Pagal visuotinės gravitacijos dėsnį visi kūnai traukia vienas kitą, o traukos jėga yra tiesiogiai proporcinga kūnų masėms ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui. Tai reiškia, kad posakis „gravitacijos trūkumas“ visiškai neturi prasmės. Kelių šimtų kilometrų aukštyje virš Žemės paviršiaus – ten, kur skraido pilotuojami laivai ir kosminės stotys – Žemės gravitacija yra labai stipri ir praktiškai nesiskiria nuo gravitacinės jėgos šalia paviršiaus.
Jei būtų techniškai įmanoma numesti objektą iš 300 kilometrų aukščio bokšto, jis imtų kristi vertikaliai ir su laisvo kritimo pagreičiu, lygiai taip pat, kaip iš dangoraižio aukščio ar iš žmogaus augimo aukščio. Taigi orbitinių skrydžių metu gravitacijos jėgos netrūksta ir reikšmingu mastu nesusilpnėja, o yra kompensuojama. Lygiai taip pat kaip vandens transporto priemonėms ir oro balionams, žemės traukos jėgą kompensuoja Archimedo jėga, o sparnuotų orlaivių – sparno keliamoji jėga.
Taip, bet lėktuvas skrenda ir nekrenta, o keleivis salono viduje nėra skraidinamas kaip astronautai TKS. Įprasto skrydžio metu keleivis puikiai jaučia savo svorį, ir ne kėlimo jėga neleidžia nukristi ant žemės, o atramos reakcijos jėga. Tik ekstremalios situacijos ar dirbtinai sukelto staigios nuosmukio metu žmogus staiga pajunta, kad nustoja spausti atramą. Atsiranda nesvarumas. Kodėl? Ir todėl, kad jei ūgio praradimas įvyksta pagreičiu, artimu laisvojo kritimo pagreičiui, tai atrama nebetrukdo keleivei kristi – ji pati krenta.
spaceref.com Aišku, kai lėktuvas nustos staigiai nusileisti, arba, deja, nukris ant žemės, tada paaiškės, kad gravitacija niekur nedingo. Nes antžeminėmis ir artimomis žemėmis sąlygomis nesvarumo poveikis galimas tik rudenį. Tiesą sakant, ilgas kritimas yra orbitinis skrydis. Pirmuoju kosminiu greičiu orbitoje judančiam erdvėlaiviui į Žemę neleidžia nukristi inercijos jėga. Gravitacijos ir inercijos sąveika vadinama „išcentrine jėga“, nors iš tikrųjų tokios jėgos nėra, ji tam tikra prasme yra fikcija. Prietaisas yra linkęs judėti tiesia linija (prie žemės artimos orbitos liestinės), tačiau žemės gravitacija nuolat „suka“ judėjimo trajektoriją. Čia laisvojo kritimo pagreičio atitikmuo yra vadinamasis įcentrinis pagreitis, dėl kurio kinta ne greičio reikšmė, o jo vektorius. Taigi laivo greitis išlieka nepakitęs, o judėjimo kryptis nuolat keičiasi. Kadangi ir laivas, ir astronautas juda tuo pačiu greičiu ir tuo pačiu įcentriniu pagreičiu, erdvėlaivis negali veikti kaip atrama, kurią spaudžia žmogaus svoris. Svoris – tai kūno jėga, veikianti atramą, kuri neleidžia kristi, kylanti gravitacijos lauke, o laivas, kaip ir smarkiai besileidžiantis orlaivis, netrukdo kristi.
Štai kodėl visiškai neteisinga kalbėti apie antžeminės gravitacijos nebuvimą arba „mikrogravitacijos“ (kaip įprasta šaltiniuose anglų kalba) buvimą orbitoje. Priešingai, žemės trauka yra vienas iš pagrindinių laive kylančio nesvarumo reiškinio veiksnių.
