È difficile con la gravità, ma anche peggio senza di essa

Visto più di una volta nei film, "accendere" la gravità a bordo di un'astronave che viaggia nello spazio sembra molto bello. Solo che i loro creatori non spiegano quasi mai come si fa. A volte, come in 2001: Odissea nello spazio (1) o nei nuovi Passeggeri, viene mostrato che la nave deve essere ruotata per simulare la gravità.

Ci si può chiedere in modo alquanto provocatorio: perché la gravità è necessaria a bordo di un'astronave? Dopotutto, è più facile senza gravità generale, le persone si stancano meno, le cose trasportate non pesano nulla e molti compiti richiedono molto meno sforzo fisico.

Si scopre, tuttavia, che questo sforzo, associato al costante superamento della gravità, è estremamente necessario per noi e per il nostro corpo. Senza gravitàÈ stato a lungo dimostrato che gli astronauti sperimentano la perdita di massa ossea e muscolare. Gli astronauti sulla ISS si esercitano, lottano con la debolezza muscolare e la perdita ossea, ma perdono comunque massa ossea nello spazio. Hanno bisogno di fare due o tre ore di esercizio al giorno per mantenere la massa muscolare e la salute cardiovascolare. E non solo questi elementi, direttamente correlati al carico sul corpo, risentono dell'assenza di gravità. Ci sono problemi con il mantenimento dell'equilibrio, il corpo è disidratato. E questo è solo l'inizio dei problemi.

Si scopre che anche lui sta diventando più debole. Alcune cellule immunitarie non possono fare il loro lavoro e i globuli rossi muoiono. Provoca calcoli renali e indebolisce il cuore. Un gruppo di scienziati provenienti da Russia e Canada ha analizzato le conseguenze degli ultimi anni microgravità sulla composizione delle proteine ​​nei campioni di sangue di diciotto cosmonauti russi che vissero per sei mesi sulla Stazione Spaziale Internazionale. I risultati hanno mostrato che in assenza di gravità il sistema immunitario si comporta allo stesso modo di quando il corpo è infetto, perché il corpo umano non sa cosa fare e cerca di attivare tutti i possibili sistemi di difesa.

Possibilità di forza centrifuga

Quindi lo sappiamo già molto bene senza gravità non è buono, anzi pericoloso per la salute. E adesso? Non solo i registi, ma anche i ricercatori vedono un'opportunità in forza centrifuga. Essere gentile forze di inerzia, imita l'azione della gravità, agendo efficacemente in una direzione opposta al centro del sistema di riferimento inerziale.

L'applicabilità è stata studiata per molti anni. Al Massachusetts Institute of Technology, ad esempio, l'ex astronauta Lawrence Young ha testato una centrifuga, che ricorda in qualche modo una visione del film 2001: Odissea nello spazio. Le persone si sdraiano su un fianco sulla piattaforma, spingendo la struttura inerziale che ruota.

Poiché sappiamo che la forza centrifuga può almeno in parte sostituire la gravità, perché non costruiamo navi in ​​questo turno? Bene, si scopre che non tutto è così semplice, perché, in primo luogo, tali navi dovrebbero essere molto più grandi di quelle che costruiamo e ogni chilogrammo aggiuntivo di massa trasportato nello spazio costa molto.

Si consideri, ad esempio, la Stazione Spaziale Internazionale come punto di riferimento per confronti e valutazioni. Ha le dimensioni di un campo da calcio, ma gli alloggi sono solo una frazione delle sue dimensioni.

Simula la gravità In questo caso, la forza centrifuga può essere avvicinata in due modi. Oppure ogni elemento ruoterebbe separatamente, il che creerebbe piccoli sistemi, ma poi, come notano gli esperti, ciò potrebbe essere dovuto a impressioni non sempre piacevoli per gli astronauti, che potrebbero, ad esempio, sentire una gravità diversa nelle gambe rispetto alla parte superiore del corpo. In una versione più grande, l'intera ISS ruoterebbe, che, ovviamente, dovrebbe essere configurata in modo diverso, un po' come un anello (2). Al momento, costruire una struttura del genere comporterebbe costi enormi e sembra irrealistico.

2. Visione di un anello orbitale che fornisce gravità artificiale

Tuttavia, ci sono anche altre idee. per esempio, un gruppo di scienziati dell'Università del Colorado a Boulder sta lavorando a una soluzione un po' meno ambiziosa. Invece di misurare la "ricreare la gravità", gli scienziati si stanno concentrando sull'affrontare i problemi di salute associati alla mancanza di gravità nello spazio.

Come concepito dai ricercatori di Boulder, gli astronauti potrebbero strisciare in stanze speciali per diverse ore al giorno per ottenere una dose giornaliera di gravità, che dovrebbe risolvere i problemi di salute. I soggetti sono posti su una piattaforma metallica simile ad un carrello ospedaliero (3). Questa è chiamata una centrifuga che ruota a una velocità irregolare. La velocità angolare generata dalla centrifuga spinge le gambe della persona verso la base della piattaforma, come se stessero in piedi sotto il proprio peso.

3. Dispositivo testato presso l'Università di Boulder.

Sfortunatamente, questo tipo di esercizio è inevitabilmente associato alla nausea. I ricercatori hanno deciso di scoprire se la nausea è davvero un prezzo intrinseco ad essa associato. gravità artificiale. Gli astronauti possono addestrare i loro corpi per essere pronti per ulteriori forze G? Alla fine della decima sessione dei volontari, tutti i soggetti giravano ad una velocità media di circa diciassette giri al minuto senza conseguenze spiacevoli, nausea, ecc. Questo è un risultato significativo.

Ci sono idee alternative per la gravità su una nave. Questi includono, ad esempio, il Canadian Type System Design (LBNP), che a sua volta crea zavorra attorno alla vita di una persona, creando una sensazione di pesantezza nella parte inferiore del corpo. Ma basta che una persona eviti le conseguenze del volo spaziale, che sono spiacevoli per la salute? Sfortunatamente, questo non è accurato.