Искусственная невесомость: 6 способов ощутить невесомость на Земле |

Содержание

опасность для человек, способы достижения, космос, влияние, особенности

Микрогравитация или невесомость? Как правильно говорить, и что это вообще такое. На самом деле это одно и то же — это особое состояние за пределами земной (или какой-либо другой) гравитации. В этом месте гравитация почти не ощущается и тело космонавта находится в состоянии непрекращаемого свободного падения.

Невесомость можно испытать, например, в свободно падающем лифте или самолете (такие самолеты-акробаты используются для тренировок в искусственной невесомости), или на орбите Земли, на Международной космической станции. Длительное воздействие невесомости пагубно влияет на физическое состояние космонавтов, поэтому ученые изучают, как снизить уровень потери мышечной и костной массы в условиях микрогравитации, чтобы обезопасить будущих путешественников на Марс и дальше, за пределы Земли. Буквально полгода, проведенные на орбите, вызывают необратимые изменения в организме человека.

Самое обсуждаемое по теме Невесомость

Давайте поговорим об идеальном отдыхе в идеальном отеле. Ну, чтобы вид из окна был настолько головокружительным, насколько это возможно. Например, как вид на нашу планету или космические просторы с Международной космической станции (МКС). Начиная с 2025 года, очень состоятельные люди смогут планировать поездки не только в экзотические страны, но и прямиком на орбиту Земли. Американская компания The Gateway Foundation в своем Twitter опубликовала концепт самого настоящего космического отеля с искусственной гравитацией. Надо сказать, что выглядит эта космическая станция, названная в честь немецкого ученого Вернера фон Брауна, совсем не так, как мы привыкли.

Искусственная гравитация давно была описана в фантастических романах и показана в фильмах вроде «Космической одиссеи 2001 года». Теоретически возможность создания искусственной гравитации не отрицается. Однако до проектов, которые можно было бы протестировать в условиях космических станций в ближайшее время, дело практически не доходило. Но совсем скоро все может измениться благодаря стараниям команды CU Boulder.

Длительное пребывание в условиях невесомости приводит к проблемам со здоровьем — это факт. Например, людям уже известно, что при полете на Марс астронавты смогут испытать широкий спектр медицинских проблем, в числе которых есть атрофия мышц, недостаток кальция, ухудшение работы сердечно-легочной системы, нарушение зрения и даже ослабление иммунитета. Исследователи из мичиганской Больницы Генри Форда дополнили этот список еще одной проблемой — было доказано, что невесомость разрушает суставы, которые не восстанавливаются даже после возвращения на Землю.

Находясь длительное время в условиях невесомости, космонавты наносят своему здоровью сильный вред. В частности, у них сильно ослабевают мышцы и кости, и на данный момент они могут уменьшить ущерб только регулярными физическими упражнениями, и затем проходить длительный процесс восстановления на Земле. Кажется, скоро реабилитация ускорится — экипаж МКС проведет эксперимент, результаты которого помогут создать лекарство для лечения последствий пребывания в невесомости.

В 2016 году Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) впервые подтвердила существование гравитационных волн, вызванных столкновением двух черных дыр. В апреле этого года эта же обсерватория позволила совершить очередной «первое» документальное подтверждение другого катаклизмического явления. На этот раз LIGO зафиксировала как черная дыра пожирает нейтронную звезду, что также породило гравитационные волны.

Экипаж Международной Космической Станции постоянно изучает реакцию растений и животных на невесомость. Ранее исследователи NASA уже оценивали жизнеспособность лабораторных мышей в условиях без гравитации, но теперь они рассказали о более глубоком эксперименте, который сконцентрирован на слежении за их поведением и состоянием здоровья. Оказалось, что мыши очень быстро адаптируются к новым условиям, однако спустя неделю молодые особи начинают вести себя очень странным образом.

