tér

Tér kirándulás: hogyan működik a súlytalanság?

Gyakran láttuk az űrhajósok fotóit,lebeg, például a Nemzetközi Űrállomáson. Mit mondhatnék - a "Gravity" film nem csak "Oscar". Mindenhol megtalálható a bizonyíték arra, hogy vannak olyan helyek, ahol a gravitáció hiányzik. De bár a súlytalanság viccesnek tűnik, és mindannyian valószínűleg nem utasították volna el magunknak azt a lehetőséget, hogy megtapasztalhassuk, az emberi test nem bánik nagyon jól. A fej zümmög, és a lábizmok összehúzódnak. Hosszú távon az izmok gyengülnek és a csontok törékenyek lesznek. Ezek a hatások súlyos károsodást okozhatnak a szervezetben, különösen, ha egy hosszú járatra megy Marsba.

Ebben a cikkben fedezünk felNemzetközi Űrállomás és mondja meg, hogy mi a súlytalanság a testével, milyen változások történhetnek, és mit kell tenni, hogy megakadályozzák vagy megfordítsák ezeket a mellékhatásokat.

Ismerje meg a mikrogravitációt

Képzeld el, hogy űrruhát viselszfeküdjön a hátán az űrhajó fedélzetén. Több órára fekszel a hátadon, miközben a pilóták és a repülésvezérlő központ készülnek. Általában, amikor egyenesen állsz, a gravitáció lefelé húzza a vért, így a teljes medencéi összegyűlnek a lábadra. Mivel azonban a hátán fekszik, a vér különböző módon oszlik el a szervezetben, beleértve a fejben felhalmozódást, mert a lábad felemelkedik. A fejem egy kicsit nehéz, mintha csak felébredtél.

A rakétamotorok meggyulladnak és érzed magadgyorsulás. A készülék levétele közben egy székre tolódik be. A gravitáció és a hajó sebességének növekedése háromszor növekszik (néhány görgős hullámvasútnál tapasztalható a gyorsulás szintje). A mellkasod tömörül, a légzés kicsit nehéz lesz. Nyolc és fél perc múlva megtalálod magad a térben, és egy teljesen más érzést tapasztalsz: súlytalanság.

A súlytalanság helyes fogalmasúlytalanságban. Ön nem súlytalan, mivel a föld gravitációja megtartja Önt és a repülőgépet pályán. Ön szabad esés állapotában van, mintha csak egy síkról ugrottál volna, kivéve, hogy vízszintesen esik, és soha nem esik le. Tegyük fel, hogy egy skálán állsz, és megmutatod a súlyodat, mivel a gravitáció mind a te, mind a mérleget lefelé húzza. Mivel a mérlegek a földön vannak, ugyanolyan erővel támadnak felfelé, és ez az erő a súlyod. De ha egy szikláról ugrik, egy skálán állva, mind a mérleget, mind a mérleget vonzza a gravitáció. Nem fog nyomást gyakorolni a mérlegekre, és nem fognak nyomást gyakorolni rád. A súlya nulla lesz. Ez Newton törvénye.

Mivel az űrhajó és az összes objektum benne vanegy sebességgel eső - minden, ami nem rögzített úszó. Ha hosszú haja van, lebegnek az arcod körül. Ha vizet öntött egy üvegből, egy nagy gömbcseppbe kerül, amely kisebb cseppekre bontható. Maguk a gombócok és édességek úsznak a szájába, ha a kívánt pályán haladnak. Egy széken ülve nem fogod tudni, hogy ülsz, mert a tested nem fog nyomást gyakorolni a székre. Ha nem tartasz, akkor úszni fogsz. Továbbá, ha nem tartja a kezét vagy lábát a falra vagy a padlóra, akkor nem leszel képes lemorzsolódni - nincs semmi, amiből ki lehet húzni. Ezért minden űrhajón mindig sok karfa van a karok és a lábak számára.

Mi a mikrogravitációs íz?

Amikor súlytalanság állapotában találja magát, az alábbiakat fogja érezni:

- hányinger;

- dezorientáció;

- fejfájás;

- étvágytalanság;

- székrekedés;

- még egy dolog ...

Minél hosszabb ideig maradsz körülmények közöttmikrogravitáció, annál gyengébb az izmok és a csontok. Ezeket az érzéseket a testrendszered különböző változásai okozzák. Nézzük meg közelebbről, hogy a test hogyan reagál a súlytalanságra.

