Space ekskursjon: hvordan fungerer vektløshet?

Vi har ofte sett bilder av astronauter,Flytende, for eksempel, inne i den internasjonale romstasjonen. Hva kan jeg si - filmen "Gravity" er ikke bare "Oscar" mottatt. Bevis for at det er steder der tyngdekraften er fraværende som sådan, finnes overalt. Men selv om vektløshet ser morsomt ut, og hver av oss sannsynligvis ikke ville ha nektet muligheten til å oppleve det for oss selv, behandler menneskekroppen det ikke veldig bra. Hodet er summende og beinmuskulaturen kontrakt. På lang sikt svekkes musklene og beinene blir skjøre. Disse effektene kan forårsake alvorlig skade på kroppen din, spesielt hvis du går på en lang flytur til Mars.

I denne artikkelen tar vi deg ombordDen internasjonale romstasjonen og fortelle deg hvilken vektløshed som gjør kroppen din, hvilke endringer som kan oppstå, og hva du skal gjøre for å forhindre eller reversere disse bivirkningene.

Møt mikrogravity

Tenk deg at du har på deg et mellomrom ogligg på ryggen i romskipet. Du ligger på ryggen i flere timer mens pilotene og flykontrollkontoret forbereder seg på å starte. Vanligvis, når du står rett, trekker tyngdekraften blodet ned, så hele bassengene samler seg til dine føtter. Men siden du ligger på ryggen, distribueres blod på forskjellige måter i kroppen din, inkludert akkumulering i hodet ditt, fordi beina dine er oppvokst. Hodet mitt er litt tungt, som om du nettopp våknet.

Raketmotorer antennes og du følerakselerasjon. Du blir presset inn i en stol som enheten tar av. Gravity sammen med en økning i fartøyets fart øker tre ganger (på noen bergbaner kan du oppleve dette nivået av akselerasjon). Brystet ditt er komprimert, pusten blir litt vanskelig. Etter åtte og et halvt minutt finner du deg selv i rommet og begynner å oppleve en helt annen følelse: vektløshet.

Den rette termen for vektløshet ermikrogravitasjon. Du er ikke vektløs, da jordens tyngdekraft holder deg og flyet i bane. Du er i en tilstand av fritt fall, som om du bare hoppet fra et fly, bortsett fra at du faller horisontalt og aldri faller. Anta at du står på en skala, og de viser din vekt, etter hvert som tyngdekraften trekker ned både deg og skalaene. Siden skalaene er på bakken, støter de opp med lik kraft - og denne kraften er din vekt. Men hvis du hopper fra en klippe, står på en skala, blir både deg og skalaene tiltrukket av tyngdekraften. Du vil ikke legge press på vektene, og de vil ikke legge press på deg. Din vekt vil være null. Dette er Newtons lov.

Siden romskipet og alle objekter i denfaller med en hastighet - alt som ikke er fast flyter. Hvis du har langt hår, vil de flyte rundt ansiktet ditt. Hvis du fyller vann fra et glass, samles det inn i en stor sfærisk dråpe, som kan brytes ned i mindre dråper. Dumplings og søtsaker selv vil svømme inn i munnen din dersom du skyver dem langs ønsket bane. Når du sitter i en stol, vet du ikke at du sitter, fordi kroppen din ikke vil legge press på stolen. Hvis du ikke holder på, flyter du bort. Videre, hvis du ikke holder fast på veggen eller gulvet med hånden eller foten, vil du ikke kunne budge - det er ingenting å presse av. Av denne grunn er det i noen romfartøy alltid mange ledestenger for armer og ben.

Hva er mikrogravity smak?

Når du først finner deg selv i en tilstand av vektløshet, vil du føle følgende:

kvalme

- desorientering;

hodepine

tap av appetitt

- forstoppelse

- enda en ting ...

Jo lenger du blir i forholdmikrogravity, jo svakere dine muskler og bein. Disse følelsene vil bli forårsaket av ulike endringer i kroppssystemene dine. La oss ta en nærmere titt på hvordan kroppen reagerer på vektløshet.