В 2017 году основатели лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO были удостоены Нобелевской премии. Она была дана им за обнаружение гравитационных волн, которые образуются при столкновении двух массивных космических объектов вроде черных дыр и нейтронных звезд. В ходе двух первых циклов их поиска были зафиксированы волны, образованные от слияния двух черных дыр и еще девять подобных событий. С тех пор исследователи улучшили свое оборудование, и с 1 апреля 2019 года намерены запустить третий цикл поиска.

Ни для кого не секрет, что NASA взвалило на себя непосильную задачу: отправить людей на Марс к 2030-м годам. Почему непосильную? Потому что достаточно понять, что обычная поездку туда займет от трех до шести месяцев, а экипажу придется пробыть на планете до двух лет прежде чем выравнивание планет позволит ему вернуться домой. Это означает, что астронавтам придется жить в условиях сниженной (микро) гравитации в течение трех лет как минимум — это значительно превышает текущий рекорд непрерывного пребывания в космосе, поставленного российским космонавтом Валерием Поляковам: 438 дней.

«Пять, четыре, три, два, один…» Вообще, пилоты авиалайнеров редко отсчитывают время до старта, будто запускают ракету. Но это необычный самолет. Как минимум, все на борту, не считая команды, имеют ученую степень и прошли полное медицинское обследование. Эта поездка не для слабонервных. Видите ли, вам не обязательно лететь в космос, чтобы испытать невесомость. Сью Нельсон с BBC рассказала, как пассажиров отправляют в условия микрогравитации — хотя бы на пару секунд.

Поместите человека в космос, подальше от гравитационных пут земной поверхности, и он будет ощущать невесомость. Хотя все массы Вселенной все еще будут воздействовать на него гравитационно, они также будут притягивать и любой космический аппарат, в котором находится человек, поэтому он будет плавать. И все же по телевизору нам показывали, что экипаж некоего космического судна вполне успешно ходит ногами по полу при любых условиях. Для этого используется искусственная гравитация, создаваемая установками на борту фантастического судна. Насколько это близко к реальной науке?

Проблема искусственной гравитации

В последнее время появилось много работ, в которых авторы анализируют возможные последствия длительного пребывания человека в необычном для него состоянии невесомости. Обсуждается, естественно, и проблема создания искусственной гравитации на космическом корабле (под гравитацией понимается действие сил тяготения). В условиях Земли человек ощущает невесомость, как известно, лишь при свободном падении или при полете на самолете по параболической траектории (траектория Кеплера), когда ускорение движения равно ускорению силы тяжести. Все иные способы, например, погружение человека в жидкость, позволяют лишь частично воспроизвести некоторые изменения в функциях организма, возникающие при невесомости.

Часто понятие невесомости и нулевого гравитационного поля отождествляют. На самом же деле между ними есть принципиальное различие, которое можно пояснить следующим образом. Нулевое гравитационное поле (или нулевая гравитация) возможно лишь в отдельных точках космического пространства, где силы притяжения двух или нескольких небесных тел взаимно уравновешиваются. В таких точках невесомость статическая. Любое тело помещенное в такую точку космического пространства, не будет ничего весить.

Динамическая невесомость может возникнуть в любых других точках гравитационного поля, когда сила тяжести уравновешивается центробежной силой. Невесомость этого рода возникает, например, при вращении искусственного спутника Земли по круговой или эллиптической орбите.

Американский ученый Э. Джонс приводит некоторые расчеты, относящиеся к полету космического корабля с Земли на Луну. Выбранная автором траектория полета имеет длину 384 тысячи километров. Примерно через семь часов после старта корабль достигает второй космической скорости и летит с этой скоростью в течение пяти часов, пока не попадет в сферу притяжения Луны. На расстоянии в 350 тысяч километров от Земли корабль проходит точку статической невесомости. На последнем этапе полета продолжительностью около семи часов разность гравитационных сил Земли и Луны будет составлять лишь тысячные доли силы нашего привычного земного тяготения.