Kozmikus betegség

Hányinger és dezorientáció, amely tetszikSzívás érzés a gyomorban, amikor az autó "legyek" a pályán, vagy felveszi a karusszel. Csak a hajó fedélzetén marad ez az érzés több napig. Ez a kozmikus betegség érzése, a mozgékonyság gyengesége, amikor az agyad ellentétes információkat kap a belső fülében található vestibularis szervekből. A szemed látják, hová és felfelé mozognak a hajón, de a vestibularis rendszer a gravitációra támaszkodik, meghatározva az irányokat, amelyek nem működnek súlytalanságban. Ezért a szemed elmondhatják az agynak, hogy felülről lefelé haladsz, de az agyad nem fogja megérteni. Ez dezorientációt és hányingert okoz, ami étvágytalansághoz és hányáshoz vezethet. Szerencsére néhány nap múlva az agy alkalmazkodik és csak vizuális jelekre reagál. A tabletta is segít.

Puha arc és csirkecomb

A mikrogravitáció alatt az arcod leszpuffadt, és a szinuszok túlterheltek, ami fejfájást és mozgásképtelenséget okoz. A Földön ez érezhető, ha fejjel lefelé állsz - a vér a fejed felé rohan.

A Földön a gravitáció húzza a vérét,ennek eredményeképpen jelentős mennyiségei felhalmozódnak a lábak vénáiban Amint megtalálod magad a mikrogravitációban, a vér a lábadról a mellkasodra és a fejedre mozog. Az arc duzzadt, a lábak pedig éppen mérete csökken.

Amikor a vér átmegy a mellkasra, a szíva méret megnő, és minden veréssel több vért pumpál. A vesék reagálnak erre a megnövekedett véráramra több vizelet előállításával, mintha egy nagy pohár vizet ittak volna. Emellett a véráramlás növekedése csökkenti az antidiuretikus hormon (ADH) agyalapi mirigyének szekrécióját, ami csökkenti a szomjúságot. Nem akarsz annyi vizet inni, mint a Földön. Ezek a két tényező együttesen segíti a mellkasát és a fejét, hogy néhány napon belül megszabaduljon a felesleges folyadéktól, és a szervezet folyadékáramlása normalizálódik (kozmikus körülmények között). Visszatérve a Földre, többet fogsz inni, és fáradtnak érezte magát, de tovább fog menni.

Kozmikus anaemia

Mivel a vesék eltávolítják a feleslegetfolyadék, csökkentik az eritropoietin - a csontvelősejtek vörösvértestek termelését stimuláló hormon - szekrécióját. A vörösvérsejt-termelés csökkenését a plazma térfogatának csökkenése kíséri, így a hematokrit (a vörösvértestek által elfoglalt vérmennyiség százalékos aránya) megegyezik a Földön. A Földre való visszatérés után az eritropoietin szintje emelkedik, ahogy a vörösvértestek száma is.

Gyenge izmok

Mikor a mikrogravitációban van,a teste a „magzat” pozícióját veszi fel: egy kicsit hajlít, a karjai és a lábai is félig hajlított állapotban vannak. Ebben a helyzetben nem használunk sok izmot, különösen azokat, amelyek segítenek fenntartani a testtartást (anti-gravitációs izmok). Ahogy az ISS fedélzetén marad, az izmok megváltoznak. A súlyuk csökken, ami "csirkecomb" -hoz vezet. A testünknek már nincs szüksége olyan izmokra, amelyek lassan zsugorodnak, mint az álló helyzetben. Gyorsan vágó szálakra van szükség ahhoz, hogy gyorsabban mozoghassunk az állomás körül. Minél többet maradsz az ISS-en, annál kevesebb izomtömeget kapsz. Az izomtömeg elvesztése gyengíti Önt, és ez egyébként komoly probléma a hosszú járatoknál, különösen a Földre való visszatérés után.

törékeny csontok

A Földön a csontok támogatják a testtömegét. A csontok mérete és súlya gondosan kiegyensúlyozott. Mikrogravitáció alatt a csontjaidnak már nem kell támogatni a testedet, így minden csontodat, különösen azokat, amelyek csípődnek, combjainknak és alsó hátlapjainkat hordoznak, kevésbé használjuk, mint a Földön. A súlytalanságban a csontok mérete és súlya havonta körülbelül 1% -kal csökken. Ennek eredményeként egyszerűen összeomolhatnak, amikor visszatérnek a Földre. Nem ismert, hogy a csontok mennyi része visszaállítható a Földre való visszatérés után, de határozottan nem egyenlő 100-at. Ez a probléma korlátozza az űrben töltött időt.

