Conform legii gravitației universale, toate corpurile sunt atrase unele de altele, iar forța de atracție este direct proporțională cu masele corpurilor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele. Adică expresia „absența gravitației” nu are deloc sens. La o altitudine de câteva sute de kilometri deasupra suprafeței Pământului - unde zboară navele cu echipaj și stațiile spațiale - gravitația Pământului este foarte mare și practic nu diferă de forța gravitațională din apropierea suprafeței.
Dacă ar exista posibilitatea tehnică de a arunca un obiect dintr-un turn de 300 de kilometri înălțime, acesta ar începe să cadă pe verticală și cu accelerația căderii libere, la fel cum ar cădea de la înălțimea unui zgârie-nori sau de la o înălțime a creșterii umane. Astfel, în timpul zborurilor orbitale, forța gravitației nu este absentă și nu slăbește la scară semnificativă, ci este compensată. La fel ca și pentru aeronave și baloane, forța de gravitație a pământului este compensată de forța arhimediană, iar pentru aeronavele înaripate - de ridicarea aripii.
Da, dar avionul zboară și nu cade, iar pasagerii din cabină nu zboară ca cosmonauții pe ISS. În timpul unui zbor normal, pasagerul își simte perfect greutatea și nu forța de ridicare în sine este cea care îl împiedică să cadă la sol, ci forța de reacție a suportului. Numai în timpul unei urgențe sau a unei scăderi brusce induse artificial, o persoană simte brusc că nu mai apasă pe suport. Apare imponderabilitate. De ce? Și pentru că dacă pierderea de înălțime are loc cu o accelerație apropiată de accelerația gravitațională, atunci suportul nu mai împiedică căderea pasagerului - acesta cade de la sine.
spaceref.com Este clar că atunci când avionul își oprește coborârea bruscă sau, din păcate, cade la pământ, atunci va deveni clar că gravitația nu a plecat nicăieri. Căci în condiții terestre și aproape terestre, efectul imponderabilității este posibil doar în timpul căderii. Zborul orbital este de fapt o cădere prelungită. O navă spațială care orbitează la prima viteză cosmică este împiedicată să cadă pe Pământ prin forța de inerție. Interacțiunea gravitației și inerției se numește „forță centrifugă”, deși în realitate o astfel de forță nu există, este într-un fel o ficțiune. Nava spațială se străduiește să se miște în linie dreaptă (tangențial cu orbita apropiată a Pământului), dar gravitația pământului „răstorește” în mod constant traiectoria mișcării. Aici, echivalentul accelerației gravitaționale este așa-numita accelerație centripetă, în urma căreia nu se modifică valoarea vitezei, ci vectorul acesteia. Și, prin urmare, viteza navei rămâne neschimbată, iar direcția de mișcare se schimbă constant. Deoarece atât nava spațială, cât și astronautul se mișcă cu aceeași viteză și cu aceeași accelerație centripetă, nava spațială nu poate acționa ca un suport pe care se apasă greutatea unei persoane. Greutatea este forța de acțiune a corpului asupra suportului care împiedică căderea să apară în câmpul gravitațional, iar nava, ca un plan în coborâre bruscă, nu interferează cu căderea.
De aceea este complet greșit să vorbim despre absența gravitației Pământului sau prezența „microgravitației” (cum este obișnuit în sursele în limba engleză) pe orbită. Dimpotrivă, gravitația pământului este unul dintre principalii factori ai fenomenului de imponderabilitate apărut la bord.
Se poate vorbi de adevărata microgravitație doar atunci când este aplicată zborurilor în spațiul interplanetar și interstelar. Departe de un corp ceresc mare, efectul forțelor de atracție ale stelelor și planetelor îndepărtate va fi atât de slab încât va apărea efectul imponderabilității. Am citit de mai multe ori despre cum să ne ocupăm de acest lucru în romanele științifico-fantastice. Stațiile spațiale sub forma unui torus (volan) se vor învârti în jurul axei centrale și vor crea o imitație a gravitației folosind forța centrifugă. Cu toate acestea, pentru a crea echivalentul gravitației, torul va trebui să aibă un diametru mai mare de 200 m. Există și alte probleme asociate cu gravitația artificială. Deci toate acestea sunt o chestiune de viitor îndepărtat.