Из этого примера следует, что в межпланетном полете на человека могут действовать лишь незначительные гравитационные силы, и он практически будет испытывать состояние статической невесомости.

Исследования влияния невесомости, проведенные при полетах американских космонавтов, показали, что организм человека может приспосабливаться к состоянию относительно кратковременной невесомости. Люди могут находиться в ней без существенных нарушений в системах организма. Однако это приспособление не во всех случаях достаточно совершенно. Кроме того, ученые пока не знают, как перенесет человек длительную невесомость — недели, месяцы. Есть основания думать, что в таких случаях возможны вегетативно-вестибулярные расстройства, которые примут форму болезни укачивания. (А еще интересно как в условиях искусственной гравитации и невесомости люди смогут осуществлять разные привычные действия, например, ту же заправку картриджей, хотя наверняка специалисты, которых можно найти по ссылке tend.kiev. ua/zapravka-kartridzhej/ смогут профессионально заправить картридж и в условиях невесомости).

Резкое снижение мышечной деятельности и уменьшение потребности в энергии могут привести в длительном космическом полете к мышечной адинамии. Невесомость резко снижает нагрузку на сердечнососудистую систему, поскольку отпадает нужда в мышечной работе и облегчается работа сердца по перемещению крови в кровяном русле. Это, в свою очередь, вызывает изменение обменных процессов. Следствием всего этого будет уменьшение потока информации, поступающей в мозговые центры от костно-мышечного аппарата и внутренних органов. А это может сказаться на нервно-психических реакциях космонавта.

Резкие смены условий гравитации могут оказать особенно вредное воздействие на организм, ослабленный адинамией, при возвращении космонавта на Землю и входе в плотные слои атмосферы.

Отмечено, что у американских космонавтов Шепарда, Гриссома и Гленна на этапе перехода от состояния невесомости к перегрузкам наблюдалось резкое учащение пульса, повышение температуры и кровяного давления. У Карпентера эти явления были наиболее продолжительными. Длительная невесомость, по-видимому, будет снижать работоспособность космонавтов и вследствие того, что при таком состоянии затрудняется передвижение по космическому кораблю, ведение ремонтно-монтажных работ, связанных с применением инструментов. Невесомость создает ряд проблем, затрудняющих обслуживание корабля, она делает непригодными открытые контейнеры и камеры для хранения предметов. Из-за нее в кабине корабля будут свободно плавать пыль, грязь и т. д. В целом невесомость может создать серьезные трудности при полете человека на Луну, Марс, Венеру и другие планеты.

Начиная с К. Э. Циолковского (1911 г.), многие ученые (Оберт, Браун и др.) считали, что лучшей защитой космонавта от неблагоприятного действия невесомости может служить искусственная гравитация.

Чтобы понять сущность искусственной гравитации, следует иметь в виду, что на человека, когда он идет на земле, кроме сил, действие которых он отчетливо ощущает (например, сила тяжести, сила трения и др. ), действуют еще силы, которые настолько малы, что он их не замечает. К ним относятся центробежная и кориолисова силы инерции. Причиной возникновения этих сил является вращение Земли.

Предположим, что основанием, на котором стоит человек, является не Земля, а внутренняя стенка космического корабля. Если этот корабль будет вращаться вокруг оси симметрии, то на человека будет действовать центробежная сила, которая прижмет его к полу, так же как сила тяжести прижимает человека к Земле. Все части человеческого тела обретут вес, так же как и все предметы, находящиеся на космическом корабле.

Посмотрим, однако, все ли при этом будет так, как на Земле. Оказывается, что нет. Величина центробежной силы зависит от радиуса вращения. А голова и руки человека, стоящего на «полу» кабины космического корабля, ближе к оси вращения, чем ноги. Следовательно, центробежная сила, заменяющая в данном случае силу тяжести, будет непрерывно нарастать в направлении от головы к ногам. Поэтому двигать ногами будет труднее, чем головой и руками. Эту разность величин центробежной силы, действующей на голову и ноги человека, называют гравитационным градиентом.

