A vesztibuláris rendszerrel kapcsolatos problémák nem az egyetlen következménye a hosszan tartó körülmények között való tartózkodásnak
A NASA a közelmúltban végzett egy kísérlettelakiket a tudósok az ikertestvérek genomját hasonlították össze: egyikük csaknem egy évet töltött az ISS-en, a másik csak rövid repüléseket végzett, és az idő nagy részét a Földön töltötte. A hosszú távú tartózkodás az űrben ahhoz a tényhez vezetett, hogy az első űrhajós DNS-ének 7% -a örökre megváltozott - az immunrendszerhez kapcsolódó génekről, a csontképződésről, az oxigén éhezésről és a szervezetben lévő felesleges szén-dioxidról beszélünk.
A NASA összehasonlította az iker asztronautákat, hogy az emberi test térben változik
Mikrogravitációs körülmények között az ember kénytelen leszne tegyen semmit: nem az ISS-en maradó űrhajósokról beszélünk, hanem a mélyűrbe történő repülésekről. Az Európai Űrügynökség (ESA) annak kiderítésére, hogy egy ilyen rendszer hogyan befolyásolná az űrhajósok egészségét, 14 önkéntest fektetett a fej oldalára döntött ágyba 21 napra. A NASA és a Roszkozmosz közösen végez egy kísérletet, amely a súlytalanság elleni küzdelem legújabb módszereit teszteli, mint például a továbbfejlesztett edzés- és táplálkozási rendeket.
De ha az emberek úgy döntenek, hogy hajókat küldnek a Marsra vagy a Vénuszra, extrémebb megoldásokra lesz szükség - mesterséges gravitáció.
Milyen a gravitáció az űrben
Először is érdemes megérteni, hogy a gravitáció mindenhol létezik - egyes helyeken gyengébb, máshol erősebb. És ez alól a világűr sem kivétel.
Az ISS és a műholdak állandó befolyás alatt állnakgravitáció: ha egy tárgy keringő pályán van, akkor leegyszerűsítve a Föld körül esik. Hasonló hatás lép fel, ha előre dobunk egy labdát – mielőtt a földet érné, egy kicsit a dobás irányába repül. Ha erősebben dobja a labdát, az tovább repül. Ha Ön Superman, és a labda egy rakétamotor, akkor nem esik le a földre, hanem körberepül és tovább forog, fokozatosan pályára állva.
A mikrogravitáció feltételezi, hogy a hajó belsejében lévő emberek nem a levegőben vannak - a hajóról leesnek, és ez viszont a Föld körül esik.
Annak a ténynek köszönhetően, hogy a gravitáció erővonzalom két tömeg között, a Föld felszínén maradunk, amikor sétálunk rajta, nem pedig lebegünk az égen. Ebben az esetben a Föld teljes tömege testünk tömegét vonzza a középpontjába.
betoldott
Amikor a hajók pályára állnak, szabadoklebegni a világűrben. Továbbra is ki vannak téve a Föld gravitációs vonzásának, de a hajó és a benne lévő tárgyak vagy utasok ugyanúgy ki vannak téve a gravitációnak. A meglévő eszközök nem elég masszívak ahhoz, hogy észrevehető vonzerőt keltsenek, ezért az emberek és a bennük lévő tárgyak nem a padlón állnak, hanem „lebegnek” a levegőben.
Hogyan hozzuk létre a mesterséges gravitációt
A mesterséges gravitáció mint olyan nemlétezik, annak létrehozásához az embernek mindent meg kell tanulnia a természetes gravitációról. A sci-fiben létezik a gravitáció szimulációjának koncepciója: lehetővé teszi, hogy az űrhajók legénysége a fedélzeten sétáljon, és tárgyak álljanak rajta.
Elméletileg kétféleképpen lehet utánzatot készítenigravitáció, és egyiket sem használták még a való életben. Az első a centripetális erő alkalmazása a gravitáció szimulálására. A hajónak vagy állomásnak kerékszerű szerkezetnek kell lennie, amely több, folyamatosan forgó szegmensből áll.
E koncepció szerint a centripetálisa készülék felgyorsulása, a modulok középpontjához nyomásával, a gravitáció vagy a földéihez hasonlító körülmények kialakulását eredményezi. Ezt a koncepciót Stanley Kubrick és a Christopher Nolan Interstellar filmje 2001-ben bemutatta.
Egy olyan eszköz fogalma, amely centripetális gyorsulást hoz létre a gravitáció szimulálására
A projekt szerzője német.Rocket tudós és mérnök Werner von Braun, aki vezette a Saturn-5 rakéta fejlesztését, amely az Apollo 11 legénységét és számos más gépjárművet szállított a Holdra.