Kosmisk sykdom

Kvalme og desorientering som smaker likeSugende følelse i magen når bilen "flyr" nedover banen eller tar deg opp på karusellen. Bare ombord på skipet vil denne følelsen vare i flere dager. Denne følelsen av kosmisk sykdom, motilitetens svakhet, når hjernen din mottar motstridende informasjon fra vestibulære organer i ditt indre øre. Øynene dine ser hvor du skal flytte opp og ned i skipet, men ditt vestibulære system er avhengig av tyngdekraften, bestemmer retninger som ikke virker i vektløshet. Derfor kan øynene dine fortelle hjernen at du beveger deg fra topp til bunn, men hjernen din forstår ikke. Dette forårsaker desorientering og kvalme, noe som kan føre til tap av appetitt og oppkast. Heldigvis, etter noen dager, tilpasser hjernen seg og begynner å reagere utelukkende på visuelle signaler. Tabletter hjelper også.

Puffy ansikt og kylling ben

Under mikrogravity vil ditt ansiktpuffy og bihulene - overbelastet, noe som vil forårsake hodepine og nedsatt motilitet. På jorden kan dette føles hvis du står opp og ned - blodet rushes til hodet ditt.

På jorden trekker tyngdekraften blodet ditt,som et resultat akkumuleres de betydelige volumene i benene på bena. Så snart du befinner deg i mikrogravity, vil blodet bevege deg fra beina til bryst og hode. Ansiktet er hovent, og beina, tvert imot, vil falle i størrelse.

Når blodet går til brystet, hjertetøker i størrelse og pumper mer blod med hvert slag. Nyrene reagerer på denne økte blodstrømmen ved å produsere mer urin, som om du hadde drukket et stort glass vann. I tillegg reduserer en økning i blodstrømmen nivået av sekresjon av hypofysen av antidiuretisk hormon (ADH), noe som reduserer tørst. Du vil ikke drikke så mye vann som på jorden. Sammen vil disse to faktorene hjelpe brystet og hodet til å kvitte seg med overflødig væske om noen dager, og kroppens væskestrøm vil normalisere (for kosmiske forhold). Når du kommer tilbake til jorden, vil du drikke mer og føle deg trøtt, men det vil passere.

Kosmisk anemi

Som nyrene fjerner overflødigvæske, reduserer de også sekretjonen av erytropoietin - et hormon som stimulerer produksjonen av røde blodlegemer av benmargsceller. Reduksjonen i rød blodcelleproduksjon er ledsaget av en reduksjon i plasmavolumet, slik at hematokriten (prosentandelen av blodvolumet okkupert av røde blodlegemer) er det samme som på jorden. Når du kommer tilbake til jorden, vil ditt erytropoietinnivå øke, og det vil også være antall røde blodlegemer.

Svake muskler

Når du er i mikrogravity,kroppen din antar "fosteret" -posisjonen: du bøyer litt, armene og bena dine utgjør også en halvbøyet tilstand. I denne posisjonen bruker du ikke mange muskler, spesielt de som hjelper deg med å opprettholde din holdning (tyngdekraften). Mens du holder deg ombord på ISS, endres musklene dine. Vekten minker, noe som fører til "kyllingben". Kroppen din trenger ikke lenger muskler som sakte kontraherer, som de som brukes i stående stilling. Hurtigskjærefibre er nødvendig for å bevege seg raskere rundt stasjonen. Jo mer du blir på ISS, jo mindre muskelmasse vil du ha. Tap av muskelmasse svekker deg, og dette er for øvrig et alvorlig problem for lange flyvninger, spesielt etter at du har returnert til Jorden.

benskjørhet

På jorden, dine bein støtter kroppsvekten din. Størrelsen og vekten av beinene er nøye balansert. Under mikrogravity trenger ikke beinene dine å støtte kroppen din, så alle beinene dine, spesielt de som bærer, rundt hoftene, lårene og lendene, brukes mindre enn på jorden. Størrelsen og vekten av bein i vektløshet reduseres med om lag 1% per måned. Som et resultat kan de ganske enkelt kollapse når de kommer tilbake til jorden. Det er ikke kjent hvilken prosentandel av beinene som skal gjenopprettes etter retur til Jorden, men det er absolutt ikke lik 100. Det er dette problemet som begrenser tiden brukt i rommet.

