Problemer med vestibulært system er ikke den eneste konsekvensen av et langt opphold i forhold
NASA fullførte nylig et eksperiment der forskere sammenlignet tvillingbrødrenes genom: en av dem tilbrakte nesten et år på ISS, den andre gjorde bare kortsiktige flyreiser og tilbrakte mesteparten av tiden på jorden.Et langsiktig opphold i rommet førte til at 7% av DNA fra den første astronauten ble endret for alltidGener relatert til immunsystemet, beindannelse, oksygenmangel og overflødig karbondioksid i kroppen.
NASA sammenlignet tvilling astronauter for å se hvordan menneskekroppen endrer seg i rommet
Under mikrogravitasjonsforhold vil en person bli tvungetikke gjør noe: vi snakker ikke om astronauter som oppholder seg på ISS, men om flyreiser ut i verdensrommet. For å finne ut hvordan et slikt regime ville påvirke helsen til astronauter, la European Space Agency (ESA) 14 frivillige i en seng vippet til siden av hodet i 21 dager. Et eksperiment som skal teste de nyeste metodene for å bekjempe vektløshet, som forbedret trenings- og ernæringsregime, er planlagt gjennomført i fellesskap av NASA og Roscosmos.
Men hvis folk bestemmer seg for å sende skip til Mars eller Venus, vil det være behov for mer ekstreme løsninger - kunstig tyngdekraft.
Hvordan tyngdekraften kan eksistere i rommet
Først av alt er det verdt å forstå at tyngdekraften eksisterer overalt - noen steder er den svakere, andre er den sterkere. Og verdensrommet er intet unntak.
ISS og satellitter er under konstant påvirkninggravitasjon: hvis et objekt er i bane, faller det rundt jorden, for å si det enkelt. En lignende effekt oppstår hvis du kaster en ball fremover – før den treffer bakken vil den fly litt i kasteretningen. Hvis du kaster ballen hardere, vil den fly videre. Hvis du er Supermann, og ballen er en rakettmotor, vil den ikke falle til bakken, men vil fly rundt den og fortsette å rotere, og gradvis gå inn i bane.
Mikrogravity antar at folk inne i skipet ikke er i luften - de faller fra skipet, og det faller igjen rundt jorden.
På grunn av det faktum at tyngdekraften er en kraftattraksjon mellom to masser, forblir vi på jordoverflaten når vi går på den, i stedet for å sveve opp i himmelen. I dette tilfellet tiltrekker hele jordens masse massen av kroppene våre til sentrum.
incut
Når skip går i bane, er de frieflyte i verdensrommet. De er fortsatt underlagt jordens tyngdekraft, men skipet og objektene eller passasjerene i det er underlagt tyngdekraften på samme måte. Eksisterende enheter er ikke massive nok til å skape en merkbar attraksjon, så folk og gjenstander i dem står ikke på gulvet, men "svever" i luften.
Hvordan lage kunstig tyngdekraft
Kunstig gravitasjon som sådan er det ikkeeksisterer, for å skape det, må en person lære alt om naturlig tyngdekraft. I science fiction er det konseptet med å simulere tyngdekraften: det lar mannskapet på romskip gå på dekk og gjenstander stå på det.
I teorien er det to måter å lage en imitasjon pågravitasjon, og ingen av dem har ennå blitt brukt i det virkelige liv. Den første er bruken av sentripetalkraft for å simulere tyngdekraften. Skipet eller stasjonen skal være en hjullignende struktur bestående av flere konstant roterende segmenter.
I følge dette konseptet er centripetalakselerasjonen av apparatet, skyver modulene mot midten, vil skape tyngdekraften eller forhold som ligner jordens. Dette konseptet ble demonstrert i Space Odyssey 2001 fra Stanley Kubrick og i Interstellar-filmen av Christopher Nolan.
Konseptet med en enhet som skaper centripetal akselerasjon for å simulere tyngdekraften
Forfatteren av dette prosjektet anses å være tysk.Raketforsker og ingeniør Werner von Braun, som ledet utviklingen av Saturn-5-raketten, som leverte Apollo 11-mannskapet og flere andre bemannede kjøretøy til månen.