Apie tikrąją mikrogravitaciją galima kalbėti tik apie skrydžius tarpplanetinėje ir tarpžvaigždinėje erdvėje. Toli nuo didelio dangaus kūno tolimų žvaigždžių ir planetų traukos jėgų veikimas bus toks silpnas, kad atsiras nesvarumo efektas. Apie tai, kaip su tuo kovoti, ne kartą skaitėme mokslinės fantastikos romanuose. Toro (vairo) pavidalo kosminės stotys suksis aplink centrinę ašį ir, naudodamos išcentrinę jėgą, sukurs gravitacijos imitaciją. Tiesa, norint sukurti gravitacijos ekvivalentą, teks suteikti torui didesnį nei 200 m skersmenį.. Yra ir kitų problemų, susijusių su dirbtine gravitacija. Taigi visa tai – tolimos ateities reikalas.
Netgi kosmosu nesidomėjęs žmogus bent kartą yra matęs filmą apie keliones kosmose ar skaitęs apie tokius dalykus knygose. Beveik visuose tokiuose darbuose žmonės vaikšto po laivą, normaliai miega, nepatiria problemų valgydami. Tai reiškia, kad šie – išgalvoti – laivai turi dirbtinę gravitaciją. Dauguma žiūrovų tai suvokia kaip kažką visiškai natūralaus, tačiau taip nėra.
dirbtinė gravitacija
Taip vadinamas gravitacijos kitimas (bet kuria kryptimi), mums pažįstamas taikant įvairius metodus. Ir tai daroma ne tik fantastiniuose kūriniuose, bet ir labai tikrose žemiškose situacijose, dažniausiai eksperimentams.
Teoriškai dirbtinės gravitacijos sukūrimas neatrodo taip sunku. Pavyzdžiui, ją galima atkurti pasitelkus inerciją, tiksliau, šios jėgos poreikis iškilo ne vakar – tai įvyko iškart, kai tik žmogus pradėjo svajoti apie ilgalaikius skrydžius į kosmosą. Dirbtinės gravitacijos sukūrimas erdvėje leis išvengti daugelio problemų, kylančių ilgai būnant nesvarumo būsenoje. Astronautų raumenys nusilpsta, kaulai tampa silpnesni. Keliaudami tokiomis sąlygomis mėnesius, galite atrofuotis kai kurie raumenys.
Taigi šiandien dirbtinės gravitacijos sukūrimas yra itin svarbus uždavinys, be šio įgūdžio tiesiog neįmanoma.
medžiaga
Netgi tie, kurie fiziką išmano tik mokyklos programos lygmeniu, supranta, kad gravitacija yra vienas pagrindinių mūsų pasaulio dėsnių: visi kūnai sąveikauja tarpusavyje, patiria abipusę trauką / atstūmimą. Kuo didesnis kūnas, tuo didesnė jo traukos jėga.
Žemė mūsų tikrovei yra labai masyvus objektas. Štai kodėl be išimties į jį traukia visi aplinkiniai kūnai.
Mums tai reiškia, kas paprastai matuojama g, lygi 9,8 metro kvadratinei sekundei. Tai reiškia, kad jei neturėtume atramos po kojomis, kristume greičiu, kuris kas sekundę didėja 9,8 metro.
Taigi tik gravitacijos dėka galime normaliai stovėti, kristi, valgyti ir gerti, suprasti, kur viršus, kur apačia. Jei trauka išnyks, atsidursime nesvarumo būsenoje.
Kosmonautams, kurie kosmose atsiduria sklandančio – laisvojo kritimo būsenoje, šis reiškinys yra ypač pažįstamas.
Teoriškai mokslininkai žino, kaip sukurti dirbtinę gravitaciją. Yra keletas būdų.
Didelė masė
Logiškiausias variantas yra padaryti jį tokį didelį, kad ant jo atsirastų dirbtinė gravitacija. Laive bus galima jaustis patogiai, nes nebus prarasta orientacija erdvėje.
Deja, šis metodas tobulėjant technologijoms yra nerealus. Norint pastatyti tokį objektą, reikia per daug išteklių. Be to, norint jį pakelti, prireiks neįtikėtinai daug energijos.
Pagreitis
Atrodytų, kad norint pasiekti g lygų žemei, tereikia laivui suteikti plokščią (platforminę) formą ir priversti jį judėti statmenai plokštumai norimu pagreičiu. Tokiu būdu bus gauta dirbtinė gravitacija ir – idealu.
Tačiau iš tikrųjų viskas yra daug sudėtingiau.