I tillegg til svake bein fører konsentrasjonen av kalsium i blodet til nyresykdom, som må fjerne dette overskydende kalsium. Nyrestein kan danne seg.

mottiltak

Hva kan gjøres for å lette ditt opphold imikrogravity betingelser? Når det gjelder livløse ting, skal hvert objekt i en stasjon eller et skip lagres i et skap, festet eller festet til veggen med en velcro.

For eksempel, hvis du spiser i null tyngdekraften,Du må stå fast på føttene, og din matbrett må være festet til deg med en stropp. Som du vet, er mat vanligvis lagret i rør og er en halvflytende masse, litt ris eller pate, som lett kan klemmes ut av røret, og det vil ikke flyte bort. Bærbart utstyr, som en bærbar PC, er også knyttet til deg eller til veggen på et skip.

La oss huske at ombord på ISS vår kroppundergår i utgangspunktet tre endringer: tap av væske, tap av muskelvev og tap av benmasse. Hva skal gjøres for å minimere disse tapene?

Væsketap

En av motforanstaltninger for væsketap erEn enhet kalt "negativt trykk i underkroppen" (NBT) som fungerer som en støvsuger for å senke midjen din mens du holder væsken i bena. Denne enheten kan festes til simulatoren, for eksempel til en tredemølle. En gang om dagen kan du trene med ODNT i 30 minutter, og opprettholde kardiovaskulærsystemet i en tilstand nær jorden.

I tillegg kan du drikke før du går tilbake til jordenrikelig med vann eller elektrolyttoppløsning for å gjenopprette fortapt væske i kroppen. Dette vil advare om en svømmetur etter å ha forlatt romskipet.

Muskel og bein tap

NASA og Roscosmos fant ut at den beste måtenFor å minimere tap av muskel og benmasse i rommet - dette er en permanent trening. De trener musklene, forhindrer nedbrytning og skaper en belastning på beinene, simulerer vekten. Hver dag i to timer på annet utstyr i spesielle stropper - og du kan minimere tap av muskel og benmasse.

Men forskere innser at mer er nødvendigforskning for å identifisere kvalitets motforanstaltninger. Og både ombord på ISS og på jorden, både med hjelp av mennesker og dyr. Forskningsresultater kan bane vei for lange turer, for eksempel til Mars.

Hvordan simulere mikrogravity på jorden?

Det finnes flere menneskelige og dyremodeller for modellering og studier av mikrogravity på jorden.

Hodet tilt

Mannen ligger på sengen og vipper hodetca 5 grader fra den horisontale linjen. Hellingen reproduserer forskyvningen av kroppsvæsker som oppstår under tyngdekraften. I tillegg benyttes ikke bein og muskler, og derved forårsaker atrofi.

Dykke inn i bassenget

Plasser varen i et varmt basseng med vann i lang tid. Oppdrift av vann omfordeler væsker i kroppen og letter bærebeinene og musklene, og skaper mikrogravity-forhold.

Henger ved rottens hale

Rotter er suspendert av haler i bure i lange perioder. Denne situasjonen provoserer flytningen av væsker og inaktiviteten til baklidene, noe som fører til forverring av muskler og ben.

Kunstig mikrogravity

Flyger på et fly som flyr forbiparabolske bane opp og ned, og skaper 30 sekunders mikrogravityper ved hver topp. NASA bruker denne teknikken til å trene astronauter, og gir også en mulighet for alle å oppleve denne følelsen.