Prostorni izlet: kako funkcionira bestežinsko stanje?

Često smo vidjeli fotografije astronauta,na primjer, unutar Međunarodne svemirske postaje. Što mogu reći - film "Gravitacija" nije samo "Oscar". Dokaz da postoje mjesta gdje gravitacija nije prisutna kao takva može se naći svugdje. No, iako bestežinsko stanje izgleda smiješno, a svatko od nas vjerojatno ne bi odbio priliku da to iskusi za sebe, ljudsko tijelo se s njim ne ponaša dobro. Glava je zujanje i mišići nogu se skupljaju. Dugoročno, mišići slabe i kosti postaju krhke. Ovi učinci mogu uzrokovati ozbiljna oštećenja vašeg tijela, pogotovo ako idete na dugi let na Mars.

U ovom članku ćemo vas odvesti na brodMeđunarodna svemirska postaja i reći vam što bestežinsko stanje čini s vašim tijelom, koje se promjene mogu dogoditi i što učiniti kako bi se spriječile ili preokrenule te nuspojave.

Upoznajte mikrogravitaciju

Zamislite da nosite odijelo iležati na leđima u palubi letjelice. Ležite na leđima nekoliko sati dok se piloti i centar za kontrolu leta pripremaju za lansiranje. Obično, kada stojite uspravno, gravitacija povlači krv, tako da se svi njezini bazeni skupljaju pred vašim nogama. Međutim, budući da ležite na leđima, krv se distribuira na različite načine u vašem tijelu, uključujući i nakupljanje u vašoj glavi, jer su vaše noge podignute. Glava mi je malo teška, kao da si se upravo probudio.

Raketni motori zapaljuju se i osjećateubrzanje. Gurnuli ste u stolicu dok uređaj polijeće. Gravitacija i povećanje brzine broda povećavaju se tri puta (na nekim valjakama možete doživjeti tu razinu ubrzanja). Prsa su stisnuta, disanje postaje malo teže. Nakon osam i pol minuta nalazite se u svemiru i počinjete doživljavati potpuno drugačiji osjećaj: bestežinsko stanje.

Točan izraz za bestežinsko stanje jemicrogravity. Niste bestežinski, jer gravitacija Zemlje drži vas i zrakoplove u orbiti. Nalazite se u stanju slobodnog pada, kao da ste upravo skočili iz aviona, osim što padate vodoravno i nikada ne padnete. Pretpostavimo da stojite na skali, i oni pokazuju vašu težinu, kao što gravitacija vuče i vas i vage. Budući da su vage na tlu, one se odupiru s jednakom snagom - i ova sila je vaša težina. Ali ako skočite s litice, stojeći na skali, i vi i vaga će vas privući gravitacija. Nećete vršiti pritisak na vagu i neće vas pritisnuti. Vaša težina će biti nula. Ovo je Newtonov zakon.

Budući da je svemirska letjelica i svi objekti u njojpada s jednom brzinom - sve što nije fiksno pluta. Ako imate dugu kosu, oni će plutati oko vašeg lica. Ako sipate vodu iz čaše, ona će se skupiti u veliku sferičnu kap, koja se može razbiti na manje kapi. I sami knedle i slatkiši plivat će vam u usta ako ih gurnete duž željene putanje. Sjedeći u stolici, nećete znati da sjedite, jer vaše tijelo neće vršiti pritisak na stolicu. Ako se ne držite, odletjet ćete. Štoviše, ako se ne držite za zid ili pod rukom ili nogom, nećete se moći pomaknuti - nema se što odmicati. Iz tog razloga u svakoj letjelici uvijek ima mnogo rukohvata za ruke i noge.

Što je okus mikrogravitacije?

Kada se prvi put nađete u stanju bestežinskog stanja, osjetit ćete sljedeće:

- mučnina;

- dezorijentiranost;

- glavobolja;

- gubitak apetita;

- zatvor;

- Još jedna stvar ...

Što duže ostajete u uvjetimamikrogravitacija, slabiji su vaši mišići i kosti. Ove senzacije će biti uzrokovane različitim promjenama u vašem tjelesnom sustavu. Pogledajmo pobliže kako tijelo reagira na bestežinsko stanje.