Som direktør for Space Flight CenterMarshall NASA, von Braun popularisert ideen om den russiske forskeren Konstantin Tsiolkovsky å skape en toroformet romstasjon basert på en navlignende konstruksjon som ligner på et sykkelhjul. Hvis hjulet roterer i rommet, kan treghet og sentrifugalkraft skape en slags kunstig tyngdekraft som trekker gjenstander mot ytre omkretsen av hjulet. Dette vil tillate folk og roboter å gå på gulvet, som på jorden, og ikke å flyte i luften, som på ISS.
Imidlertid har denne metoden betydeligulemper: jo mindre romfartøyet er, jo raskere må det rotere - dette vil føre til fremveksten av den såkalte Cornolis-kraften, der punkter som ligger lenger fra sentrum vil bli sterkere påvirket av tyngdekraften enn de som er nærmere den. Tyngdekraften vil med andre ord være sterkere på astronautenes hoder enn på bena, noe de ikke vil like.
For å unngå denne effekten, skipsstørrelsenbør være flere ganger størrelsen på en fotballbane - å sette en slik enhet i bane vil være ekstremt dyrt, gitt at kostnadene for ett kilo last under kommersielle lanseringer varierer fra $1,5 tusen til $3 tusen.
En annen metode for å skape imitasjonens tyngdekraft er merpraktisk, men også ekstremt dyrt - dette er en akselerasjonsmetode. Hvis skipet på et bestemt segment av banen først vil akselerere og deretter vende seg om og begynne å senke, vil virkningen av kunstig tyngdekraft oppstå.
For å implementere denne metoden trenger dukolossale drivstoffreserver - faktum er at motorene må gå nesten kontinuerlig, med unntak av en kort pause midt på reisen - under skipsvendingen.
Virkelige eksempler
Til tross for de høye kostnadene ved å skyte opp tyngdekraftsimulerende romfartøy, prøver selskaper over hele verden å bygge slike skip og stasjoner.
Gjennomfør konseptet Bakgrunn Brown prøverGateway Foundation er et forskningsstiftelse som planlegger å bygge en roterende stasjon i jordens bane. Det antas at omkretsen av hjulet vil være plassert kapsler som vil kunne kjøpe offentlige og private luftfartsselskaper for forskning. Noen kapsler vil bli solgt som villaer til de rikeste innbyggerne i jorden, mens andre vil bli brukt som hotell for romturister.
Dokkingsbåten ligger i sentrum av stasjonen - derfra vil folk og frakt bli levert med heis til kapsel.
Selskapet valgte metoden for å skaffe pengertvetydig: hun har til hensikt å organisere et lotteri, hvis vinnere, i tillegg til en pengebelønning, vil ha muligheten til å fly til stasjonen gratis og tilbringe natten i kapselen. Selskapet avslører ikke når enheten vil bli lansert i bane.
incut
På etableringen av en enhet med kunstigNASA brukte også tyngdekraften til å utføre langsiktig romforskning. I 2011 avduket romfartsorganisasjonen Nautilus-X, et spinnende oppblåsbart romfartøykonsept som ville redusere effekten av mikrogravitasjon på forskerne om bord.
Det ble antatt at prosjektet kun vil koste3,7 milliarder dollar er svært liten for slike enheter, og det vil ta 64 måneder å bygge den. Nautilus-X gikk imidlertid ikke utover de opprinnelige tegningene og forslagene.
konklusjon
Så langt den mest sannsynlige måten å få en imitasjon påtyngdekraften, som vil beskytte skipet mot virkningene av akselerasjon og gi konstant tyngdekraft uten behov for konstant bruk av motorer er å oppdage en partikkel med negativ masse. Hver partikkel og antipartikkel som forskere noen gang har oppdaget har positiv masse. Det er kjent at negativ masse og gravitasjonsmasse er lik hverandre, men hittil har forskere ikke klart å demonstrere denne kunnskapen i praksis.
Forskere fra ALPHA-eksperimentet ved CERN har alleredehar skapt antihydrogen - en stabil form for nøytral antimaterie - og jobber med å isolere den fra alle andre partikler i svært lave hastigheter. Hvis forskerne klarer å gjøre dette, er det sannsynlig at kunstig gravitasjon i nær fremtid vil bli mer reell enn den er nå.