Problemas com o sistema vestibular não são a única consequência da permanência prolongada em condições
A NASA concluiu recentemente um experimento durantea quem os cientistas compararam o genoma de irmãos gêmeos: um deles passou quase um ano na ISS, o outro fez apenas voos curtos e passou a maior parte do tempo na Terra. A permanência de longo prazo no espaço levou ao fato de que 7% do DNA do primeiro astronauta mudou para sempre - estamos falando de genes associados ao sistema imunológico, formação óssea, falta de oxigênio e excesso de dióxido de carbono no corpo.
NASA comparou astronautas gêmeas para ver como o corpo humano muda no espaço
Em condições de microgravidade, uma pessoa será forçadanão faça nada: não estamos a falar de astronautas que permanecem na ISS, mas de voos para o espaço profundo. Para saber como tal regime afetaria a saúde dos astronautas, a Agência Espacial Europeia (ESA) colocou 14 voluntários numa cama inclinada para o lado da cabeça durante 21 dias. Um experimento que testará os métodos mais recentes de combate à falta de peso, como exercícios aprimorados e regimes de nutrição, está planejado para ser conduzido em conjunto pela NASA e pela Roscosmos.
Mas se as pessoas decidirem enviar navios para Marte ou Vênus, mais soluções extremas serão necessárias - a gravidade artificial.
Como a gravidade pode existir no espaço
Em primeiro lugar, vale a pena entender que a gravidade existe em todos os lugares - em alguns lugares ela é mais fraca, em outros é mais forte. E o espaço sideral não é exceção.
A ISS e os satélites estão sob constante influênciagravidade: se um objeto está em órbita, ele cai ao redor da Terra, para simplificar. Um efeito semelhante ocorre se você lançar uma bola para frente - antes que ela atinja o solo, ela voará um pouco na direção do lançamento. Se você jogar a bola com mais força, ela voará mais longe. Se você for o Super-Homem e a bola for um motor de foguete, ela não cairá no chão, mas voará ao seu redor e continuará a girar, entrando gradualmente em órbita.
A microgravidade pressupõe que as pessoas dentro do navio não estão no ar - elas caem do navio, e isso, por sua vez, cai ao redor da Terra.
Devido ao fato de que a gravidade é uma forçaatração entre duas massas, permanecemos na superfície da Terra quando caminhamos sobre ela, em vez de flutuarmos no céu. Neste caso, toda a massa da Terra atrai a massa dos nossos corpos para o seu centro.
Barra lateral
Quando os navios entram em órbita, eles estão livresflutuar no espaço sideral. Eles ainda estão sujeitos à atração gravitacional da Terra, mas a nave e os objetos ou passageiros nela estão sujeitos à gravidade da mesma maneira. Os dispositivos existentes não são grandes o suficiente para criar uma atração perceptível, de modo que as pessoas e os objetos neles contidos não ficam no chão, mas “flutuam” no ar.
Como criar gravidade artificial
A gravidade artificial como tal não éexiste, para criá-la a pessoa precisa aprender tudo sobre a gravidade natural. Na ficção científica, existe o conceito de simulação da gravidade: permite que a tripulação das naves caminhe no convés e que os objetos fiquem sobre ele.
Em teoria, existem duas maneiras de criar uma imitaçãogravidade, e nenhum deles ainda foi usado na vida real. A primeira é o uso da força centrípeta para simular a gravidade. O navio ou estação deve ser uma estrutura semelhante a uma roda, composta por vários segmentos em rotação constante.
De acordo com esse conceito, a centrípetaa aceleração do aparelho, empurrando os módulos em direção ao centro, criará uma aparência de gravidade ou condições semelhantes às da Terra. Este conceito foi demonstrado em 2001 na Odisséia no Espaço por Stanley Kubrick e no filme interestelar de Christopher Nolan.
O conceito de um dispositivo que cria aceleração centrípeta para simular a gravidade
O autor deste projeto é considerado alemão.O cientista de foguetes e engenheiro Werner von Braun, que liderou o desenvolvimento do foguete Saturn-5, que entregou a tripulação da Apollo 11 e vários outros veículos tripulados à Lua.