Chiar și o persoană care nu este interesată de spațiu a văzut cel puțin o dată un film despre călătoriile în spațiu sau a citit despre astfel de lucruri în cărți. În aproape toate astfel de lucrări, oamenii se plimbă în jurul navei, dorm normal și nu au probleme cu mâncarea. Aceasta înseamnă că aceste nave - fictive - au gravitație artificială. Majoritatea telespectatorilor îl percep ca pe ceva complet natural, dar nu este deloc așa.
Gravitația artificială
Acesta este numele schimbării (în orice direcție) a gravitației obișnuite pentru noi prin aplicarea diferitelor metode. Și acest lucru se face nu numai în lucrări fantastice, ci și în situații pământești foarte reale, cel mai adesea pentru experimente.
În teorie, crearea gravitației artificiale nu pare atât de dificilă. De exemplu, poate fi recreat cu ajutorul inerției, mai precis, nevoia acestei forțe nu a apărut ieri - s-a întâmplat imediat, de îndată ce o persoană a început să viseze zboruri spațiale lungi. Crearea gravitației artificiale în spațiu va face posibilă evitarea multor probleme care apar în timpul șederii prelungite în gravitate zero. Mușchii astronauților slăbesc, oasele devin mai slabe. Călătoriile în aceste condiții timp de luni de zile pot provoca o anumită atrofie musculară.
Astfel, astăzi crearea gravitației artificiale este o sarcină de o importanță capitală, fără această abilitate este pur și simplu imposibil.
Material
Chiar și cei care cunosc fizica doar la nivelul programului școlar înțeleg că gravitația este una dintre legile fundamentale ale lumii noastre: toate corpurile interacționează între ele, experimentând atracție/repulsie reciprocă. Cu cât corpul este mai mare, cu atât gravitația sa este mai mare.
Pentru realitatea noastră, Pământul este un obiect foarte masiv. De aceea, fără excepție, toate corpurile din jurul ei sunt atrase de ea.
Pentru noi, asta înseamnă care se măsoară de obicei în g, egal cu 9,8 metri pe secundă pătrată. Asta înseamnă că dacă nu am avea suport sub picioare, am cădea cu o viteză care în fiecare secundă crește cu 9,8 metri.
Astfel, doar datorită gravitației suntem capabili să stăm în picioare, să cădem, să mâncăm și să bem în mod normal, să înțelegem unde este vârful, unde este fundul. Daca atractia dispare, ne vom afla in imponderabilitate.
Astronauții care se găsesc în spațiu într-o stare de avânt - cădere liberă - sunt familiarizați în mod special cu acest fenomen.
În teorie, oamenii de știință știu cum să creeze gravitația artificială. Există mai multe tehnici.
Masa mare
Cea mai logică opțiune este să o faci atât de mare încât să apară gravitația artificială pe ea. Va fi posibil să vă simțiți confortabil pe navă, deoarece orientarea în spațiu nu se va pierde.
Din păcate, această metodă este nerealistă odată cu dezvoltarea modernă a tehnologiei. Pentru a construi un astfel de obiect este nevoie de prea multe resurse. În plus, va fi nevoie de o cantitate incredibilă de energie pentru a-l ridica.
Accelerare
S-ar părea că, dacă vrei să ajungi la g, egal cu pământul, trebuie doar să dai navei o formă plată (asemănătoare unei platforme) și să o faci să se miște perpendicular pe plan cu accelerația necesară. În acest fel, se va obține gravitația artificială și - ideală.
Totuși, în realitate, totul este mult mai complicat.