A gyenge csontok mellett a vérben lévő kalcium koncentrációja vesebetegséghez vezet, amelyhez a felesleges kalciumot el kell távolítani. A vesekő alakulhat.

ellenintézkedések


Mit tehetünk azért, hogy megkönnyítsük az itt tartózkodástmikrogravitációs feltételek? Ami az élettelen dolgokat illeti, az állomáson vagy a hajón lévő minden tárgyat egy szekrényben kell tárolni, a tépőzárral kötve vagy a falhoz rögzítve.

Például, ha nulla gravitációban eszik,szilárdan álljanak a lábadra, és az étkezőtálcát hevederrel kell rögzíteni. Mint tudják, az ételeket általában csövekben tárolják, és félig folyékony tömegű, rizs vagy pástétom, amely könnyen kiszorítható a csőből, és nem lesz úszó. A hordozható berendezések, mint a laptop, szintén kötődnek Önhöz vagy a hajó falához.

Emlékezzünk, hogy az ISS fedélzetén a testünkalapvetően három változáson megy keresztül: folyadékveszteség, izomszövetvesztés és csonttömegvesztés. Mit kell tenni a veszteségek minimalizálása érdekében?

Folyadékveszteség

A folyadékveszteség egyik ellenintézkedéseegy olyan eszköz, amelyet az alsó test „negatív nyomásának” neveznek (NBT), amely úgy működik, mint egy porszívó, hogy lecsökkenti a derekát, miközben a folyadékot tartja a lábadban. Ez az eszköz csatlakoztatható a szimulátorhoz, például futópadhoz. Naponta egyszer 30 percig gyakorolhatja az ODNT-t, fenntartva a kardiovaszkuláris rendszert egy olyan állapotban, amely közel van a földhöz.

Továbbá, mielőtt visszatér a Földre, inni lehetsok vizet vagy elektrolit oldatot tartalmaz, hogy segítsen helyreállítani az elveszett folyadékot a szervezetben. Ez az űrhajóból való kilépés után figyelmezteti a hullámot.

Izom- és csontveszteség

NASA és Roscosmos rájöttek, hogy a legjobb módjaAz izom- és csonttömegveszteség minimalizálása érdekében - ez egy állandó edzés. Az izmokat kiképzik, megakadályozzák azok lebomlását, és a terheket szimulálják a csontokra. Minden nap két órán keresztül különféle felszereléseken speciális pántokban - és minimálisra csökkentheti az izom- és csonttömegveszteséget.

A tudósok azonban elismerik, hogy többre van szükségkutatás a minőségi ellenintézkedések meghatározására. És mind az ISS-en, mind a Földön, mind az emberek, mind az állatok segítségével. A kutatási eredmények megkönnyíthetik az utat a hosszú utakra, például a Marsra.

Hogyan szimulálható a Föld mikrogravitációja?

A Földön a mikrogravitáció modellezésére és tanulmányozására számos emberi és állati modell létezik.

Fejtengely

A férfi az ágyon fekszik, lefelé billentve a fejét.körülbelül 5 fokkal a vízszintes vonaltól. A lejtő megismétli a testfolyadékok elmozdulását, amely a gravitációs körülmények között következik be. Ezenkívül nem használnak csapágycsontokat és izmokat, ezáltal atrófiát okozva.

Merüljön a medencébe

Helyezze a terméket meleg vízben, hosszú ideig. A víz úszóképessége újra elosztja a folyadékokat a testben, és elősegíti a csontok és az izmok hordozását, mikrogravitációs feltételeket teremtve.

Lóg a patkány farka

A patkányokat a ketrecekben a farok hosszabb ideig felfüggesztik. Ez a helyzet a folyadékok elmozdulását és a hátsó végtagok inaktivitását idézi elő, ami az izmok és a csontok romlásához vezet.

Mesterséges mikrogravitáció

Repül egy olyan repülőgépen, amely repülparabolikus pálya felfelé és lefelé, minden csúcson 30 másodperces mikrogravitációs időszakot hozva létre. A NASA ezt a technikát használja az űrhajósok kiképzésére, és lehetőséget ad mindenkinek, hogy megtapasztalja ezt az érzést.