля. Орбита в окрестности точки L2 была выбрана главным образом для обеспечения охлаждения до сверхнизких температур.
Главное зеркало «Миллиметрона», где отразятся ответы на загадки Вселенной, отправится в космическое путешествие аккуратно сложенным и раскроется как огромный космический цветок сразу по выведении на орбиту. После этого его полет к точке L2 составит еще три месяца. Это время будет использовано для начального охлаждения конструкции.
У обсерватории-цветка будет 24 трансформируемых лепестка и центральное стационарное зеркало диаметром три метра. На каждом лепестке будет установлено по три панели из высокомодульного углепластика с алюминиевым радиоотражающим покрытием. Кинематика раскрытия зеркала будет такой же, как и у обсерватории «Спектр-Р», но устройство раскрытия модернизировано для достижения более высокой точности этого процесса.
«Раскрытие каждого лепестка происходит вокруг своей индивидуальной оси, сориентированной в пространстве таким образом, чтобы избежать взаимного пересечения между соседними лепестками, – объясняет и.о. главного конструктора проекта Евгений Голубев. – При этом вращение всех лепестков синхронизировано между собой специальным механизмом». Лепестки космического цветка будут зафиксированы по краям специальными защелками. «Цветущий» в холодном космосе, «Миллиметрон» с легкостью будет собирать излучение благодаря большому диаметру и высокоточной поверхности.
По словам руководителя АКЦ ФИАН, научного руководителя проекта Сергея Лихачева, готовящаяся миссия – «это уровень космического телескопа имени Джеймса Уэбба или даже выше». Хотя российский и американский аппараты рассчитаны на работу в разных диапазонах электромагнитного излучения («Джеймс Уэбб» будет работать в видимом и среднем инфракрасном cпектре, а «Миллиметрон» – в субмиллиметровом и миллиметровом диапазонах), отечественный телескоп будет иметь несомненное преимущество: он позволит изучать объекты, закрытые межзвездной пылью.
В диапазоне, на работу с которым настроен «Джеймс Уэбб», они просто не видны, а «Миллиметрон» сможет достаточно хорошо наблюдать Вселенную и сквозь «завесу» пыли, объяснила ученый секретарь АКЦ ФИАН Татьяна Ларченкова.
Например, активное звездообразование – загадочный и при этом очень «пыльный» процесс. С помощью «Спектра-М» ученые надеются узнать, как именно рождаются звезды и как развивается этот процесс. В отличие от зарубежного коллеги, «Миллиметрон» сможет также проводить быстрые обзоры небольших секторов неба.
Если продолжить сравнение с аппаратом «Спектр-Р», то ученые гораздо шире рассматривают потенциал «Миллиметрона» и в рамках второго этапа, когда он будет действовать как единое целое с наземными телескопами. Дело в том, что «Спектр-Р» работал на гораздо большей длине волны, что было не очень удобно для изучения черных дыр из-за межзвездного рассеивания излучения. При уменьшении длины волны сильно снижается и эффект рассеивания, поэтому «Миллиметрон» сможет рассмотреть весьма далекие области, куда взгляд «Спектра-Р» никогда бы не проник.
По словам Татьяны Ларченковой, на сегодняшний день наиболее перспективными наземными партнерами «Миллиметрона» являются интерферометрическая сеть «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope) – телескопы восьми обсерваторий на разных континентах, а также «Атакамская большая [антенная] решетка миллиметрового диапазона» (Atacama Large Millimeter Array) – комплекс радиотелескопов, расположенный в чилийской пустыне Атакама.
Кроме того, в рамках проекта возможно сотрудничество с Международной радиоастрономической обсерваторией «Суффа», строящейся в Республике Узбекистан. Особые надежды возлагаются на совместную работу с «Телескопом горизонта событий». Проведенное учеными моделирование показало, что общими усилиями обсерватории смогут получать изображения, качество которых будет в шесть-десять раз лучше, чем то, что «Телескоп горизонта событий» получает сейчас.
Характеристики обсерватории и ее будущее «место работы» позволили ученым сформировать амбициозную научную программу. Как отметил Сергей Лихачев, «Миллиметрон» поможет ответить на самые актуальные вопросы в области современной астрофизики и космологии, «начинаяот «кротовых нор» и заканчивая образованием того мира, в котором мы живем».
Основные направления работы: исследования процессов в ранней Вселенной, изучение геометрии пространства-времени вблизи сверхмассивных черных дыр, поиск воды и биомаркеров в нашей галактике.