Visų pirma, verta apsvarstyti kuro problemą. Kad stotis nuolat įsibėgėtų, būtinas nepertraukiamo maitinimo šaltinis. Net jei staiga atsiras variklis, kuris neišstumia medžiagos, energijos tvermės dėsnis galioja.
Antroji problema slypi pačioje nuolatinio pagreičio idėjoje. Pagal mūsų žinias ir fizikinius dėsnius, įsibėgėti iki begalybės neįmanoma.
Be to, toks transportas netinka tyrimų misijoms, nes turi nuolat įsibėgėti – skristi. Jis negalės sustoti tyrinėdamas planetos, net negalės lėtai ją skristi – turi įsibėgėti.
Taigi tampa aišku, kad tokia dirbtinė gravitacija mums dar nepasiekiama.
Karuselė
Visi žino, kaip karuselės sukimasis veikia kūną. Todėl dirbtinės gravitacijos įtaisas pagal šį principą atrodo realiausias.
Viskas, kas yra karuselės skersmens, linkusi iš jos iškristi greičiu, maždaug lygiu sukimosi greičiui. Pasirodo, kūną veikia jėga, nukreipta išilgai besisukančio objekto spindulio. Tai labai panašu į gravitaciją.
Taigi, reikalingas cilindro formos laivas. Tuo pačiu metu jis turi suktis aplink savo ašį. Beje, pagal šį principą sukurta dirbtinė gravitacija erdvėlaivyje dažnai rodoma mokslinės fantastikos filmuose.
Statinės formos laivas, besisukantis aplink išilginę ašį, sukuria išcentrinę jėgą, kurios kryptis atitinka objekto spindulį. Norėdami apskaičiuoti gautą pagreitį, turite padalyti jėgą iš masės.
Šioje formulėje skaičiavimo rezultatas yra pagreitis, pirmasis kintamasis yra mazgo greitis (matuojamas radianais per sekundę), antrasis yra spindulys.
Pagal tai, norint gauti įprastą g, reikia teisingai derinti kosminio transporto spindulį.
Panaši problema akcentuojama tokiuose filmuose kaip „Intersolach“, „Babilonas 5“, 2001: Kosminė odisėja ir panašiai. Visais šiais atvejais dirbtinė gravitacija yra artima antžeminiam laisvojo kritimo pagreičiui.
Kad ir kokia gera idėja būtų, ją įgyvendinti gana sunku.
Karuselės metodo problemos
Akivaizdžiausia problema pabrėžiama „Kosminėje odisėjoje“. „Kosminio vežėjo“ spindulys yra apie 8 metrus. Norint gauti 9,8 pagreitį, sukimasis turi vykti maždaug 10,5 apsisukimų kas minutę.
Naudojant šias vertes, pasireiškia „Koriolio efektas“, kurį sudaro tai, kad skirtinga jėga veikia skirtingu atstumu nuo grindų. Tai tiesiogiai priklauso nuo kampinio greičio.
Pasirodo, bus sukurta dirbtinė gravitacija erdvėje, tačiau per greitas korpuso sukimasis sukels problemų dėl vidinės ausies. Tai savo ruožtu sukelia disbalansą, vestibiuliarinio aparato problemas ir kitus – panašius – sunkumus.
Šio barjero atsiradimas rodo, kad toks modelis yra itin nesėkmingas.
Galite pabandyti pereiti iš priešingos pusės, kaip tai darė romane „Pasaulio žiedas“. Čia laivas pagamintas žiedo pavidalu, kurio spindulys artimas mūsų orbitos spinduliui (apie 150 mln. km). Esant tokiam dydžiui, jo sukimosi greičio pakanka, kad būtų nepaisoma Coriolis efekto.
Galite manyti, kad problema išspręsta, bet taip nėra. Faktas yra tas, kad visas šios konstrukcijos sukimasis aplink savo ašį trunka 9 dienas. Tai leidžia manyti, kad apkrovos bus per didelės. Kad konstrukcija juos atlaikytų, reikia labai tvirtos medžiagos, kurios šiandien neturime. Be to, problema yra medžiagos kiekis ir pats statybos procesas.
Panašios temos žaidimuose, kaip ir filme „Babilonas 5“, šios problemos kažkaip išsprendžiamos: sukimosi greitis yra visiškai pakankamas, Koriolio efektas nežymus, hipotetiškai tokį laivą sukurti įmanoma.