Como diretor do Centro de Vôo EspacialMarshall NASA, von Braun popularizou a idéia do cientista russo Konstantin Tsiolkovsky de criar uma estação espacial toroidal baseada em uma construção semelhante a uma roda de bicicleta. Se a roda girar no espaço, a inércia e a força centrífuga podem criar um tipo de gravidade artificial que puxa os objetos em direção à circunferência externa da roda. Isso permitirá que pessoas e robôs andem no chão, como na Terra, e não flutuem no ar, como na ISS.
No entanto, este método tem importantesdesvantagens: quanto menor a espaçonave, mais rápido ela deve girar - isso levará ao surgimento da chamada força Cornolis, na qual os pontos localizados mais distantes do centro serão mais influenciados pela gravidade do que os mais próximos dela. Em outras palavras, a gravidade será mais forte na cabeça dos astronautas do que nas pernas, o que eles não gostarão.
Para evitar este efeito, o tamanho do naviodeveria ter várias vezes o tamanho de um campo de futebol - colocar tal dispositivo em órbita será extremamente caro, já que o custo de um quilo de carga durante lançamentos comerciais varia de US$ 1,5 mil a US$ 3 mil.
Outro método de criar a imitação da gravidade é maisprático, mas também extremamente caro - este é um método de aceleração. Se o navio em um determinado segmento do caminho for o primeiro a acelerar e então se virar e começar a desacelerar, então o efeito da gravidade artificial surgirá.
Para implementar este método você precisarácolossais reservas de combustível - o fato é que os motores devem funcionar quase continuamente, com exceção de uma pequena pausa no meio da viagem - durante a virada do navio.
Exemplos reais
Apesar do alto custo do lançamento de naves espaciais que simulam a gravidade, empresas em todo o mundo estão tentando construir tais naves e estações.
Implementar o conceito de Background Brown está tentandoA Gateway Foundation é uma fundação de pesquisa que planeja construir uma estação giratória na órbita da Terra. Supõe-se que a circunferência da roda será localizada em cápsulas que poderão comprar empresas aeroespaciais públicas e privadas para pesquisa. Algumas cápsulas serão vendidas como moradias aos habitantes mais ricos da terra, enquanto outras serão usadas como hotéis para turistas espaciais.
O ancoradouro ficará localizado no centro da estação - a partir daí, as pessoas e a carga serão entregues por elevador até a cápsula.
A empresa escolheu o método de arrecadação de dinheiroambíguo: pretende organizar um sorteio, cujos vencedores, além de uma recompensa monetária, terão a oportunidade de voar gratuitamente até a estação e pernoitar em sua cápsula. A empresa não divulga quando o aparelho será lançado em órbita.
Barra lateral
Sobre a criação de um dispositivo com artificialA NASA também usou a gravidade para conduzir pesquisas espaciais de longo prazo. Em 2011, a agência espacial revelou o Nautilus-X, um conceito de espaçonave inflável giratória que reduziria os efeitos da microgravidade nos cientistas a bordo.
Assumiu-se que o projeto custaria apenasUS $ 3,7 bilhões é muito pequeno para esses dispositivos, e levará 64 meses para ser construído. No entanto, o Nautilus-X não foi além dos desenhos e propostas originais.
Conclusão
Até agora, a maneira mais provável de conseguir uma imitaçãogravidade, que protegerá a nave dos efeitos da aceleração e proporcionará gravidade constante sem a necessidade de uso constante de motores, é detectar uma partícula com massa negativa. Cada partícula e antipartícula que os cientistas já descobriram têm massa positiva. Sabe-se que massa negativa e massa gravitacional são iguais, mas até agora os pesquisadores não conseguiram demonstrar esse conhecimento na prática.
Os investigadores da experiência ALPHA do CERN jácriaram o anti-hidrogênio – uma forma estável de antimatéria neutra – e estão trabalhando para isolá-lo de todas as outras partículas em velocidades muito baixas. Se os cientistas conseguirem fazer isso, é provável que num futuro próximo a gravidade artificial se torne mais real do que é agora.