Татьяна Ларченкова объяснила, что при определении приоритетов важно было выявить задачи, которые до запуска «Миллиметрона» не будут решены другими проектами. Строгая иерархия работ оправдана ограниченным временем работы в режиме активного охлаждения (порядка трех лет), которое даст «Миллиметрону» особую чувствительность в режиме одиночного телескопа. На этом этапе он сможет пробиться взглядом к очень слабым объектам, например самым первым галактикам.
Что касается астробиологических задач, они присутствовали в концепции проекта с самого начала и со временем все глубже прорабатывались. «С психологической точки зрения поиск признаков внеземной жизни для человечества представляет наибольший интерес, – замечает Татьяна Ларченкова. – В контексте исследования воды нам интересны ледяные спутники Сатурна и Юпитера. Их наблюдения, в том числе спектральные, нужны, чтобы понять состав их поверхностей, атмосфер, изучать их льды и понять, из чего они состоят. Такие спектральные исследования как раз сможет проводить наша обсерватория».
«Миллиметрон» будет в первую очередь интересоваться такими спутниками планет-гигантов, как Европа, Ганимед, Титан и Энцелад. Особенно привлекает возможность изучить окрестности Сатурна, к которому в ближайшие годы не планируется направлять автоматические межпланетные миссии с Земли. С помощью телескопа ученые смогут оценить астробиологический потенциал Энцелада и Титана, под поверхностью которых предположительно есть океаны с условиями, пригодными для живых организмов. Анализ химического состава этих миров поможет ученым исследовать особенности взаимодействия океана с поверхностью спутника и ответить на вопрос, есть ли там жизнь.
В ПОГОНЕ ЗА «КРОТОВЫМИ НОРАМИ»
В объектив «Миллиметрона» попадут также центральные области активных ядер галактик. По всей видимости, это сверхмассивные черные дыры, но нельзя исключать, что некоторые из них окажутся «кротовыми норами». «Издали эти объекты могут вести себя очень похоже», – говорит Андрей Андрианов, заведующий лабораторией математических методов обработки астрофизических наблюдений АКЦ ФИАН.
«Благодаря уникальному разрешению и высокой чувствительности, «Миллиметрон» сможет близко подобраться к горизонту событий любой черной дыры и увидеть, что она собой представляет, – продолжает Татьяна Ларченкова. – Конечно, это возможно только для объектов активных ядер ближайших к нам галактик, в которых есть достаточно массивная центральная черная дыра или ”кротовая нора“».
Поиск «кротовых нор» – одна из самых интересных и захватывающих задач «Миллиметрона». В отличие от черных дыр, эти таинственные объекты в космосе наблюдателями пока не обнаружены. На сегодняшний день «кротовая нора» – это гипотетическое явление, существование которого допускается общей теорией относительности. Она предположительно состоит из двух входов, своеобразных порталов, которые могут располагаться на значительном удалении друг от друга, возможно, даже в разных Вселенных. Открытие этих объектов произвело бы революцию в наших представлениях о пространстве и окружающем мире. Благодаря своим параметрам «Миллиметрон» сможет приблизиться к разгадке этой тайны.
Открытие кротовых нор означало бы переворот в современной астрофизике, доказывающее существование принципиально новых объектов, сложную топологическую структуру пространства, и даже существование других вселенных.
Как рассказали Сергей Лихачев и Евгений Голубев, в настоящее время создается ряд опытных образцов различных составных частей космической обсерватории. Один из самых высокотехнологичных образцов – система раскрытия главного зеркала. Помимо раскрытия лепестков и их фиксации в рабочем положении с высокой точностью, она выполняет функции силовой конструкции главного зеркала (для восприятия нагрузок выведения на ракете-носителе). Когда зеркало «Миллиметрона» раскроется, оно должно будет зафиксироваться с погрешностью не более 1 мм – сложнейшая задача, учитывая его габариты. Однако она выполнима: прежде на конструкторско-технологическом макете главного зеркала была достигнута точность раскрытия 0.3 мм.
Изготовление составных частей, сборка и испытания модуля полезной научной нагрузки будут проводиться на предприятии «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва, где сейчас и изготавливается экспериментальный образец десятиметровой антенны.
Как ранее сообщалось в СМИ, изначально в Федеральной космической программе (ФКП) на 2016–2025 годы на создание «Спектра-М» было заложено 11 млрд руб. Однако в 2019 г. стало известно, что финансирование сокращено в два раза. Ранее на проект выделялись 1.36 млрд руб в 2015–2017 гг. и 2 млрд руб в 2017–2021 гг. Для изготовления и испытания необходимой аппаратуры в 2021 г. было выделено еще 2.2 млрд руб. Полученная сумма рассчитана на ближайшие четыре года.