Tačiau ir tokie pasauliai turi trūkumą. Tai vadinama impulsu.
Aplink savo ašį besisukantis laivas virsta didžiuliu giroskopu. Kaip žinote, labai sunku priversti giroskopą nukrypti nuo ašies dėl to, kad jo kiekis nepalieka sistemos. Tai reiškia, kad bus labai sunku nustatyti šio objekto kryptį. Tačiau šią problemą galima išspręsti.
Sprendimas
Dirbtinė gravitacija kosminėje stotyje tampa prieinama, kai į pagalbą ateina „O'Neill cilindras“. Norint sukurti šią konstrukciją, reikalingi identiški cilindriniai laivai, kurie yra sujungti išilgai ašies. Jie turėtų suktis skirtingomis kryptimis. Tokio surinkimo rezultatas yra nulinis kampinis impulsas, todėl neturėtų kilti sunkumų suteikiant laivui reikiamą kryptį.
Jei įmanoma padaryti laivą, kurio spindulys yra apie 500 metrų, jis veiks tiksliai taip, kaip turėtų. Tuo pačiu metu dirbtinė gravitacija erdvėje bus gana patogi ir tinkama ilgiems skrydžiams laivuose ar tyrimų stotyse.
Kosmoso inžinieriai
Kaip sukurti dirbtinę gravitaciją žino žaidimo kūrėjai. Tačiau šiame fantazijos pasaulyje gravitacija yra ne abipusis kūnų trauka, o linijinė jėga, skirta pagreitinti objektus tam tikra kryptimi. Potraukis čia nėra absoliutus, jis keičiasi nukreipus šaltinį.
Dirbtinė gravitacija kosminėje stotyje sukuriama naudojant specialų generatorių. Jis yra vienodas ir lygiakryptis generatoriaus srityje. Taigi, realiame pasaulyje, jei jus nutrenktų laivas, kuriame sumontuotas generatorius, jus nutemptų prie korpuso. Tačiau žaidime herojus kris tol, kol paliks įrenginio perimetrą.
Iki šiol dirbtinė gravitacija erdvėje, sukurta tokiu įrenginiu, žmonijai neprieinama. Tačiau net žilaplaukiai kūrėjai nepaliauja apie tai svajoti.
Sferinis generatorius
Tai realesnė įrangos versija. Įrengus, gravitacija turi kryptį generatoriaus link. Tai leidžia sukurti stotį, kurios gravitacija bus lygi planetinei.
Centrifuga
Šiandien dirbtinė gravitacija Žemėje randama įvairiuose įrenginiuose. Jie dažniausiai yra pagrįsti inercija, nes šią jėgą mes jaučiame panašiai kaip gravitacinį poveikį - kūnas neskiria, kas sukelia pagreitį. Pavyzdžiui: žmogus, kylantis liftu, patiria inercijos poveikį. Fiziko akimis: lifto pakėlimas prie laisvojo kritimo pagreitį prideda ir automobilio pagreitį. Kai kabina grįžta į išmatuotą judėjimą, svorio „priaugimas“ išnyksta, grąžinant įprastus pojūčius.
Mokslininkai jau seniai domisi dirbtine gravitacija. Dažniausiai šiems tikslams naudojama centrifuga. Šis metodas tinka ne tik erdvėlaiviams, bet ir antžeminėms stotims, kuriose reikia tirti gravitacijos poveikį žmogaus organizmui.
Studijuokite Žemėje, taikykite…
Nors gravitacijos tyrimai buvo pradėti iš kosmoso, tai labai žemiškas mokslas. Net ir šiandien pasiekimai šioje srityje buvo pritaikyti, pavyzdžiui, medicinoje. Žinant, ar įmanoma planetoje sukurti dirbtinę gravitaciją, galima ją panaudoti motorinio aparato ar nervų sistemos problemoms gydyti. Be to, šios jėgos tyrimas pirmiausia atliekamas Žemėje. Tai leidžia astronautams atlikti eksperimentus, būdami atidžiai stebimi gydytojų. Kitas dalykas – dirbtinė gravitacija erdvėje, ten nėra žmonių, kurie galėtų padėti astronautams, ištikus nenumatytai situacijai.