Primul lucru de luat în considerare este problema combustibilului. Pentru ca stația să accelereze constant, este necesar să existe o sursă de alimentare neîntreruptibilă. Chiar dacă apare brusc un motor care nu ejectează materie, legea conservării energiei va rămâne în vigoare.
A doua problemă constă în însăși ideea de accelerare constantă. Conform cunoștințelor noastre și a legilor fizice, este imposibil să accelerăm la infinit.
În plus, astfel de vehicule nu sunt potrivite pentru misiuni de cercetare, deoarece trebuie să accelereze constant - să zboare. Nu se va putea opri pentru a studia planeta, nici măcar nu va putea zbura încet în jurul ei - trebuie să accelereze.
Astfel, devine clar că o astfel de gravitație artificială nu este încă disponibilă pentru noi.
Carusel
Toată lumea știe cum rotația caruselului afectează corpul. Prin urmare, un dispozitiv de gravitație artificială bazat pe acest principiu pare a fi cel mai realist.
Tot ceea ce se află în diametrul caruselului tinde să cadă din acesta cu o viteză aproximativ egală cu viteza de rotație. Se dovedește că corpurile sunt acționate de o forță îndreptată de-a lungul razei obiectului care se rotește. Aceasta este foarte asemănătoare cu gravitația.
Deci, aveți nevoie de o navă care are o formă cilindrică. Mai mult, trebuie să se rotească în jurul axei sale. Apropo, gravitația artificială pe o navă spațială, creată pe acest principiu, este adesea demonstrată în filmele științifico-fantastice.
O navă în formă de butoi, care se rotește în jurul axei longitudinale, creează o forță centrifugă, a cărei direcție corespunde razei obiectului. Pentru a calcula accelerația rezultată, trebuie să împărțiți forța la masă.
În această formulă, rezultatul calculului este accelerația, prima variabilă este viteza nodale (măsurată în radiani pe secundă), a doua este raza.
În conformitate cu aceasta, pentru a obține g obișnuit, este necesară combinarea corectă a razei transportului spațial.
O problemă similară este evidențiată în filme precum „Intersolach”, „Babylon 5”, „2001: A Space Odyssey” și altele asemenea. În toate aceste cazuri, gravitația artificială este aproape de accelerația gravitațională a Pământului.
Oricât de bună este ideea, poate fi dificil de implementat.
Probleme cu carusel
Cea mai evidentă problemă este tratată în Odiseea spațiului. Raza „purtatorului spațial” este de aproximativ 8 metri. Pentru a obține o accelerație de 9,8, rotația trebuie să aibă loc cu o viteză de aproximativ 10,5 rotații în fiecare minut.
La valorile indicate se manifesta „efectul Coriolis” care consta in faptul ca la distante diferite fata de podea actioneaza diferite forte. Depinde direct de viteza unghiulară.
Se pare că va fi creată gravitația artificială în spațiu, dar rotația prea rapidă a corpului va duce la probleme cu urechea internă. Aceasta, la rândul său, provoacă dezechilibru, probleme cu aparatul vestibular și alte dificultăți - asemănătoare.
Apariția acestui obstacol sugerează că un astfel de model este extrem de nereușit.
Puteți încerca să mergeți de la opus, așa cum au făcut-o în romanul „Inelul lumii”. Aici nava este realizată sub forma unui inel, a cărui rază este apropiată de raza orbitei noastre (aproximativ 150 de milioane de km). La această dimensiune, viteza sa de rotație este suficientă pentru a ignora efectul Coriolis.
Se poate presupune că problema a fost rezolvată, dar nu este deloc așa. Cert este că o revoluție completă a acestei structuri în jurul axei sale durează 9 zile. Acest lucru face posibilă presupunerea că sarcinile vor fi prea mari. Pentru ca structura sa le reziste este nevoie de un material foarte rezistent, pe care nu il avem la dispozitie astazi. În plus, problema este cantitatea de material și procesul de construcție în sine.
