Gravitatsiooniga on raske, aga ilma selleta veel hullem
Filmides rohkem kui korra nähtud, näeb avakosmoses liikuva kosmoselaeva pardal gravitatsiooni “sisselülitamine” väga lahe välja. Välja arvatud see, et nende loojad ei selgita peaaegu kunagi, kuidas seda tehakse. Mõnikord, nagu näiteks aastal 2001: A Space Odyssey (1) või uuemates reisijates, tuleb laeva gravitatsiooni simuleerimiseks pöörata.
Mõnevõrra provokatiivselt võib küsida – miks on üldse vaja kosmoselaeva pardale gravitatsiooni? Ilma üldise gravitatsioonita on ju lihtsam, inimesed väsivad vähem, kaasavõetud asjad ei kaalu midagi ja paljud ülesanded nõuavad palju vähem füüsilist pingutust.
Selgub aga, et see pideva gravitatsioonist ülesaamisega seotud pingutus on meile ja meie kehale ülimalt vajalik. Pole gravitatsiooniOn juba ammu tõestatud, et astronaudid kogevad luude ja lihaste hõrenemist. ISS-i harjutusel osalevad astronaudid võitlevad lihasnõrkuse ja luuhõrenemisega, kuid kaotavad kosmoses siiski luumassi. Lihasmassi ja südame-veresoonkonna tervise säilitamiseks peavad nad treenima kaks kuni kolm tundi päevas. Ja mitte ainult neid elemente, mis on otseselt seotud keha koormusega, ei mõjuta gravitatsiooni puudumine. Probleeme on tasakaalu hoidmisega, keha on dehüdreeritud. Ja see on alles probleemide algus.
Selgub, et temagi jääb nõrgemaks. Mõned immuunrakud ei saa oma tööd teha ja punased verelibled surevad. See põhjustab neerukive ja nõrgestab südant. Rühm Venemaa ja Kanada teadlasi analüüsis viimaste aastate tagajärgi mikrogravitatsioon pool aastat rahvusvahelises kosmosejaamas elanud kaheksateistkümne Venemaa kosmonaudi vereproovide valkude koostise kohta. Tulemused näitasid, et kaaluta olekus käitub immuunsüsteem samamoodi nagu keha nakatumisel, sest inimkeha ei tea, mida teha ja püüab aktiveerida kõiki võimalikke kaitsesüsteeme.
Tsentrifugaaljõu võimalus
Nii et me teame seda juba väga hästi pole gravitatsiooni see pole hea, isegi tervisele ohtlik. Ja mis nüüd? Mitte ainult filmitegijad, vaid ka teadlased ei näe selles võimalust tsentrifugaaljõud. Lahke olema inertsijõud, see jäljendab gravitatsiooni mõju, toimides tõhusalt inertsiaalse tugisüsteemi keskpunkti vastassuunas.
Rakendamist on uuritud palju aastaid. Näiteks Massachusettsi Tehnoloogiainstituudis katsetas endine astronaut Lawrence Young tsentrifuugi, mis meenutab mõneti nägemust filmist 2001: Kosmoseodüsseia. Inimesed lamavad platvormil külili, surudes pöörlevat inertsiaalset struktuuri.
Kuna me teame, et tsentrifugaaljõud võib gravitatsiooni vähemalt osaliselt asendada, siis miks me ei ehita sel pöördel laevu? Noh, selgub, et kõik pole nii lihtne, sest esiteks peaksid sellised laevad olema palju suuremad kui need, mida me ehitame, ja iga kosmosesse veetav lisakilogramm maksab palju.
Mõelge näiteks rahvusvahelisele kosmosejaamale võrdluste ja hinnangute etaloniks. See on umbes jalgpalliväljaku suurune, kuid eluruumid on selle suurusest vaid murdosa.
Gravitatsiooni simuleerimine Sel juhul saab tsentrifugaaljõule läheneda kahel viisil. Või pöörleks iga element eraldi, mis tekitaks väikseid süsteeme, kuid siis, nagu eksperdid märgivad, võib selle põhjuseks olla mitte alati meeldivad muljed astronautidele, kes võiksid näiteks tunne oma jalgades erinevat gravitatsiooni kui ülakehas. Suuremas versioonis pöörleks kogu ISS, mis muidugi tuleks teisiti seadistada, pigem nagu rõngas (2). Hetkel tähendaks sellise struktuuri ehitamine tohutuid kulutusi ja tundub ebareaalne.
2. Kunstlikku gravitatsiooni tagava orbitaalrõnga nägemus
Siiski on ka teisi ideid. Näiteks Boulderis asuva Colorado ülikooli teadlaste rühm töötab lahenduse kallal mõnevõrra väiksema ambitsiooniga. Selle asemel, et mõõta "gravitatsiooni taasloomist", keskenduvad teadlased kosmoses gravitatsiooni puudumisega seotud terviseprobleemidele.
Boulderi teadlaste idee kohaselt võiksid astronaudid roomata mitu tundi päevas spetsiaalsetesse ruumidesse, et saada igapäevast gravitatsiooniannust, mis peaks lahendama terviseprobleeme. Katsealused asetatakse haiglakäru sarnasele metallplatvormile (3). Seda nimetatakse tsentrifuugiks, mis pöörleb ebaühtlase kiirusega. Tsentrifuugi tekitatud nurkkiirus surub inimese jalad platvormi aluse poole, justkui seisaks ta oma raskuse all.
3. Boulderi ülikoolis testitud seadet.
Kahjuks on seda tüüpi treeningud paratamatult seotud iiveldusega. Teadlased püüdsid välja selgitada, kas iiveldus on tõesti sellega seotud hinnasilt. kunstlik gravitatsioon. Kas astronaudid saavad treenida oma keha, et olla valmis täiendavateks G-jõududeks? Vabatahtlike kümnenda seansi lõpus pöörlesid kõik katsealused keskmise kiirusega umbes seitseteist pööret minutis, ilma ebameeldivate tagajärgedeta, iivelduse jms. See on märkimisväärne saavutus.
Laeva gravitatsiooni jaoks on alternatiivseid ideid. Nende hulka kuulub näiteks Canadian Type System Design (LBNP), mis ise loob ballasti inimese talje ümber, tekitades alakehas raskustunde. Kas aga piisab, kui inimene väldib kosmoselennu tervisele ebameeldivaid tagajärgi? Kahjuks pole see täpne.