Kozmička bolest

Mučnina i dezorijentacija su okusaOsjećaj sisa u želucu kada automobil "leti" niz stazu ili vas pokupi na vrtuljku. Samo na brodu taj osjećaj traje nekoliko dana. Taj osjećaj kozmičke bolesti, slabost pokretljivosti, kada vaš mozak prima konfliktne informacije iz vestibularnih organa koji se nalaze u vašem unutarnjem uhu. Vaše oči vide gdje se mogu kretati gore i dolje u brodu, ali vaš se vestibularni sustav oslanja na gravitaciju, određujući smjerove koji ne rade u bestežinskom stanju. Stoga, vaše oči mogu reći mozgu da se krećete od vrha do dna, ali vaš mozak neće razumjeti. To uzrokuje dezorijentaciju i mučninu, što može dovesti do gubitka apetita i povraćanja. Srećom, nakon nekoliko dana, mozak se prilagođava i počinje reagirati samo na vizualne signale. Tablete također pomažu.

Puffy lice i pileće noge

Pod mikrogravitacijom, vaše će lice bitinatečen, a sinusi - preopterećeni, što će uzrokovati glavobolju i oslabljen pokretljivost. Na Zemlji, to se može osjetiti ako stojite naopako - krv vam trči u glavu.

Na Zemlji, gravitacija povlači vašu krv,kao rezultat toga, njegove značajne količine se nakupljaju u venama nogu. Čim se nađete u mikrogravitaciji, krv će se pomaknuti od vaših nogu do prsa i glave. Lice je otečeno, a noge, naprotiv, smanjit će se.

Kada krv prođe u prsa, srcepovećava veličinu i pumpa više krvi sa svakim otkucajima. Bubrezi reagiraju na taj povećani protok krvi stvarajući više urina, kao da ste popili veliku čašu vode. Osim toga, povećanje protoka krvi smanjuje razinu izlučivanja hipofize antidiuretskog hormona (ADH), što smanjuje žeđ. Nećete htjeti piti toliko vode kao na Zemlji. Zajedno, ova dva faktora pomoći će vašim prsima i glavi da se riješe viška tekućine za nekoliko dana, a protok tjelesne tekućine će se normalizirati (za kozmičke uvjete). Po povratku na Zemlju, više ćete piti i osjećati se umorno, ali će proći.

Kozmička anemija

Kako vam bubrezi uklanjaju višakTekućina također smanjuje izlučivanje eritropoetina - hormona koji stimulira proizvodnju crvenih krvnih stanica pomoću stanica koštane srži. Smanjenje proizvodnje crvenih krvnih stanica popraćeno je smanjenjem volumena plazme, tako da je hematokrit (postotak volumena krvi koji zauzimaju crvena krvna tijela) isti kao i na Zemlji. Po povratku na Zemlju, razina eritropoetina će se povećati, kao i broj crvenih krvnih stanica.

Slabi mišići

Kada ste u mikrogravitaciji,Vaše tijelo poprima položaj fetusa: malo se savijate, ruke i noge također poprimaju polu-savijeno stanje. U tom položaju ne koristite mnoge mišiće, osobito one koje vam pomažu u održavanju držanja (antigravitacijski mišići). Dok ostanete na ISS-u, vaši se mišići mijenjaju. Njihova težina se smanjuje, što dovodi do "piletine noge". Vaše tijelo više ne treba mišiće koji se polako skupljaju, poput onih koji se koriste u stojećem položaju. Za brže kretanje oko stanice potrebna su brza vlakna. Što više ostajete na ISS-u, to ćete manje mišićne mase imati. Gubitak mišićne mase vas slabi, a to je, usput rečeno, ozbiljan problem za duge letove, osobito nakon povratka na Zemlju.

krhkih kostiju

Na Zemlji, vaše kosti podržavaju vašu tjelesnu težinu. Veličina i težina kostiju su pažljivo izbalansirane. Pod mikrogravitacijom, vaše kosti više ne moraju podržavati vaše tijelo, tako da se sve vaše kosti, posebno one koje nose, oko kukova, bedara i donjeg dijela leđa koriste manje nego na Zemlji. Veličina i težina kostiju u bestežinskom stanju smanjuju se za oko 1% mjesečno. Kao rezultat toga, oni se mogu jednostavno srušiti nakon povratka na Zemlju. Nije poznato koliki postotak kostiju treba vratiti nakon povratka na Zemlju, ali definitivno nije jednak 100. Upravo taj problem ograničava vrijeme provedeno u prostoru.