În jocurile cu o temă similară, ca în filmul „Babylon 5”, aceste probleme sunt cumva rezolvate: viteza de rotație este destul de suficientă, efectul Coriolis nu este semnificativ, ipotetic este posibil să se creeze o astfel de navă.
Cu toate acestea, chiar și astfel de lumi au un dezavantaj. Numele lui este un moment de impuls.
Nava, rotindu-se în jurul axei sale, se transformă într-un giroscop uriaș. După cum știți, este extrem de dificil să forțați giroscopul să devieze de la axă, deoarece este important ca numărul său să nu părăsească sistemul. Aceasta înseamnă că va fi foarte dificil să setați direcția pentru acest obiect. Cu toate acestea, această problemă poate fi rezolvată.
Soluţie
Gravitația artificială de pe stația spațială devine disponibilă atunci când cilindrul O'Neill vine în ajutor. Pentru a crea această structură, sunt necesare nave cilindrice identice, care sunt conectate de-a lungul unei axe. Ar trebui să se rotească în direcții diferite. Rezultatul unui astfel de ansamblu este momentul unghiular zero, așa că nu ar trebui să existe nicio dificultate în a da navei direcția necesară.
Dacă este posibil să faci o navă cu o rază de aproximativ 500 de metri, atunci va funcționa exact așa cum ar trebui. În același timp, gravitația artificială în spațiu va fi destul de confortabilă și potrivită pentru zboruri lungi pe nave sau stații de cercetare.
Inginerii spațiali
Cum se creează gravitația artificială este cunoscut de creatorii jocului. Cu toate acestea, în această lume fantastică, gravitația nu este o atracție reciprocă a corpurilor, ci o forță liniară menită să accelereze obiectele într-o direcție dată. Atracția nu este absolută aici, se schimbă atunci când sursa este redirecționată.
Gravitația artificială pe stația spațială este creată folosind un generator special. Este uniform și echidirecțional în raza de acțiune a generatorului. Așa că, în lumea reală, dacă ai lovi o navă cu un generator în ea, ai fi tras la carenă. Cu toate acestea, în joc, eroul va cădea până când va părăsi perimetrul dispozitivului.
Până în prezent, gravitația artificială în spațiu creată de un astfel de dispozitiv este inaccesibilă omenirii. Cu toate acestea, chiar și dezvoltatorii cu părul gri nu încetează să viseze la asta.
Generator sferic
Aceasta este o opțiune hardware mai realistă. Când este instalat, gravitația este direcționată către generator. Acest lucru face posibilă crearea unei stații, a cărei gravitație va fi egală cu cea planetară.
Centrifuga
Astăzi, gravitația artificială pe Pământ se găsește în diferite dispozitive. Ele se bazează, în cea mai mare parte, pe inerție, deoarece această forță este resimțită de noi în mod similar cu influența gravitațională - corpul nu distinge cauza care provoacă accelerația. De exemplu: o persoană care urcă într-un lift experimentează efectul inerției. Prin ochii unui fizician, ridicarea liftului adaugă accelerația mașinii la accelerația căderii libere. Când cabina revine la mișcarea măsurată, „creșterea” în greutate dispare, revenind la senzațiile obișnuite.
Oamenii de știință sunt de mult interesați de gravitația artificială. Centrifuga este cel mai des folosită în acest scop. Această metodă este potrivită nu numai pentru nave spațiale, ci și pentru stațiile terestre în care este necesar să se studieze efectul gravitației asupra corpului uman.
Studiază pe Pământ, aplică în...
Deși studiul gravitației a început din spațiu, este o știință foarte terestră. Chiar și astăzi, realizările în acest domeniu și-au găsit aplicarea, de exemplu, în medicină. Știind dacă este posibilă crearea gravitației artificiale pe planetă, o puteți folosi pentru a trata problemele cu aparatul motor sau cu sistemul nervos. Mai mult, această forță este studiată în primul rând pe Pământ. Acest lucru le permite astronauților să efectueze experimente, rămânând în același timp sub supravegherea atentă a medicilor. Gravitația artificială în spațiu este o altă problemă, acolo nu există oameni care să-i ajute pe astronauți în cazul unei situații neprevăzute.