Невесомость в самолете — Zero Gravity
Опубликовано 27.01.2020 · Обновлено 04.02.2021
Когда я смотрю фильмы про космос или различные научные сюжеты с международной космической станции, мне всегда хочется хотя бы раз в жизни испытать состояние невесомости. Конечно объективно я понимаю, что космонавтом мне уже не стать, как собственно и большинству людей на планете, но хоронить это желание все таки не стоит. Оказывается есть реальная возможность испытать состояние истинной невесомости, которая ничем не отличается от невесомости в космосе, только на Земле.
Во времена СССР подобное состояние невесомости для тренировки космонавтов отрабатывалось в условиях наполненного водой бассейна, или внутри специально оборудованного самолета, снижающегося с ускорением свободного падения. В наше время есть компания Zero Gravity, которая готова сделать космонавтов из всех желающих (с деньгами). Также самолет-корабль можно арендовать для съемки кино, что активно и делается.
Как же это работает?
В основе всего лежит физика. Любое тело, находящееся на Земле, попадает в гравитационное поле планеты. Это поле притягивает любое тело с постоянным ускорением, называемым G и равным 9,8 м/с2. Если одновременно бросить два тела с одинаковой высоты, пусть это будет даже маленький камушек и огромный кирпич, приземлятся они в один и тот же момент (аэродинамическим сопротивлением пренебрегаем).
Теперь для создания невесомости нам необходим аппарат, который будет падать на Землю с большой высоты с ускорением равным 9,8 (м/с)/с. Внутри аппарата возникнет состояние абсолютной невесомости, так как тело и аппарат будут двигаться с одним и тем же ускорением. Самым подходящим аппаратом для реализации задуманного является самолет.
Внутри самолета оборудована мягкая камера для уменьшения травматизма. Пристегнутые ремнями пилоты выходят в заранее разрешенный квадрат, после чего самолет начинает движение по параболе. Сначала происходит набор высоты до 12 тысяч метров, после чего автопилот настраивается на снижение именно с заданным ускорением, здесь важна точность (для этого и автопилот), ведь если ускорение будет чуть больше G, то люди «прилипнут» к потолку, а если будет меньше, то полная невесомость не возникнет. После того, как снижение достигло 1700 метров, начинается выравнивание воздушного судна, а после снова набор высоты. Дальше этот цикл повторяется в зависимости от оплаченного времени. Вот если снимается кино, то таких наборов высоты и снижений может быть до 15-ти за один полет.
Экскурсия в космос: как работает невесомость?
Мы часто видели фотографии астронавтов, плавающих, например, внутри Международной космической станции. Да что там говорить — фильм «Гравитация» не просто так «Оскара» получил. Свидетельства того, что существуют места, в которых притяжение отсутствует как таковое, можно найти везде. Но хотя невесомость выглядит забавно, и каждый из нас наверняка не отказался бы от возможности испытать ее на себе, тело человека относится к этому не очень хорошо. Голова гудит, а ножные мышцы сокращаются. В долгосрочной перспективе мышцы слабеют, а кости становятся хрупкими. Эти эффекты могут причинить серьезный ущерб вашему телу, особенно если вы отправитесь в долгий полет на Марс.
В этой статье мы отвезем вас на борт Международной космической станции и расскажем, что невесомость делает с вашим телом, какие изменения могут произойти, и что нужно делать, чтобы предотвратить или обратить вспять эти побочные эффекты.
Знакомьтесь: микрогравитация
Представьте себе, что вы одеты в скафандр и лежите на спине в летной кабине космического аппарата. Вы лежите на спине в течение нескольких часов, пока пилоты и центр управления полетами готовятся к запуску. Обычно, когда вы стоите прямо, сила тяжести тянет кровь вниз, поэтому целые бассейны ее собираются у вас в ногах. Однако, поскольку вы лежите на спине, кровь по-разному распределяется в вашем теле, в том числе накапливаясь и в голове, поскольку ваши ноги подняты. В голове немного тяжеловато, словно вы только что проснулись.
Ракетные двигатели зажигаются и вы чувствуете ускорение. Вас вдавливает в кресло, поскольку аппарат взлетает. Сила тяжести вместе с увеличением скорости корабля увеличивается в три раза (на некоторых американских горках можно испытать такой уровень ускорения). Ваша грудь сжимается, дышать становится немного трудно. Спустя восемь с половиной минут вы оказываетесь в космосе и начинаете испытывать совершенно другое ощущение: невесомость.