Osim slabih kostiju, koncentracija kalcija u krvi dovodi do bolesti bubrega, koje trebaju ukloniti višak kalcija. Može se formirati bubrežni kamenac.

protumjere

Što se može učiniti kako bi vam olakšali boravakuvjetima mikrogravitacije? Što se tiče neživih stvari, svaki objekt na postaji ili brodu treba pohraniti u ormar, vezati ili pričvrstiti na zid pomoću čičak.

Na primjer, ako jedete u nultoj gravitaciji,Morate čvrsto stajati na nogama, a pladanj za obrok mora biti pričvršćen za vas pomoću remena. Kao što znate, hrana se obično sprema u epruvete i polu-tekuća je masa, neka riža ili pašteta, koja se lako može istisnuti iz cijevi i neće otplutati. Prijenosna oprema, poput prijenosnog računala, također je povezana s vama ili sa zidom broda.

Sjetimo se da je na našem brodu naše tijelou osnovi prolazi kroz tri promjene: gubitak tekućine, gubitak mišićnog tkiva i gubitak koštane mase. Što treba učiniti kako bi se ti gubici sveli na najmanju moguću mjeru?

Gubitak tekućine

Jedna od mjera protiv gubitka tekućine jeuređaj nazvan "negativan pritisak donjeg dijela tijela" (NBT) koji djeluje kao usisavač kako bi spustio struk dok drži tekućinu u nogama. Ovaj se uređaj može priključiti na simulator, na primjer, na pokretnu traku. Jednom dnevno možete vježbati s ODNT-om 30 minuta, održavajući kardiovaskularni sustav u stanju blizu Zemlje.

Osim toga, prije povratka na Zemlju, možete pitimnogo vode ili otopine elektrolita kako bi se vratila izgubljena tekućina u tijelu. To će upozoriti na nesvjesticu nakon izlaska iz svemirske letjelice.

Mišićni i koštani gubitak

NASA i Roscosmos su otkrili da je to najbolji načinKako bi se smanjio gubitak mišićne i koštane mase u prostoru - ovo je trajna vježba. Oni treniraju mišiće, sprječavaju njihovu degradaciju i stvaraju opterećenje na kostima, simulirajući težinu. Svaki dan u trajanju od dva sata na različitoj opremi u posebnim trakama - možete smanjiti gubitak mišićne i koštane mase.

Međutim, znanstvenici prepoznaju da je potrebno višeistraživanja kako bi se utvrdile kvalitete protumjera. I na ISS-u i na Zemlji, uz pomoć ljudi i životinja. Rezultati istraživanja mogu otvoriti put za duga putovanja, primjerice, na Mars.

Kako simulirati mikrogravitaciju na Zemlji?

Postoji nekoliko ljudskih i životinjskih modela za modeliranje i proučavanje mikrogravitacije na Zemlji.

Nagnite glavu

Čovjek leži na krevetu, nagnuvši glavu.oko 5 stupnjeva od vodoravne linije. Nagib reproducira pomicanje tjelesnih tekućina koje se javljaju u uvjetima gravitacije. Osim toga, kosti koje nose i mišići se ne koriste, što uzrokuje atrofiju.

Uronite u bazen

Stavljanje predmeta u toplu bazenu s vodom dulje vrijeme. Uzgon vode preraspodjeljuje tekućine u tijelu i olakšava nošenje kostiju i mišića, stvarajući mikrogravitacijske uvjete.

Vješanje za repom štakora

Štakori su suspendirani repovima u kavezima tijekom dugog vremenskog razdoblja. Ta situacija izaziva pomicanje tekućina i neaktivnost stražnjih udova, što dovodi do propadanja mišića i kostiju.

Umjetna mikrogravitacija

Letjeti avionom koji letiparabolična putanja gore i dolje, stvarajući 30 sekundi mikrogravitacije na svakom vrhu. NASA koristi ovu tehniku ​​za treniranje astronauta, a također pruža mogućnost svima da iskuse taj osjećaj.