Ținând cont de imponderabilitate completă, nu se poate lua în considerare un satelit aflat pe orbită apropiată de Pământ. Aceste obiecte, deși într-o mică măsură, sunt afectate de gravitație. Forța gravitațională generată în astfel de cazuri se numește microgravitație. Gravitația reală este experimentată doar într-un vehicul care zboară cu o viteză constantă în spațiu deschis. Cu toate acestea, corpul uman nu simte această diferență.
Puteți experimenta imponderabilitate în timpul unui salt în lungime (înainte de deschiderea baldachinului) sau în timpul unei coborâri parabolice a aeronavei. Astfel de experimente sunt adesea efectuate în Statele Unite, dar pe un avion acest sentiment durează doar 40 de secunde - este prea scurt pentru un studiu complet.
În URSS, în 1973, știau dacă era posibil să se creeze gravitația artificială. Și nu numai că l-au creat, dar l-au și schimbat într-un fel. Un exemplu izbitor de reducere artificială a forței gravitaționale este imersiunea uscată, imersiunea. Pentru a obține efectul dorit, este necesar să așezați o peliculă densă pe suprafața apei. Persoana este așezată deasupra. Sub greutatea corpului, corpul este scufundat sub apă, doar capul rămâne în vârf. Acest model demonstrează lipsa de susținere a gravitației scăzute, care este caracteristică oceanului.
Nu este nevoie să mergeți în spațiu pentru a simți efectul forței opuse a imponderabilității - hipergravitația. În timpul decolării și aterizării unei nave spațiale, supraîncărcarea într-o centrifugă nu poate fi doar simțită, ci și studiată.
Vindecarea prin gravitație
Fizica gravitațională studiază, printre altele, efectul imponderabilității asupra corpului uman, încercând să minimizeze consecințele. Cu toate acestea, un număr mare de realizări ale acestei științe pot fi utile locuitorilor obișnuiți ai planetei.
Medicii pun mari speranțe în studiile privind comportamentul enzimelor musculare în miopatie. Este o boală gravă care duce la moarte prematură.
Cu activitate fizică activă, o cantitate mare de enzimă creatinofosfokinază intră în sângele unei persoane sănătoase. Motivul acestui fenomen este neclar, poate că sarcina acționează asupra membranei celulare în așa fel încât „se scurge”. Pacienții cu miopatie obțin același efect fără efort. Observațiile astronauților arată că, în gravitate zero, fluxul de enzimă activă în sânge este redus semnificativ. Această constatare sugerează că utilizarea imersiei va reduce impactul negativ al factorilor care conduc la miopatie. Momentan se fac experimente pe animale.
Tratamentul unor boli este deja realizat folosind datele obținute în studiul gravitației, inclusiv artificiale. De exemplu, paralizia cerebrală, accidentele vasculare cerebrale, boala Parkinson sunt tratate folosind costume de exerciții. Cercetările privind efectul pozitiv al suportului - pantoful pneumatic - au fost practic finalizate.
Mergem pe Marte?
Ultimele realizări ale astronauților dau speranță pentru realitatea proiectului. Există experiență de asistență medicală a unei persoane în timpul șederii lungi departe de Pământ. Zborurile de cercetare către Lună, a cărei forță de gravitație este de 6 ori mai mică decât a noastră, au adus și ele multe beneficii. Acum astronauții și oamenii de știință își stabilesc un nou obiectiv - Marte.
Înainte de a intra la coadă pentru un bilet la Planeta Roșie, ar trebui să știți ce așteaptă corpul deja la prima etapă a muncii - pe drum. În medie, drumul către o planetă deșertică va dura un an și jumătate - aproximativ 500 de zile. Pe drum, va trebui să te bazezi doar pe propriile forțe, pur și simplu nu există unde să aștepți ajutor.