Правильный термин для невесомости — микрогравитация. Вы не невесомы, поскольку земная гравитация удерживает вас и летательный аппарат на орбите. Вы находитесь в состоянии свободного падения, словно только что прыгнули с самолета, за исключением того, что падаете горизонтально и никогда не упадете. Допустим, вы стоите на весах, и они показывают ваш вес, поскольку гравитация тянет вниз и вас, и весы. Поскольку весы находятся на земле, они отталкиваются вверх с равнозначной силой — и эта сила и есть ваш вес. Но если вы прыгнете со скалы, стоя на весах, и вы, и весы будете притягиваться гравитацией. Вы не будете давить на весы, и они не будут давить на вас. Ваш вес будет нулевым. Таков закон Ньютона.
Поскольку космический аппарат и все объекты в нем падают с одной скоростью — все, что не закреплено, плавает. Если у вас длинные волосы — они будут плавать вокруг лица. Если вы выльете воду из стакана — она соберется в большую сферическую каплю, которую можно будет разбить на меньшие капли. Галушки и конфеты сами будут заплывать вам в рот, если вы подтолкнете их по нужной траектории. Сидя в кресле, вы не будете знать, что сидите, поскольку ваше тело не будет давить на кресло. Если вы не будете держаться — вы уплывете. Более того, если вы не будете держаться за стену или пол рукой или ногой — вы не сможете сдвинуться с места — не от чего оттолкнуться. По этой причине в любом космическом аппарате всегда много поручней для рук и ног.
Какова микрогравитация на вкус?
Когда вы впервые окажетесь в состоянии невесомости, вы почувствуете следующее:
Чем дольше вы будете оставаться в условиях микрогравитации, тем слабее будут ваши мышцы и кости. Эти ощущения будут вызваны различными изменениями в системах вашего организма. Давайте подробно рассмотрим, как тело реагирует на невесомость.
Космическая болезнь
Тошнота и дезориентация, которая на вкус как сосущее чувство в желудке, когда автомобиль «летит» вниз по трассе или вас подхватывает на карусели. Только на борту корабля это чувство будет длиться несколько дней. Это чувство космической болезни, слабость моторики, когда ваш мозг получает противоречивую информацию от вестибулярных органов, расположенных в вашем внутреннем ухе. Ваши глаза видят, куда двигаться вверх и вниз в корабле, но ваша вестибулярная система полагается на силу тяжести, определяя направления, что не работает в невесомости. Поэтому ваши глаза могут говорить мозгу, что вы движетесь сверху вниз, но мозг этого не поймет. Это вызывает дезориентацию и тошноту, что может привести к потере аппетита и рвоте. К счастью, спустя несколько дней мозг адаптируется и начнет реагировать исключительно на визуальные сигналы. Таблетки тоже помогут.
Одутловатое лицо и куриные лапки
В условиях микрогравитации ваше лицо будет одутловатым, а пазухи — перегруженными, что вызовет головную боль и нарушение моторики. На Земле это можно почувствовать, если стоять вверх ногами — кровь приливает к голове.
На Земле гравитация притягивает вашу кровь, в результате чего значительные ее объемы скапливаются в венах ног. Как только вы окажетесь в условиях микрогравитации, кровь сдвинется из ваших ног в грудь и голову. Лицо опухнет, а ноги, наоборот, уменьшатся в размерах.
Когда кровь переходит в грудь, сердце увеличивается в размерах и качает больше крови с каждым ударом. Почки отвечают на этот увеличенный кровоток производством большего количества мочи, будто вы выпили большой стакан воды. Кроме того, увеличение кровотока снижает уровень секреции гипофизом антидиуретического гормона (АДГ), что уменьшает жажду. Вы не будете хотеть пить столько же воды, сколько на Земле. В совокупности эти два фактора помогут вашей груди и голове избавиться от лишней жидкости за несколько дней, а поток жидкости вашего тела нормализуется (для космических условий). По возвращении на Землю, вы будете больше пить и чувствовать усталость, но это пройдет.
Космическая анемия
По мере того, как ваши почки выводят лишнюю жидкость, они также уменьшают секрецию эритропоэтина — гормона, стимулирующего производство красных кровяных тел клетками костного мозга. Снижение производства красных кровяных клеток сопровождается уменьшением объема плазмы, поэтому гематокрит (процент объема крови, занимаемого красными кровяными телами) такой же, как на Земле. По возвращении на Землю, ваш уровень эритропоэтина будет расти, так же как и количество красных кровяных тел.