Turint omenyje visišką nesvarumą, negalima atsižvelgti į palydovą, esantį netoli Žemės orbitoje. Šie objektai, nors ir nedideliu mastu, yra veikiami gravitacijos. Tokiais atvejais susikurianti gravitacijos jėga vadinama mikrogravitacija. Tikroji gravitacija patiriama tik aparate, skriejančiame pastoviu greičiu kosmose. Tačiau žmogaus organizmas šio skirtumo nejaučia.
Nesvarumo būseną galite patirti šuolio į tolį metu (prieš atidarant baldakimą) arba paraboliniu orlaivio nusileidimu. Tokie eksperimentai dažnai atliekami JAV, tačiau lėktuve šis jausmas trunka tik 40 sekundžių – visaverčiam tyrimui tai per trumpa.
Dar 1973 metais SSRS žinojo, ar įmanoma sukurti dirbtinę gravitaciją. Ir ne tik sukūrė, bet ir kažkaip pakeitė. Ryškus dirbtinio gravitacijos sumažėjimo pavyzdys yra sausas panardinimas, panardinimas. Norint pasiekti norimą efektą, ant vandens paviršiaus reikia uždėti tankią plėvelę. Asmuo dedamas ant jo. Pagal kūno svorį kūnas grimzta po vandeniu, aukščiau lieka tik galva. Šis modelis demonstruoja vandenynui būdingą žemą gravitacijos palaikymą.
Nereikia eiti į kosmosą, kad pajustume priešingos nesvarumo jėgos – hipergravitacijos – poveikį. Erdvėlaivio kilimo ir tūpimo metu, centrifugoje, perkrovą galima ne tik pajusti, bet ir ištirti.
Gravitacijos gydymas
Gravitacinė fizika, be kita ko, tiria nesvarumo poveikį žmogaus organizmui, siekdama kuo labiau sumažinti pasekmes. Tačiau daugybė šio mokslo laimėjimų gali būti naudingi paprastiems planetos gyventojams.
Gydytojai daug vilčių deda į raumenų fermentų elgsenos tyrimą sergant miopatija. Tai sunki liga, sukelianti ankstyvą mirtį.
Atliekant aktyvius fizinius pratimus, į sveiko žmogaus kraują patenka didelis kiekis fermento kreatinofosfokinazės. Šio reiškinio priežastis neaiški, galbūt apkrova veikia ląstelės membraną taip, kad ji „perforuoja“. Pacientai, sergantys miopatija, gauna tą patį poveikį be mankštos. Astronautų stebėjimai rodo, kad nesvarumo sąlygomis aktyvaus fermento patekimas į kraują gerokai sumažėja. Šis atradimas rodo, kad panardinimo naudojimas sumažins neigiamą veiksnių, sukeliančių miopatiją, poveikį. Šiuo metu vyksta eksperimentai su gyvūnais.
Kai kurios ligos jau šiandien gydomos naudojant duomenis, gautus tiriant gravitaciją, įskaitant ir dirbtinius. Pavyzdžiui, cerebrinis paralyžius, insultai, Parkinsono liga gydomi apkrovos kostiumais. Praktiškai baigti atramos – pneumatinio bato – teigiamo poveikio tyrimai.
Ar eisime į Marsą?
Naujausi astronautų pasiekimai suteikia vilčių dėl projekto realumo. Yra medicininės pagalbos žmogui ilgą laiką būnant toli nuo Žemės patirtis. Daug naudos atnešė ir tiriamieji skrydžiai į Mėnulį, kuriuose gravitacijos jėga yra 6 kartus mažesnė nei mūsų pačių. Dabar astronautai ir mokslininkai kelia sau naują tikslą – Marsą.
Prieš stovėdami eilėje dėl bilieto į Raudonąją planetą, turėtumėte žinoti, ko kūnas tikisi jau pirmajame darbo etape – pakeliui. Vidutiniškai kelias į dykumos planetą užtruks pusantrų metų – apie 500 dienų. Kelyje teks pasikliauti tik savo jėgomis, pagalbos tiesiog nėra kur laukti.