Mulți factori vor submina puterea: stres, radiații, lipsa unui câmp magnetic. Cel mai important test pentru organism este schimbarea gravitației. În timpul călătoriei, o persoană va „face cunoștință” cu mai multe niveluri de gravitație. În primul rând, acestea sunt supraîncărcări în timpul decolării. Apoi - imponderabilitate în timpul zborului. După aceea - hipogravitația la destinație, deoarece forța gravitației pe Marte este mai mică de 40% din cea a Pământului.
Cum faci față efectelor negative ale imponderabilității pe un zbor lung? Se speră că evoluțiile în domeniul gravitației artificiale vor ajuta la rezolvarea acestei probleme în viitorul apropiat. Experimentele pe șobolani care călătoresc la Cosmos-936 arată că această tehnică nu rezolvă toate problemele.
Experiența cu sistemul de operare a arătat că organismul poate aduce mult mai multe beneficii prin utilizarea complexelor de antrenament, care sunt capabile să determine sarcina necesară pentru fiecare astronaut în mod individual.
Până acum, se crede că nu numai cercetătorii, ci și turiștii care doresc să înființeze o colonie pe Planeta Roșie vor zbura pe Marte. Pentru ei, cel puțin pentru prima dată, senzațiile de a fi în gravitate zero vor depăși toate argumentele medicilor despre pericolele unei șederi lungi în astfel de condiții. Cu toate acestea, în câteva săptămâni vor avea nevoie și de ajutor, motiv pentru care este atât de important să putem găsi o modalitate de a crea gravitație artificială pe navă spațială.
Rezultate
Ce concluzii se pot trage despre crearea gravitației artificiale în spațiu?
Dintre toate opțiunile luate în considerare în prezent, o structură rotativă pare cea mai realistă. Cu toate acestea, cu înțelegerea actuală a legilor fizice, acest lucru este imposibil, deoarece o navă nu este un cilindru gol. În interiorul acestuia există suprapuneri care împiedică implementarea ideilor.
În plus, raza navei trebuie să fie atât de mare încât efectul Coriolis să nu aibă un impact semnificativ.
Pentru a controla așa ceva, aveți nevoie de cilindrul O'Neill menționat mai sus, care vă va permite să controlați nava. În acest caz, șansele de a utiliza un astfel de design pentru zborurile interplanetare cresc, oferind în același timp echipei un nivel confortabil de gravitație.
Înainte ca omenirea să reușească să-și îndeplinească visele, aș dori să văd în lucrări fantastice un pic mai mult realism și o cunoaștere și mai mare a legilor fizicii.
Un modul cu o centrifugă care creează gravitație artificială va apărea pe Stația Spațială Internațională (ISS), a raportat Institutul pentru Probleme Biomedicale al Academiei Ruse de Științe (IBMP RAS).
"Am recreat o centrifugă cu rază mică. Această metodă s-a dovedit a fi promițătoare pentru simularea gravitației artificiale... Centrifuga cu rază mică este folosită pentru a crea gravitație artificială pe un modul transformabil dezvoltat în prezent de RSC Energia", a spus IBMP. regizorul Oleg Orlov.
Roscosmos a însărcinat deja Energia să implementeze acest proiect, a adăugat el. „Sperăm să facem un model de centrifugă pe baza noastră, să o elaborăm, astfel încât să poată fi apoi creată pe baza unui modul transformabil”, a spus Orlov. O astfel de centrifugă va fi instalată pe un modul gonflabil, care este acum dezvoltat în Rusia, precum americanul BEAM (Bigelow Expandable Activity Module), andocat la ISS în aprilie.