Чем меньше радиус вращения, тем ощутимее для человека этот градиент. Однако пока нет никаких экспериментальных данных о действии гравитационного градиента. Некоторые исследователи (Пенн, Дол и др.) считают, что разность величин центробежной силы, действующей на голову и ноги человека (в расчете на единицу массы), не должна превышать 15 процентов максимальной величины этой силы. Тогда, если принять, что рост человека равен 1,8 метра, радиус вращения кабины космического корабля должен быть не меньше 12 метров.

Предположим теперь, что человек не стоит на месте, а идет по космическому кораблю. Тогда, кроме центробежной силы, на него начнет действовать кориолисова сила инерции. Человек обязательно почувствует это, так как угловая скорость вращения корабля гораздо больше угловой скорости вращения Земли.

Если человек поднимается по лестнице внутри космического корабля, то кориолисова сила инерции будет стремиться сместить его вправо, если же он опускается, то кориолисова сила будет стремиться сдвинуть его влево. Если же человек будет двигаться в сторону вращения корабля, то сила Кориолиса будет прижимать его к полу, если же он будет двигаться против вращения, то сила инерции будет стремиться его приподнять. Только если человек будет перемещаться параллельно оси вращения корабля, он будет избавлен от действия этой столь непривычной для него силы.

Автор: А. Волков.

Дом — Zero-G

Будьте смелыми:

Question Gravity™

Опыт невесомости ^® — это уникальная возможность испытать настоящую невесомость, не отправляясь в космос! Летая на специально модифицированном Боинге 727, вы окажетесь в невесомости, которая позволит вам парить, переворачиваться и парить, как космонавт.

Забронируйте билет The Zero-G Experience ^® сейчас за 8200 долларов США + налог 5% на человека. Каждый билет включает в себя 15 парабол, ваш собственный летный костюм в невесомости, товары в невесомости, праздник регравитации, сертификат о прохождении в невесомости, фотографии и видео вашего уникального опыта.

Посмотрите наше расписание и забронируйте место уже сегодня!

Испытание в невесомости

^®

Парите, как космонавт, и летайте, как супергерой, в невесомости. Опыт невесомости ^® — единственный в своем роде.

Узнать больше >

Бронирование

Уникальная возможность теперь может быть вашей. Забронируйте место на борту G-FORCE ONE ^® уже сегодня!

Узнать больше >

Исследования/Обучение

Zero-G предлагает беспрецедентный доступ к космическим средам для передовых исследований и обучения по цене, которая будет соответствовать вашему бюджету.

Узнать больше >

Образование

Прекрасные возможности для преподавателей и студентов. Узнайте о существующих программах или о том, как мы можем помочь вам в их создании.

Узнать больше >

Отзывы

Самый удивительный опыт. Просто не передать словами.

Кеннет С.

Какая фигня. Я 85-летний авантюрный парень, который получил этот подарок невесомости от моей 60-летней жены на мой день рождения. Какой подарок на день рождения!! Я только что провел время в своей жизни, плавая в невесомости. Уникальный и незабываемый опыт. Моя рекомендация — просто сделайте это.

Алан К.

Это был потрясающий опыт для нашей семьи, вы делаете марсианскую гравитацию, лунную гравитацию и вообще 0g очень круто.

Дженнифер Т.

Это был удивительно интересный опыт. Взлетел в Ньюарке, но сначала вылетел с восточной стороны Нью-Йорка на вертолете. Прекрасная поездка по городу была только началом. Персонал Zero-G был информативным и представительным и мог успокоить всех. Ощущение невесомости было лучше, чем любая захватывающая поездка на земле. Летать, кувыркаться в воздухе, видеть капли воды, поднимающиеся вверх, а не вниз, и делать замечательные снимки всего этого от фотографа Zero G — это было лучше, чем ожидалось. Мечты сбываются.