Jėgą pakirs daug veiksnių: stresas, radiacija, magnetinio lauko trūkumas. Svarbiausias kūno išbandymas – gravitacijos pokytis. Kelionėje žmogus „susipažins“ su keliais gravitacijos lygiais. Visų pirma, tai yra perkrovos kilimo metu. Tada – nesvarumas skrydžio metu. Po to – hipogravitacija paskirties vietoje, nes gravitacija Marse yra mažesnė nei 40% žemės.
Kaip susidorojate su neigiama nesvarumo įtaka ilgam skrydžiui? Tikimasi, kad pokyčiai dirbtinės gravitacijos kūrimo srityje padės išspręsti šią problemą artimiausiu metu. Eksperimentai su žiurkėmis, keliaujančiomis Kosmos-936, rodo, kad ši technika neišsprendžia visų problemų.
OS patirtis parodė, kad treniruočių kompleksų, galinčių kiekvienam astronautui individualiai nustatyti reikiamą krūvį, naudojimas gali atnešti daug daugiau naudos organizmui.
Kol kas manoma, kad į Marsą skris ne tik tyrinėtojai, bet ir turistai, norintys Raudonojoje planetoje įkurti koloniją. Jiems, bent jau iš pradžių, nesvarumo būsenos pojūčiai nusveria visus gydytojų argumentus apie ilgalaikio buvimo tokiomis sąlygomis pavojų. Tačiau po kelių savaičių jiems taip pat reikės pagalbos, todėl labai svarbu rasti būdą, kaip erdvėlaivyje sukurti dirbtinę gravitaciją.
Rezultatai
Kokias išvadas galima padaryti apie dirbtinės gravitacijos kūrimą erdvėje?
Iš visų šiuo metu svarstomų variantų realiausiai atrodo besisukanti konstrukcija. Tačiau, turint omenyje dabartinį fizikinių dėsnių supratimą, tai neįmanoma, nes laivas nėra tuščiaviduris cilindras. Jo viduje yra sutapimų, kurie trukdo įkūnyti idėjas.
Be to, laivo spindulys turi būti toks didelis, kad Koriolio efektas neturėtų reikšmingos įtakos.
Norint kažką panašaus valdyti, reikalingas aukščiau minėtas O'Neill cilindras, kuris leis valdyti laivą. Tokiu atveju padidėja tikimybė, kad tarpplanetiniams skrydžiams bus naudojamas panašus dizainas, suteikiant komandai patogų gravitacijos lygį.
Kol žmonijai pavyks įgyvendinti savo svajones, mokslinėje fantastikoje norėčiau pamatyti šiek tiek daugiau realizmo ir dar daugiau fizikos dėsnių išmanymo.
Tarptautinėje kosminėje stotyje (TKS) pasirodys modulis su centrifuga, kuri kuria dirbtinę gravitaciją, pranešė Rusijos mokslų akademijos Biomedicininių problemų institutas (IMBP RAS).
"Atkūrėme mažo spindulio centrifugą. Buvo parodytos šio dirbtinės gravitacijos modeliavimo metodo perspektyvos... Mažo spindulio centrifuga naudojama dirbtinei gravitacijai sukurti transformuojamame modulyje, kurį šiuo metu kuria RSC Energia", - sakė Olegas Orlovas. , IBMP direktorius.
Jis pridūrė, kad „Roskosmos“ jau nurodė „Energija“ įgyvendinti šį projektą. „Tikimės savo bazėje sukurti centrifugos modelį, jį parengti ir tada sukurti transformuojamo modulio pagrindu“, – sakė Orlovas. Tokia centrifuga bus sumontuota ant pripučiamo modulio, kuris šiuo metu kuriamas Rusijoje remiantis amerikietišku BEAM (Bigelow Expandable Activity Module), kuris balandį prijungtas prie TKS.