Video cu o probă experimentală a unei centrifuge cu rază scurtă:
"Chiar și Tsiolkovsky credea că, dacă se face gravitația artificială, atunci multe probleme de sprijin medical pentru zborurile spațiale vor fi rezolvate. În zborurile orbitale scurte, nu era atât de solicitat - astronauții aveau suficient pentru a antrena mușchii și structura osoasă a unui obișnuit. bandă de alergare, ergometru pentru bicicletă... Acum, când au apărut planurile de explorare a spațiului adânc, crearea gravitației artificiale a devenit o sarcină urgentă.Ea poate suplimenta semnificativ, sau chiar înlocui complet, pentru astronauții care își epuizau pregătirea fizică la bord în timpul unui anual, sau poate chiar un zbor mai lung.Prima serie de studii, la care a participat Oleg Orlov, a avut ca scop să afle care sistem rotativ este mai confortabil pentru oameni. Pentru aceasta a fost creată chiar și o cameră rotativă specială.
„Aici stăm într-o cameră, se învârte”, își amintește Orlov. „Până la un moment dat ne simțim bine, dar atunci nu vrem nu doar să facem niște acțiuni, ci chiar să vorbim. A mânca mâncare este în afara întrebare, - începe o amețeală atât de puternică. În urma unor astfel de experimente, alegând diferite viteze, am dezvoltat cerințe acceptabile pentru astfel de sisteme. De exemplu, acum știm că cea mai optimă viteză de rotație a unei astfel de încăperi va fi de 6 rotații pe minut.Nu toată lumea se adaptează la 9 revoluții, la 12, practic fiecare se strică.Aceste teste au fost amânate deocamdată - nu avem sarcina de a crea o navă spațială rotativă.Dar dacă este necesar, putem relua cercetările.
Cea mai realistă, potrivit lui Orlov, pentru implementare deja pe Stația Spațială Internațională s-a dovedit a fi a doua versiune a gravitației artificiale creată de o centrifugă cu rază scurtă. O persoană îl poate folosi periodic, de exemplu, 2 ore pe zi sau îl poate învârti noaptea în timp ce doarme. Timpul de rotație va fi selectat individual, în funcție de durata zborului în spațiu, de caracteristicile organismului și așa mai departe. În timp ce se rotește în cameră, astronautul va experimenta aceleași efecte ca pe Pământ în condiții gravitaționale normale. Acest lucru ar trebui să fie suficient pentru a compensa unele dintre influențele negative.
Apropo, gravitația artificială este necesară nu numai în spațiu, ci și pe Pământ. Starea în condiții de gravitație crescută, când forța gravitației este mai mare decât pe planeta noastră, este benefică în tratarea vaselor extremităților inferioare, accelerează regenerarea țesutului osos în fracturi și este eficientă în cazurile de hipertensiune arterială.”
De ce crezi că astronauții din spațiu experimentează o stare de imponderabilitate? Există o mare probabilitate să nu răspunzi corect.
Când sunt întrebați de ce obiectele și astronauții apar într-o stare de imponderabilitate într-o navă spațială, mulți oameni dau următorul răspuns:
1. Nu există gravitație în spațiu, așa că nu cântăresc nimic.
2. Spațiul este un vid și nu există gravitație în vid.
3. Astronauții sunt prea departe de suprafața Pământului pentru ca forța gravitației sale să acționeze asupra lor.
Toate aceste răspunsuri sunt greșite!
Principalul lucru de înțeles este că există gravitație în spațiu. Aceasta este o concepție greșită destul de comună. Ce ține Luna pe orbita ei în jurul Pământului? Gravitatie. Ce menține Pământul pe orbită în jurul Soarelui? Gravitatie. Ce împiedică galaxiile să zboare în direcții diferite? Gravitatie.
Gravitația există peste tot în spațiu!