A Space Flight Center igazgatójaNASA Marshall, von Braun népszerűsítette az orosz tudós Konstantin Tsiolkovszkij ötletét, hogy egy kerékpárhoz hasonló toronyszerű űrállomást hozzon létre. Ha a kerék térben forog, akkor a tehetetlenség és a centrifugális erő olyan mesterséges gravitációt hozhat létre, amely az objektumokat a kerék külső kerülete felé húzza. Ez lehetővé teszi az emberek és a robotok számára, hogy a földön járjanak a padlón, és ne lebegjenek a levegőben, mint az ISS-en.
Ennek a módszernek azonban jelentősHátrányok: minél kisebb az űrhajó, annál gyorsabban kell forognia - ez az úgynevezett Cornolis-erő kialakulásához vezet, amelyben a középponttól távolabb található pontokat jobban befolyásolja a gravitáció, mint a hozzá közelebb lévőket. Más szóval, a gravitáció erősebb lesz az űrhajósok fején, mint a lábukon, amit nem fognak szeretni.
Ennek elkerülése érdekében a hajó méreteegy futballpálya méretének többszörösének kell lennie - egy ilyen eszköz pályára állítása rendkívül költséges lesz, tekintve, hogy egy kilogramm rakomány költsége kereskedelmi indításakor 1,5 ezer és 3 ezer dollár között mozog.
Az imitációs gravitáció létrehozásának másik módszere többpraktikus, de rendkívül drága - ez egy gyorsítási módszer. Ha a hajó az út bizonyos szakaszában először felgyorsul, majd megfordul, és lassulni kezd, akkor a mesterséges gravitáció hatása jelentkezik.
Ennek a módszernek a megvalósításához szüksége leszkolosszális üzemanyagtartalék - tény, hogy a hajtóműveknek szinte folyamatosan kell működniük, az utazás közepén egy rövid szünetet leszámítva - a hajó kanyarjában.
Valódi példák
A gravitációt szimuláló űrhajók felbocsátásának magas költségei ellenére a vállalatok világszerte próbálkoznak ilyen hajók és állomások építésével.
Végezze el a háttér Brown koncepciójátA Gateway Foundation egy olyan kutatási alapítvány, amely a Föld pályáján egy forgó állomás építését tervezi. Feltételezzük, hogy a kerék kerületét olyan kapszulák fogják elhelyezni, amelyek képesek lesznek vásárolni állami és magán repülőgép-vállalatokat kutatásra. Néhány kapszula villákként kerül értékesítésre a föld leggazdagabb lakói számára, míg mások a helyszínen használják a hely turistákat.
A dokkolóhely az állomás közepén helyezkedik el - onnan az emberek és a rakomány lifttel szállítják a kapszulát.
A cég a pénzszerzés módját választottakétértelmű: lottót szándékozik szervezni, melynek nyertesei pénzjutalom mellett ingyenesen elrepülhetnek az állomásra, és annak kapszulájában tölthetik az éjszakát. A cég nem hozza nyilvánosságra, hogy az eszköz mikor kerül pályára.
betoldott
A mesterségesA NASA a gravitációt is felhasználta hosszú távú űrkutatások elvégzésére. 2011-ben az űrügynökség bemutatta a Nautilus-X-et, egy forgó felfújható űrhajó koncepciót, amely csökkenti a mikrogravitáció hatásait a fedélzeten tartózkodó tudósokra.
Feltételezték, hogy a projekt csak költsége lesz3,7 milliárd dollár az ilyen eszközök számára nagyon kicsi, és 64 hónapot vesz igénybe. Nautilus-X azonban nem lépte túl az eredeti rajzokat és javaslatokat.
következtetés
Eddig a legvalószínűbb módja az utánzat beszerzésénekA gravitáció, amely megvédi a hajót a gyorsulás hatásaitól, és állandó gravitációt biztosít anélkül, hogy folyamatosan motorokat kellene használni, a negatív tömegű részecske észlelése. A tudósok által valaha felfedezett minden részecske és antirészecske pozitív tömegű. Ismeretes, hogy a negatív tömeg és a gravitációs tömeg egyenlő egymással, de a kutatók eddig nem tudták ezt a tudást a gyakorlatban demonstrálni.
A CERN ALPHA kísérletének kutatói már megtettéklétrehozták az antihidrogént – a semleges antianyag stabil formáját –, és azon dolgoznak, hogy nagyon alacsony sebességgel elszigeteljék az összes többi részecskétől. Ha a tudósoknak sikerül ezt megtenniük, akkor valószínűleg a közeljövőben a mesterséges gravitáció valóságosabbá válik, mint most.