Trumpo spindulio centrifugos eksperimentinio pavyzdžio vaizdo įrašas:
"Net Ciolkovskis tikėjo, kad jei būtų įvesta dirbtinė gravitacija, būtų išspręsta daugelis medicininės pagalbos kosminiams skrydžiams problemų. kryptis - dirbtinė gravitacija. Trumpų orbitinių skrydžių metu ji nebuvo tokia paklausa - astronautams užteko treniruoti raumenis ir įprasto bėgimo takelio kaulinis karkasas, dviračių ergometras... Dabar, kai atsirado planai giliai tyrinėti kosmosą, skubiai tapo dirbtinės gravitacijos sukūrimas, galintis gerokai papildyti ar net visiškai pakeisti alinantį astronautų fizinį lavinimą įlipti kasmetinio ar net ilgesnio skrydžio metu.Pirmoji tyrimų serija, kurioje dalyvavo Olegas Orlovas, buvo skirta išsiaiškinti, kokia besisukanti sistema žmogui patogesnė. Tam buvo sukurtas net specialus verpimo kambarys.
„Čia mes sėdime kambaryje, sukasi, – prisimena Orlovas. – Iki tam tikro momento mums viskas gerai, bet tada nenorime ne tik atlikti kažkokių veiksmų, bet net kalbėti. Negali būti ir kalbos. valgymo, – užklumpa toks stiprus galvos svaigimas.Tokių eksperimentų rezultate, parinkdami skirtingus greičius, sukūrėme priimtinus reikalavimus tokioms sistemoms Pavyzdžiui, dabar žinome, kad optimaliausias sukimosi greitis tokiai patalpai bus 6 apsisukimų per minutę.Ne visi prisitaiko prie 9 apsisukimų, prie 12 - beveik visi sulūžta.Šie bandymai kol kas atidėti - neturime užduoties sukurti besisukančio erdvėlaivio.Bet jei reikia, galime atnaujinti tyrimus.
Realiausia, pasak Orlovo, įgyvendinti jau Tarptautinėje kosminėje stotyje pasirodė esanti antroji dirbtinės gravitacijos versija, sukurta naudojant trumpo spindulio centrifugą. Žmogus gali jį naudoti periodiškai, pavyzdžiui, 2 valandas per dieną arba suktis jame miegodamas naktį. Sukimosi laikas bus parenkamas individualiai, atsižvelgiant į skrydžio į kosmosą trukmę, organizmo ypatybes ir pan. Kameroje besisukantis astronautas normaliomis gravitacinėmis sąlygomis patirs tokius pat efektus kaip ir Žemėje. To turėtų pakakti tam tikram neigiamam poveikiui kompensuoti.
Beje, dirbtinė gravitacija reikalinga ne tik kosmose, bet ir Žemėje. Buvimas padidintos gravitacijos sąlygomis, kai gravitacija didesnė nei mūsų planetoje, naudinga gydant apatinių galūnių kraujagysles, pagreitina kaulinio audinio regeneraciją lūžių atveju, taip pat veiksminga hipertenzijos atvejais.
Kodėl, jūsų manymu, astronautai kosmose patiria nesvarumo būseną? Didelė tikimybė, kad atsakymas bus neteisingas.
Paklausti, kodėl objektai ir astronautai kosminiame laive atsiranda nesvarumo būsenoje, daugelis žmonių pateikia tokį atsakymą:
1. Erdvėje nėra gravitacijos, todėl jie nieko nesveria.
2. Erdvė yra vakuumas, o vakuume nėra gravitacijos.
3. Astronautai yra per toli nuo Žemės paviršiaus, kad būtų paveikti jos gravitacijos.
Visi šie atsakymai yra neteisingi!
Svarbiausia suprasti, kad erdvėje yra gravitacija. Tai gana paplitusi klaidinga nuomonė. Kas išlaiko mėnulį savo orbitoje aplink žemę? Gravitacija. Kas išlaiko žemę orbitoje aplink saulę? Gravitacija. Kas trukdo galaktikoms skristi vienas nuo kito? Gravitacija.
Gravitacija egzistuoja visur erdvėje!
Jei statytumėte Žemėje 370 km (230 mylių) aukščio bokštą, maždaug kosminės stoties orbitos aukštį, tada jus veikianti gravitacijos jėga bokšto viršuje būtų beveik tokia pati kaip ir ant žemės. žemės paviršiaus. Jei išdrįstumėte žengti žingsnį nuo bokšto, skubėtumėte link Žemės taip pat, kaip Feliksas Baumgartneris ketina daryti vėliau šiais metais, kai bandys iššokti iš kosmoso krašto. (Žinoma, čia neatsižvelgiama į žemą temperatūrą, kuri akimirksniu sušals, ar tai, kaip oro nebuvimas ar aerodinaminis pasipriešinimas jus pražudys, o krisdami per atmosferos oro sluoksnius visos jūsų kūno dalys patirs tai, ką tai tarsi „nuplėšti tris odas Ir be to, staigus sustojimas taip pat sukels daug nepatogumų).