Dacă ai construi un turn pe Pământ care are 370 km (230 mile) înălțime, aproximativ înălțimea orbitei stației spațiale, atunci forța gravitației care acționează asupra ta în vârful turnului ar fi aproape aceeași ca pe suprafața pământul. Dacă ai îndrăzni să faci un pas dintr-un turn, te-ai grăbi pe Pământ, așa cum va face Felix Baumgartner puțin mai târziu în acest an, când încearcă să sară de la marginea spațiului. (Desigur, nu ținem cont de temperaturile scăzute, care vor începe instantaneu să te înghețe, sau de modul în care lipsa aerului sau rezistența aerodinamică te va ucide, iar căderea prin straturi de aer atmosferic va face ca toate părțile corpului să experimenteze direct cum este să „dezpui trei piei Și, în plus, oprirea bruscă îți va provoca și multe neplăceri).
Da, de ce stația spațială sau sateliții aflați pe orbită nu cad pe Pământ și de ce astronauții și împrejurimile lor din Stația Spațială Internațională (ISS) sau orice altă navă spațială par să plutească?
Se dovedește că totul ține de viteză!
Astronauții, Stația Spațială Internațională (ISS) în sine și alte obiecte de pe orbita Pământului nu plutesc - de fapt, cad. Dar nu cad pe Pământ datorită vitezei lor orbitale enorme. În schimb, ei „cade în jurul” Pământului. Obiectele pe orbita pământului trebuie să se miște cu o viteză de cel puțin 28.160 km/h (17.500 mph). Prin urmare, de îndată ce accelerează în raport cu Pământul, gravitația Pământului se îndoaie imediat și își trage traiectoria în jos și nu vor depăși niciodată această apropiere minimă de Pământ. Deoarece astronauții au aceeași accelerație ca și stația spațială, ei experimentează o stare de imponderabilitate.
Se întâmplă ca și noi să putem experimenta această stare – pentru o perioadă scurtă de timp – pe Pământ, în momentul căderii. Ai fost vreodată într-o plimbare cu roller coaster, când imediat după ce ai depășit cel mai înalt punct („top of the roller coaster”), când căruciorul începe deja să se rostogolească, corpul tău se ridică de pe scaun? Dacă te-ai afla într-un lift la înălțimea unui zgârie-nori de o sută de etaje și cablul era rupt, atunci în timp ce liftul cade, ai pluti cu gravitate zero în vagonul liftului. Desigur, în acest caz, finalul ar fi fost mult mai dramatic.
Și atunci probabil ați auzit de avionul „Vomit Comet” - avionul KC 135 pe care NASA îl folosește pentru a crea stări de gravitate zero pe termen scurt, pentru a antrena astronauți și a testa experimente sau echipamente în condiții de zero-G. În ceea ce privește zborurile comerciale în gravitate zero, atunci când avionul zboară de-a lungul unei traiectorii parabolice, ca într-o plimbare cu un roller coaster (dar la viteze mari și la altitudini mari), trece prin vârful parabolei și se grăbește în jos, atunci în momentul de față se prăbușește un avion, se creează condiții de imponderabilitate. Din fericire, avionul iese din scufundare și se îndreaptă.
Cu toate acestea, să ne întoarcem la turnul nostru. Dacă în loc de pasul obișnuit dinspre turn ai face un salt de alergare, energia ta înainte te-ar duce departe de turn, în același timp, forța gravitației te-ar purta în jos. În loc să aterizați la baza turnului, ați ateriza la distanță de acesta. Dacă ai mărit viteza în timp ce decolare, ai putea sări mai departe de turn înainte de a ajunge la sol. Ei bine, dacă ai putea alerga la fel de repede ca naveta spațială și ISS orbita în jurul Pământului, la 28.160 km/h (17.500 mph), atunci arcul săriturii tale ar înconjura Pământul. Ai fi pe orbită și ai experimenta o stare de imponderabilitate. Dar ai cădea fără să ajungi la suprafața Pământului. Adevărat, ai avea totuși nevoie de un costum spațial și de o sursă de aer respirabil. Și dacă ai putea alerga cu aproximativ 40.555 km/h (25.200 mph), ai sări direct din Pământ și ai începe să orbitezi în jurul Soarelui.