Крейг К.

Я дважды летал в невесомости, причем в последний раз я брал с собой жену и 13-летнюю дочь. Оба раза опыт был AmAzInG, и я бы порекомендовал его всем, кто ищет приключений, молодым и старым. Моя дочь не перестанет говорить об этом. На Земле нет ничего подобного!

Майкл Т.

Это был самый удивительный опыт, который у меня был. Нет слов, чтобы описать впечатления от невесомости!! Экипаж и команда проделали потрясающую работу, подготовив нас к этому невероятному опыту, который сделал его еще более запоминающимся!! Это необходимо сделать!

Lee Ann B.

Расписание рейсов — Zero-G

Выберите рейс из расписания ниже. Для личного опыта проверьте
из нашего варианта чартерных рейсов.

Не знаете, куда и когда хотите лететь?

Купить подарочную карту

март 2023

Лонг-Бич, Калифорния (LGB)

18 марта 2023 г.

Zero-G Experience® — это уникальная возможность
ощутить настоящую невесомость. Это не симуляция — это реальная жизнь, без гравитации.

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболами

Цена: 8 200,00 долларов США долларов США на человека

Забронируйте сейчас

Окленд, Калифорния (OAK)

25 марта 2023 г.

Zero-G Experience® — уникальная возможность испытать
настоящая невесомость. Это не симуляция — это реальная жизнь, без гравитации.

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболами

Цена: 8 200,00 долларов США долларов США на человека

Забронировать

апрель 2023 г.

Сиэтл, Вашингтон (BFI)

1 апреля 2023 г.

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболами

Цена: 8 200,00 долларов США долларов США на человека

Забронируйте сейчас

Лонг-Бич, Калифорния (LGB)

8 апреля 2023 г.

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболы

Цена: 8 200,00 долларов США долларов США на человека

Забронируйте сейчас

Хьюстон, Техас (HOU)

15 апреля 2023 г.

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболами

Цена: 8 200,00 долларов США на человека

Забронировать сейчас

Космический центр Кеннеди, Флорида (LLF)

22 апреля 2023 г.

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболами

Цена: 8 200,00 долларов США долларов США на человека

Книга
Сейчас

Май 2023

Нью-Йорк, штат Нью-Йорк (EWR)

20 мая 2023 г.

Zero-G Experience® — это уникальная возможность
ощутить настоящую невесомость. Включает перелет на вертолете BLADE из Манхэттена в оба конца.
Международный аэропорт Ньюарк Либерти

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболами

Цена: 8 500 долларов США на человека

Забронировать сейчас

июнь 2023 г.

Нью-Йорк, штат Нью-Йорк (EWR)

4 июня 2023 г.

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболами

Цена: 8 500 долларов США на человека

Забронировать сейчас

Хьюстон, Техас (HOU)

10 июня 2023 г.

Zero-G Experience® — это уникальная возможность
опыт
настоящая невесомость. Это не симуляция — это реальная жизнь, без гравитации.

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболами

Цена: 8 200 долларов США на человека

Забронировать сейчас

август 2023

Лонг-Бич, Калифорния (LGB)

19 августа 2023 г.

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболами

Цена: 8 200,00 долларов США долларов США на человека

Забронируйте сейчас

Лонг-Бич, Калифорния (LGB)

26 августа 2023 г.

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболы

Цена: 8 200,00 долларов США долларов США на человека

Забронировать

Сентябрь 2023

Окленд, Калифорния (ДУБ)

2 сентября 2023 г.

Продолжительность: 5 часов (прибл.) с 15 параболами

Цена: 8 200,00 долларов США долларов США на человека

Забронируйте сейчас

Сиэтл, Вашингтон (BFI)

9 сентября 2023 г.