Se on vaikeaa painovoiman kanssa, mutta vielä pahempaa ilman sitä
Useammin kuin kerran elokuvissa nähty painovoiman "päälle kytkeminen" ulkoavaruudessa matkustavassa avaruusaluksessa näyttää erittäin siistiltä. Paitsi, että niiden tekijät eivät melkein koskaan selitä, kuinka se tehdään. Joskus, kuten vuonna 2001: A Space Odyssey (1) tai uudemmissa Passengersissa, alusta on osoitettu olevan käännettävä painovoiman simuloimiseksi.
Voidaan kysyä hieman provokatiivisesti - miksi painovoimaa ylipäänsä tarvitaan avaruusalukseen? Onhan se helpompaa ilman yleistä painovoimaa, ihmiset väsyvät vähemmän, kuljetettavat tavarat eivät paina mitään ja monet tehtävät vaativat paljon vähemmän fyysistä rasitusta.
Osoittautuu kuitenkin, että tämä jatkuvaan painovoiman voittamiseen liittyvä ponnistelu on erittäin tarpeellinen meille ja kehollemme. Ei painovoimaaAstronautien on jo pitkään todistettu kokevan luuston ja lihasten menetystä. Astronautit harjoittelevat ISS:llä, kamppailevat lihasheikkouden ja luukadon kanssa, mutta menettävät silti luumassaa avaruudessa. Heidän on saatava kahdesta kolmeen tuntia liikuntaa päivässä ylläpitääkseen lihasmassaa ja sydän- ja verisuoniterveyttä. Ja painovoiman puuttuminen ei vaikuta vain näihin elementteihin, jotka liittyvät suoraan kehon kuormitukseen. Tasapainon ylläpitämisessä on ongelmia, keho on kuivunut. Ja tämä on vasta ongelmien alkua.
Osoittautuu, että hänkin heikkenee. Jotkut immuunisolut eivät pysty hoitamaan tehtäväänsä ja punasolut kuolevat. Se aiheuttaa munuaiskiviä ja heikentää sydäntä. Ryhmä tutkijoita Venäjältä ja Kanadasta analysoi viime vuosien seurauksia mikrogravitaatio proteiinikoostumuksesta XNUMX venäläisen kosmonautin verinäytteissä, jotka asuivat kansainvälisellä avaruusasemalla puoli vuotta. Tulokset osoittivat, että painottomuudessa immuunijärjestelmä käyttäytyy samalla tavalla kuin elimistössä tartunnan saaneessa, koska ihmiskeho ei tiedä mitä tehdä ja yrittää aktivoida kaikki mahdolliset puolustusjärjestelmät.
Keskipakovoiman mahdollisuus
Tiedämme siis sen jo erittäin hyvin ei painovoimaa se ei ole hyvä, jopa vaarallinen terveydelle. Ja mitä nyt? Ei vain elokuvantekijät, vaan myös tutkijat näkevät mahdollisuuden keskipakoisvoima. Olla ystävällinen hitausvoimat, se jäljittelee painovoiman toimintaa ja toimii tehokkaasti vastakkaiseen suuntaan kuin inertiaalisen vertailukehyksen keskipiste.
Soveltuvuutta on tutkittu useiden vuosien ajan. Esimerkiksi Massachusetts Institute of Technologyssa entinen astronautti Lawrence Young testasi sentrifugia, joka muistuttaa jossain määrin visiota elokuvasta 2001: A Space Odyssey. Ihmiset makaavat kyljellään lavalla työntäen pyörivää inertiarakennetta.
Koska tiedämme, että keskipakovoima voi ainakin osittain korvata painovoiman, miksi emme rakentaisi laivoja tällä käänteellä? No, käy ilmi, että kaikki ei ole niin yksinkertaista, koska ensinnäkin tällaisten alusten pitäisi olla paljon suurempia kuin rakentamamme, ja jokainen ylimääräinen avaruuteen siirretty massakilo maksaa paljon.
Ajatellaanpa esimerkiksi kansainvälistä avaruusasemaa vertailujen ja arvioiden vertailukohtana. Se on suunnilleen jalkapallokentän kokoinen, mutta asuintilat ovat vain murto-osa sen koosta.
Simuloi painovoimaa Tässä tapauksessa keskipakovoimaa voidaan lähestyä kahdella tavalla. Tai jokainen elementti pyörisi erikseen, mikä loisi pieniä järjestelmiä, mutta sitten, kuten asiantuntijat huomauttavat, tämä voi johtua astronauteille, jotka eivät aina ole miellyttäviä vaikutelmia, jotka voisivat esim. tunnet erilaisen painovoiman jaloissasi kuin ylävartalossasi. Suuremmassa versiossa koko ISS pyörisi, mikä tietysti olisi konfiguroitava eri tavalla, pikemminkin kuin rengas (2). Tällä hetkellä tällaisen rakenteen rakentaminen aiheuttaisi valtavia kustannuksia ja vaikuttaa epärealistiselta.
2. Näky kiertoradalla, joka tuottaa keinotekoisen painovoiman
On kuitenkin muitakin ideoita. esimerkiksi tiedemiesryhmä Coloradon yliopistossa Boulderissa työskentelee ratkaisun parissa hieman vähemmän kunnianhimoisesti. Sen sijaan, että mittaisivat "painovoiman uudelleenluomista", tutkijat keskittyvät avaruuden painovoiman puutteeseen liittyviin terveysongelmiin.
Boulderin tutkijoiden käsityksen mukaan astronautit voisivat ryömiä erityishuoneisiin useita tunteja päivässä saadakseen päivittäisen annoksen painovoimaa, jonka pitäisi ratkaista terveysongelmia. Koehenkilöt asetetaan sairaalavaunun kaltaiselle metallitasolle (3). Tätä kutsutaan sentrifugiksi, joka pyörii epätasaisella nopeudella. Sentrifugin synnyttämä kulmanopeus työntää ihmisen jalat kohti lavan pohjaa, ikään kuin he seisoisivat oman painonsa alla.
3. Laite testattu Boulderin yliopistossa.
Valitettavasti tämäntyyppinen liikunta liittyy väistämättä pahoinvointiin. Tutkijat päättivät selvittää, onko pahoinvointi todella siihen liittyvä luontainen hintalappu. keinotekoinen painovoima. Voivatko astronautit kouluttaa kehonsa valmiiksi lisä G-voimiin? Vapaaehtoisten kymmenennen istunnon lopussa kaikki koehenkilöt pyörivät keskimäärin noin seitsemäntoista kierrosta minuutissa ilman epämiellyttäviä seurauksia, pahoinvointia jne. Tämä on merkittävä saavutus.
On olemassa vaihtoehtoisia ideoita painovoimalle laivalla. Tällaisia ovat esimerkiksi Canadian Type System Design (LBNP), joka itsessään luo painolastin ihmisen vyötärön ympärille aiheuttaen raskauden tunteen alavartaloon. Mutta riittääkö se, että ihminen välttää avaruuslennon terveydelle epämiellyttäviä seurauksia? Valitettavasti tämä ei ole tarkkaa.