Taip, kodėl kosminė orbitinė stotis ar orbitoje esantys palydovai nenukrenta į Žemę ir kodėl atrodo, kad astronautai ir juos supantys objektai Tarptautinėje kosminėje stotyje (TKS) ar kitame erdvėlaivyje plūduriuoja?
Pasirodo, viskas priklauso nuo greičio!
Astronautai, pati Tarptautinė kosminė stotis (TKS) ir kiti Žemės orbitoje esantys objektai neplūduriuoja – iš tikrųjų jie krenta. Tačiau jie nenukrenta į Žemę dėl didžiulio orbitos greičio. Vietoj to jie „krenta aplink“ Žemę. Žemės orbitoje esantys objektai turi judėti ne mažesniu kaip 28 160 km/h (17 500 mylių per valandą) greičiu. Todėl kai tik jie įsibėgėja Žemės atžvilgiu, Žemės gravitacijos jėga tuoj pat pasilenkia ir nukreipia jų judėjimo trajektoriją žemyn, ir jie niekada neįveiks šio minimalaus priartėjimo prie Žemės. Kadangi astronautai turi tokį patį pagreitį kaip ir kosminė stotis, jie patiria nesvarumo būseną.
Pasitaiko, kad šią būseną – trumpam – galime patirti ir Žemėje, kritimo momentu. Ar kada nors buvote pasivažinėję kalneliais, kur vos pravažiavus aukščiausią tašką („pakalnės viršūnę“), kai vežimėlis jau pradeda riedėti žemyn, jūsų kūnas pakyla nuo sėdynės? Jei atsidurtumėte lifte šimtaaukščio dangoraižio aukštyje ir nutrūktų trosas, tada liftui krintant plūduriuotumėte lifto kabinoje be gravitacijos. Žinoma, šiuo atveju pabaiga būtų buvusi daug dramatiškesnė.
Ir tada tikriausiai girdėjote apie nulinės gravitacijos lėktuvą („Vomit Comet“) – lėktuvą KC 135, kurį NASA naudoja trumpalaikėms nesvarumo būsenoms kurti, astronautams mokyti ir eksperimentams ar įrangai išbandyti nulinės gravitacijos sąlygomis (nulis). -G) , taip pat komerciniams skrydžiams nesvarumo sąlygomis, kai orlaivis skrenda paraboline trajektorija, kaip ir amerikietiškuose kalneliuose (bet dideliu greičiu ir dideliame aukštyje), praskrenda per parabolės viršų ir lekia žemyn, tada tuo metu, kai orlaivis krenta, susidaro nesvarumo sąlygos. Laimei, lėktuvas išlenda iš nardymo ir išsitiesia.
Tačiau grįžkime prie savo bokšto. Jei užuot žengę žingsnį nuo bokšto, atliktumėte bėgimo šuolį, jūsų energija nuneštų jus nuo bokšto, bet tuo pačiu metu gravitacija nuneštų jus žemyn. Užuot nusileidę bokšto papėdėje, nusileistumėte toliau nuo jo. Jei būtumėte padidinę greitį įsibėgėjimo metu, prieš atsitrenkdami į žemę galėtumėte nušokti toliau nuo bokšto. Na, o jei galėtumėte skrieti taip greitai, kaip erdvėlaivis ir TKS skrieja aplink Žemę 28 160 km/h (17 500 mylių per valandą) greičiu, tada jūsų šuolio lankinis kelias apsuktų aplink Žemę. Būtumėte orbitoje ir patirtumėte nesvarumo būseną. Bet jūs nukristumėte nepasiekę Žemės paviršiaus. Tiesa, dar reikėtų skafandro ir kvėpuojančio oro atsargų. Ir jei galėtumėte bėgti maždaug 40 555 km/h (25 200 mylių per valandą) greičiu, iššoktumėte tiesiai iš Žemės ir pradėtumėte skrieti aplink Saulę.
