Проблеми са вестибуларним системом нису једина последица дужег боравка у условима
НАСА је недавно завршила експеримент токомкоме су научници упоредили геном браће близанаца: један од њих је провео скоро годину дана на ИСС-у, други је направио само кратке летове и већину времена провео на Земљи. Дуготрајни боравак у свемиру довео је до тога да се 7% ДНК првог астронаута заувек променило - говоримо о генима повезаним са имунолошким системом, формирањем костију, гладовањем кисеоником и вишком угљен-диоксида у телу.
НАСА је упоредила близанце астронауте да виде како се људско тело мења у простору
У условима микрогравитације, особа ће бити принуђенане чините ништа: не говоримо о боравку астронаута на ИСС, већ о летовима у дубоки свемир. Да би сазнали како би такав режим утицао на здравље астронаута, Европска свемирска агенција (ЕСА) је 21 дан ставила 14 волонтера у кревет нагнут на страну главе. Планирано је да експеримент који ће тестирати најновије методе борбе против бестежинског стања, као што су побољшани режими вежбања и исхране, заједнички спроведу НАСА и Роскосмос.
Али ако људи одлуче да пошаљу бродове на Марс или Венеру, биће потребна екстремнија решења - вештачка гравитација.
Како гравитација може постојати у простору
Пре свега, вреди схватити да гравитација постоји свуда - на неким местима је слабија, на другим јача. И свемир није изузетак.
ИСС и сателити су под сталним утицајемгравитација: ако је објекат у орбити, он пада око Земље, једноставније речено. Сличан ефекат се јавља ако баците лопту напред – пре него што удари о земљу, она ће мало летети у правцу бацања. Ако баците лопту јаче, она ће летети даље. Ако сте Супермен, а лопта је ракетни мотор, она неће пасти на земљу, већ ће летети око ње и наставити да се ротира, постепено улазећи у орбиту.
Микрогравитација претпоставља да људи унутар брода нису у ваздуху - падају са брода, а то, заузврат, пада око Земље.
Због чињенице да је гравитација силапривлачност између две масе, остајемо на површини Земље када ходамо по њој, уместо да лебдимо у небо. У овом случају, целокупна маса Земље привлачи масу наших тела у свој центар.
Сидебар
Када бродови уђу у орбиту, слободни сулебде у свемиру. Они су и даље подложни гравитационом привлачењу Земље, али брод и објекти или путници у њему подлежу гравитацији на исти начин. Постојећи уређаји нису довољно масивни да створе приметну привлачност, тако да људи и предмети у њима не стоје на поду, већ „лебде“ у ваздуху.
Како створити умјетну гравитацију
Вештачка гравитација као таква нијепостоји, да би га створио, човек треба да научи све о природној гравитацији. У научној фантастици постоји концепт симулације гравитације: омогућава посади свемирских бродова да хода по палуби и објектима да стоје на њој.
У теорији, постоје два начина да се створи имитацијагравитације, а ниједан од њих још увек није коришћен у стварном животу. Први је употреба центрипеталне силе за симулацију гравитације. Брод или станица морају бити конструкција налик точку која се састоји од неколико сегмената који се стално ротирају.
Према овом концепту, центрипеталубрзање апарата, гурање модула према центру, створит ће привид гравитације или услове сличне онима на земљи. Овај концепт је приказан у Спаце Одиссеиу 2001. Станлеија Кубрицка и Интерстеллар филму Цхристопхера Нолана.
Концепт уређаја који ствара центрипетално убрзање за симулацију гравитације
Аутор овог пројекта сматра се немачким.Ракетни научник и инжењер Вернер вон Браун, који је водио развој ракете Сатурн-5, која је испоручила посаду Аполла 11 и неколико других возила са људством на Мјесец.
Као директор Центра за свемирске летовеМарсхалл НАСА, вон Браун је популаризирао идеју руског научника Константина Циолковског да створи тороидалну свемирску станицу засновану на конструкцији налик на чвор, налик на котач за бицикле. Ако се точак окреће у простору, инерција и центрифугална сила могу створити неку врсту умјетне гравитације која повлачи предмете према вањском опсегу точка. То ће омогућити људима и роботима да ходају по поду, као на Земљи, а не да плутају у ваздуху, као на ИСС-у.
Међутим, овај метод има значајаннедостаци: што је свемирска летелица мања, то се мора брже ротирати - то ће довести до појаве такозване Корнолисове силе, у којој ће тачке које се налазе даље од центра бити под снажнијим утицајем гравитације него на оне ближе. Другим речима, гравитација ће бити јача на главама астронаута него на ногама, што им се неће допасти.
Да бисте избегли овај ефекат, величина бродатребало би да буде неколико пута већи од фудбалског терена – стављање таквог уређаја у орбиту биће изузетно скупо, с обзиром на то да цена једног килограма терета током комерцијалних лансирања варира од 1,5 хиљада долара до 3 хиљаде долара.
Још један начин стварања имитације гравитације је вишепрактично, али и изузетно скупо - ово је метода убрзања. Ако се брод на одређеном сегменту пута прво убрза, а затим окрене и почне да се успорава, тада ће настати ефекат вештачке гравитације.
Да бисте применили овај метод, биће вам потребноколосалне резерве горива - чињеница је да мотори морају да раде скоро непрекидно, са изузетком кратке паузе усред пута - током окретања брода.
Прави примери
Упркос високим трошковима лансирања свемирских летелица које симулирају гравитацију, компаније широм света покушавају да изграде такве бродове и станице.
Имплементирајте концепт позадине Бровн покушаваГатеваи Фоундатион је истраживачка фондација која планира изградити ротирајућу станицу у Земљиној орбити. Претпоставља се да ће се обод котача налазити у капсулама које ће моћи да купују јавна и приватна авио-предузећа за истраживање. Неке капсуле ће се продавати као виле најбогатијим становницима земље, док ће се друге користити као хотели за свемирске туристе.
Привезиште ће се налазити у центру станице - одатле ће се људи и терет доставити лифтом до капсуле.
Компанија је одабрала начин прикупљања новцадвосмислено: она намерава да организује лутрију, чији ће добитници, поред новчане награде, имати прилику да бесплатно одлете до станице и преноће у њеној капсули. Компанија не открива када ће уређај бити лансиран у орбиту.
Сидебар
О стварању уређаја са вештачкимНАСА је такође користила гравитацију за дугорочна истраживања свемира. Године 2011. свемирска агенција је представила Наутилус-Кс, концепт летелице на надувавање која се окреће која би смањила ефекте микрогравитације на научнике на броду.
Претпостављено је да ће пројект коштати само$ 3,7 милијарди је веома мало за такве уређаје, а потребно је 64 месеца да се направи. Међутим, Наутилус-Кс није отишао даље од оригиналних цртежа и предлога.
Закључак
До сада је највероватнији начин да се добије имитацијагравитације, која ће заштитити брод од ефеката убрзања и обезбедити сталну гравитацију без потребе за сталним коришћењем мотора јесте детектовање честице негативне масе. Свака честица и античестица коју су научници икада открили има позитивну масу. Познато је да су негативна маса и гравитациона маса једна другој једнаке, али до сада истраживачи нису успели да покажу ово знање у пракси.
Истраживачи из експеримента АЛПХА у ЦЕРН-у су већсу створили антиводоник - стабилан облик неутралне антиматерије - и раде на томе да га изолују од свих других честица при веома малим брзинама. Ако научници успеју да то ураде, вероватно ће у блиској будућности вештачка гравитација постати стварнија него што је сада.