Слабые мышцы
Когда вы находитесь в условиях микрогравитации, ваше тело принимает позу «зародыша»: вы немного сгибаетесь, ваши руки и ноги также принимают полусогнутое состояние. В таком положении вы не используете многие мышцы, особенно те, которые помогают вам поддерживать осанку (антигравитационные мышцы). По мере пребывания на борту МКС, ваши мышцы меняются. Их масса уменьшается, что приводит к «куриным лапкам». Ваше тело больше не нуждается в мышцах, которые медленно сокращаются, вроде тех, что используются в положении стоя. Нужны быстро сокращающиеся волокна, чтобы быстрее передвигаться по станции. Чем больше вы остаетесь на МКС, тем меньше у вас будет мышечной массы. Потеря мышечной массы ослабляет вас, и это, между прочим, является серьезной проблемой для длительных полетов, особенно после возвращения на Землю.
Остеопсатироз
На Земле ваши кости поддерживают вес вашего тела. Размер и масса костей тщательно сбалансированы. В условиях микрогравитации вашим костям больше не нужно поддерживать ваше тело, поэтому все ваши кости, особенно несущие, в районе бедер, ляжек и нижней части спины, используются меньше, чем на Земле. Размер и масса костей в невесомости уменьшаются примерно на 1% в месяц. В результате по возвращении на Землю они просто могут разрушиться. Неизвестно, каков процент восстанавливаемых костей после возвращения на Землю, но он точно не равен 100. Именно эта проблема вносит ограничения на время пребывания в космосе.
В дополнение к слабым костям, концентрация кальция в крови приводит к болезни почек, которым нужно этот избыточный кальций выводить. Могут образоваться камни в почках.
Контрмеры
Что можно сделать, чтобы облегчить пребывание в условиях микрогравитации? Что касается неодушевленных вещей, каждый объект на станции или корабле должен храниться в шкафу, быть привязан или крепиться к стене липучкой.
К примеру, если вы едите в условиях невесомости, вы должны прочно стоять на ногах в аппарате, а ваш поднос с едой должен быть прикреплен к вам ремешком. Как вы знаете, еда обычно хранится в тюбиках и представляет собой полужидкую массу, какой-нибудь рис или паштет, который можно легко выдавить из тюбика, и он не уплывет. Портативное оборудование, вроде ноутбука, также привязывается к вам или к стене корабля.
Давайте вспомним, что на борту МКС наше тело подвергается в основном трем изменениям: потеря жидкости, потеря мышечной ткани и потеря костной массы. Что же нужно делать, чтобы минимизировать эти потери?
Потеря жидкости
Одна из контрмер при потере жидкости — это устройство, которое называется «отрицательное давление нижнего тела» (ОДНТ), которое работает как пылесос пониже вашей талии, удерживая жидкость в ногах. Это устройство можно прикрепить к тренажеру, например, к беговой дорожке. Раз в день можно упражняться с ОДНТ по 30 минут, поддерживая сердечно-сосудистую систему в близком к земному состоянии.
Кроме того, до возвращения на Землю, можно выпить большое количество воды или раствор электролита, чтобы помочь восстановить потерянную жидкость в теле. Это предупредит обморок после выхода из космического корабля.
Уменьшение мышц и костей
NASA и Роскосмос выяснили, что лучший способ свести к минимуму потери мышечной и костной массы в космосе — это постоянные тренировки. Они тренируют мышцы, предотвращают их деградацию и создают нагрузку на кости, имитируя вес. Каждый день по два часа на разных тренажерах в особых ремешках — и вы сможете минимизировать потери мышечной и костной масс.
Тем не менее, ученые признают, что нужно больше исследований для выявления качественных контрмер. Причем как на борту МКС, так и на Земле, как с помощью людей, так и животных. Результаты исследований могут проложить дорогу к длительным поездкам, например, на Марс.
Как имитировать микрогравитацию на Земле?
Есть несколько человеческих и животных моделей для моделирования и изучения микрогравитации на Земле.
Наклон головы
Человек ложится на кровать, наклоняя голову вниз примерно на 5 градусов от горизонтальной линии. Наклон воспроизводит смещение жидкостей в организме, возникающее в условиях гравитации. Кроме того, не используются несущие кости и мышцы, тем самым вызывая атрофию.
Погружение в бассейн
Помещение предмета в теплый бассейн с водой на длительный период времени. Плавучесть воды перераспределяет жидкости в организме и облегчает несущие кости и мышцы, создавая условиях микрогравитации.
Подвешенные за хвост крысы
Крысы подвешиваются за хвосты в клетках на длительные периоды времени. Такое положение провоцирует смещение жидкостей и бездействие задних конечностей, что приводит к ухудшению мышц и костей.
Искусственная микрогравитация
Полет на самолете, который летит по параболической траектории вверх и вниз, создавая 30-секундные периоды микрогравитации при каждом пике. NASA использует эту технику при подготовке космонавтов, а также дает возможность испытать это ощущение всем желающим.