Z gravitacijo je težko, brez nje pa še huje
Več kot enkrat videno v filmih, je "vklop" gravitacije na krovu vesoljskega plovila, ki potuje v vesolju, videti zelo kul. Le da njihovi ustvarjalci skoraj nikoli ne razložijo, kako se to naredi. Včasih, kot v 2001: A Space Odyssey (1) ali novejših Potnikih, se pokaže, da je treba ladjo zavrteti, da simulira gravitacijo.
Lahko se nekoliko provokativno vprašamo - zakaj je gravitacija sploh potrebna na krovu vesoljskega plovila? Konec koncev je brez splošne gravitacije lažje, ljudje se manj utrudijo, stvari, ki se prenašajo, ne tehtajo nič, številne naloge pa zahtevajo veliko manj fizičnega napora.
Izkazalo pa se je, da je ta napor, povezan z nenehnim premagovanjem gravitacije, izjemno potreben za nas in naše telo. Brez gravitacijeŽe dolgo je dokazano, da astronavti izgubljajo kosti in mišice. Astronavti na ISS telovadijo, se borijo z mišično šibkostjo in izgubo kosti, a še vedno izgubljajo kostno maso v vesolju. Za ohranjanje mišične mase in zdravja srca in ožilja morajo imeti dve do tri ure vadbe na dan. Poleg tega odsotnost gravitacije ne vpliva samo na te elemente, ki so neposredno povezani z obremenitvijo telesa. Težave so pri ohranjanju ravnovesja, telo je dehidrirano. In to je šele začetek težav.
Izkazalo se je, da je tudi on vse šibkejši. Nekatere imunske celice ne morejo opraviti svojega dela in rdeče krvne celice umrejo. Povzroča ledvične kamne in oslabi srce. Skupina znanstvenikov iz Rusije in Kanade je analizirala posledice zadnjih let mikrogravitacija o sestavi beljakovin v vzorcih krvi osemnajstih ruskih kozmonavtov, ki so pol leta živeli na Mednarodni vesoljski postaji. Rezultati so pokazali, da se v breztežnostnem stanju imunski sistem obnaša enako kot ob okužbi telesa, saj človeško telo ne ve, kaj bi, in poskuša aktivirati vse možne obrambne sisteme.
Možnost centrifugalne sile
Tako da to že zelo dobro vemo brez gravitacije ni dobro, celo nevarno za zdravje. In kaj zdaj? Ne samo filmski ustvarjalci, ampak tudi raziskovalci vidijo priložnost v tem centrifugalna sila. Biti prijazen sile vztrajnosti, posnema delovanje gravitacije in učinkovito deluje v smeri, nasprotni središču inercialnega referenčnega sistema.
Uporabnost je bila raziskana že vrsto let. Na Massachusetts Institute of Technology je na primer nekdanji astronavt Lawrence Young testiral centrifugo, ki nekoliko spominja na vizijo iz filma 2001: Vesoljska odiseja. Ljudje ležijo na boku na ploščadi in potiskajo inercialno strukturo, ki se vrti.
Ker vemo, da lahko centrifugalna sila vsaj delno nadomesti gravitacijo, zakaj ne bi zgradili ladij tokrat? No, izkazalo se je, da ni vse tako preprosto, saj bi morale biti, prvič, takšne ladje veliko večje od tistih, ki jih gradimo, in vsak dodatni kilogram mase, ki se odnese v vesolje, stane veliko.
Razmislite na primer o Mednarodni vesoljski postaji kot merilu za primerjave in ocene. Je približno velikosti nogometnega igrišča, vendar so bivalni prostori le delček njegove velikosti.
Simulirajte gravitacijo V tem primeru se lahko centrifugalni sili približamo na dva načina. Ali pa bi se vsak element vrtel ločeno, kar bi ustvarilo majhne sisteme, potem pa bi, kot ugotavljajo strokovnjaki, lahko to posledica ne vedno prijetnih vtisov za astronavte, ki bi lahko npr. občutite drugačno težo v nogah kot v zgornjem delu telesa. V večji različici bi se vrtel celoten ISS, ki bi ga bilo seveda treba konfigurirati drugače, prej kot obroč (2). Trenutno bi gradnja takšne strukture pomenila velike stroške in se zdi nerealna.
2. Vizija orbitalnega obroča, ki zagotavlja umetno gravitacijo
Vendar pa obstajajo tudi druge ideje. na primer skupina znanstvenikov na univerzi Colorado v Boulderju dela na rešitvi z nekoliko manj ambicijami. Namesto merjenja "ponovne gravitacije" se znanstveniki osredotočajo na reševanje zdravstvenih težav, povezanih s pomanjkanjem gravitacije v vesolju.
Kot so si zamislili raziskovalci Boulderja, bi lahko astronavti nekaj ur na dan lezli v posebne prostore, da bi dobili dnevni odmerek gravitacije, ki naj bi rešil zdravstvene težave. Preiskovanci so postavljeni na kovinsko ploščad, podobno bolnišničnemu vozičku (3). Temu pravimo centrifuga, ki se vrti z neenakomerno hitrostjo. Kotna hitrost, ki jo ustvari centrifuga, potisne noge osebe proti dnu ploščadi, kot da bi stali pod lastno težo.
3. Naprava preizkušena na Univerzi v Boulderju.
Žal je tovrstna vadba neizogibno povezana s slabostjo. Raziskovalci so se odločili ugotoviti, ali je slabost res inherentna cena, povezana z njo. umetna gravitacija. Ali lahko astronavti usposobijo svoja telesa, da bodo pripravljena na dodatne G-sile? Ob koncu desete seje prostovoljcev so se vsi subjekti vrteli s povprečno hitrostjo okoli sedemnajst vrtljajev na minuto brez neprijetnih posledic, slabosti itd. To je pomemben dosežek.
Obstajajo alternativne ideje za gravitacijo na ladji. Sem spada na primer kanadski sistem oblikovanja tipa (LBNP), ki sam ustvarja balast okoli pasu osebe in ustvarja občutek teže v spodnjem delu telesa. Toda ali je dovolj, da se človek izogne posledicam poletov v vesolje, ki so neprijetne za zdravje? Žal to ni točno.
