É difícil coa gravidade, pero aínda peor sen ela

Visto máis dunha vez nas películas, "activar" a gravidade a bordo dunha nave espacial que viaxa no espazo exterior parece moi xenial. Excepto que os seus creadores case nunca explican como se fai. Ás veces, como en 2001: A Space Odyssey (1) ou os máis novos Passengers, móstrase que a nave ten que ser rotada para simular a gravidade.

Pódese preguntar de forma algo provocativa: por que é necesaria a gravidade a bordo dunha nave espacial? Despois de todo, é máis fácil sen a gravidade xeral, a xente cansa menos, as cousas que se levan non pesan nada e moitas tarefas requiren moito menos esforzo físico.

Resulta, porén, que este esforzo, asociado á constante superación da gravidade, é sumamente necesario para nós e para o noso corpo. Sen gravidadeHai tempo que se demostrou que os astronautas experimentan perda ósea e muscular. Os astronautas no exercicio da ISS loitan contra a debilidade muscular e a perda ósea, pero aínda perden masa ósea no espazo. Necesitan facer entre dúas e tres horas de exercicio ao día para manter a masa muscular e a saúde cardiovascular. Ademais, non só estes elementos, directamente relacionados coa carga sobre o corpo, se ven afectados pola ausencia de gravidade. Hai problemas para manter o equilibrio, o corpo está deshidratado. E este é só o comezo dos problemas.

Resulta que el tamén está cada vez máis débil. Algunhas células inmunes non poden facer o seu traballo e os glóbulos vermellos morren. Provoca pedras nos riles e debilita o corazón. Un grupo de científicos de Rusia e Canadá analizaron as consecuencias dos últimos anos microgravidade sobre a composición de proteínas en mostras de sangue de dezaoito cosmonautas rusos que viviron na Estación Espacial Internacional durante medio ano. Os resultados mostraron que na ingravidez o sistema inmunitario se comporta do mesmo xeito que cando o corpo está infectado, porque o corpo humano non sabe que facer e tenta activar todos os sistemas de defensa posibles.

Probabilidade na forza centrífuga

Así que xa o sabemos moi ben sen gravidade non é bo, nin sequera perigoso para a saúde. E agora que? Non só os cineastas, senón tamén os investigadores ven unha oportunidade forza centrífuga. Para ser amable forzas de inercia, imita a acción da gravidade, actuando efectivamente nunha dirección oposta ao centro do marco de referencia inercial.

A aplicabilidade foi investigada durante moitos anos. No Instituto Tecnolóxico de Massachusetts, por exemplo, o ex astronauta Lawrence Young probou unha centrífuga, que lembra un pouco a unha visión da película 2001: A Space Odyssey. A xente deitase de lado na plataforma, empurrando a estrutura inercial que xira.

Xa que sabemos que a forza centrífuga pode substituír polo menos parcialmente á gravidade, por que non construímos barcos nesta quenda? Ben, resulta que non todo é tan sinxelo, porque, en primeiro lugar, estes barcos terían que ser moito máis grandes que os que estamos construíndo, e cada quilo de masa adicional transportado ao espazo custa moito.

Considere, por exemplo, a Estación Espacial Internacional como un punto de referencia para comparacións e avaliacións. Ten aproximadamente o tamaño dun campo de fútbol, ​​pero as vivendas son só unha fracción do seu tamaño.

Simula a gravidade Neste caso, a forza centrífuga pódese abordar de dúas maneiras. Ou cada elemento xiraría por separado, o que crearía pequenos sistemas, pero despois, como sinalan os expertos, isto podería deberse a impresións non sempre agradables para os astronautas, que poderían, por exemplo, sentir unha gravidade diferente nas pernas que na parte superior do corpo. Nunha versión máis grande, toda a ISS rotaría, o que, por suposto, tería que ser configurado de forma diferente, máis ben como un anel (2). Polo momento, construír unha estrutura deste tipo suporía custos enormes e parece pouco realista.

2. Visión dun anel orbital que proporciona gravidade artificial

Non obstante, tamén hai outras ideas. por exemplo, un grupo de científicos da Universidade de Colorado en Boulder está a traballar nunha solución con algo menos de ambición. En lugar de medir a "gravidade recreativa", os científicos céntranse en abordar os problemas de saúde asociados á falta de gravidade no espazo.

Tal e como concibiron os investigadores de Boulder, os astronautas poderían entrar en salas especiais durante varias horas ao día para obter unha dose diaria de gravidade, o que debería resolver os problemas de saúde. Os suxeitos colócanse nunha plataforma metálica similar a un carro de hospital (3). Isto chámase centrífuga, que xira a unha velocidade desigual. A velocidade angular que xera a centrífuga empurra as pernas da persoa cara á base da plataforma, coma se estivese de pé baixo o seu propio peso.

3. Dispositivo probado na Universidade de Boulder.

Desafortunadamente, este tipo de exercicio está inevitablemente asociado con náuseas. Os investigadores propuxéronse descubrir se as náuseas son realmente un prezo inherente asociado a ela. gravidade artificial. Poden os astronautas adestrar os seus corpos para estar preparados para as forzas G adicionais? Ao final da décima sesión dos voluntarios, todos os suxeitos xiraban a unha velocidade media dunhas dezasete revolucións por minuto sen consecuencias desagradables, náuseas, etc. Este é un logro significativo.

Hai ideas alternativas para a gravidade nun barco. Estes inclúen, por exemplo, o Canadian Type System Design (LBNP), que crea lastre arredor da cintura dunha persoa, creando unha sensación de pesadez na parte inferior do corpo. Pero é suficiente para que unha persoa evite as consecuencias dos voos espaciais, que son desagradables para a saúde? Desafortunadamente, isto non é exacto.