Содержание
С чего начинается космос? Или невесомость на Земле
С чего начинается космос? Или невесомость на Земле
А знаете ли вы, что прежде чем столкнутся с отсутсвием гравитации в космосе космотнавты тренируются в невесомости на Земле?
А где, можете спросить вы, есть такое место на нашей планете где отсутсвует гравитация? Есть такое место! А точнее даже не место, а чудо инженерной мысли — Ил-76 МДК.
Невесомость — крайне неприятное условие существования, при котором вес тела отсутсвует, и к которому человечческий организм прикатически не приспособлен. Между тем космонавтам на орбите приходится проводить долгие месяцы в условиях невесомости и микрогравитации, когда тяжесть собственного теланеощутима мала. Знакомство с этим необыкновенным состоянием для них начинается на Земле благодаря полетам на Ил-76 МДК, используемом в качестве тренажера с 1980 года.
Это самолет, созданный на базе военно-траспортного самолета Ил-76 МД.
Отличается от своего предшественника усиленной конструкцией фюзеляжа, крыла, адаптацией топливной и гидравлической системе к работе в условиях невесомости. В передней части грузовой кабины установлены рабочие места руководителя испытатльно-тренировочной бригады, бортовых инженеров-испытателей и бортового врача.
Такой самолет находится в Центре подготовки космонавтов (ЦПК) и впервые принимает участие в Международном авиационно-космическом салоне МАКС. На протяжении всего авиасалона летчики ЦПК, обладающие уникальными навыками пилотирования ИЛ — 76 МДК и воспроизведения невесомости во время полета, а также специалисты Центра будут подробно рассказывать об этом виде экстремальной подготовки космонавтов.
За полет продолжительностью 1,5 часа Ил76 МДК выполняет 10 режимов чередования кратковременных перегрузки и невесомости, каждый продолжительностью до 25 секунд. Максимальное количество режимов в одном полете 20, максимальная перегрузка 2-2,5g. За этот небольшой промежуток времени космонавты отрабатывают множество операций, выполняют разнообразные упражнения и проводят необходимые исследования.
1. Так же в грузовом отсеке лаборатории будут представлены макеты скафандров «Орлан-М» и «Сокол-КВ», которые используются для проведения испытаний и тренировок на борту самолеты.
2. В этом самолете рождается невисомость!
3. Вид на кабину самолета
4. Борт самолета приветсвует всех флагом над фюзеляжем:)
5. Все желающие могут пройти на борт самолета
6. Вот такой большой отсек у этой летающей лаборатории
7. Солнце на хвосте
8. Так выглядит вход в самолет с кормовой части фюзеляжа
9. Пол лабораторного отсека устелен мягкими матами из негорючего материала; правый и левый борта солона закрыты травмобезопасными панелями.
10. Вид с борта самолета
11. Красивый самолет, в красивой ливрее служит во благо космической отрасли России!
12. Ил-76 МДК
Надеюсь вас заинтересовал этот уникальный самолет-лаборатория!
А если так — приходите — на борт приглашаются все желающие в рамках МАКС 2015! 🙂
6 способов ощутить невесомость на Земле: vitaliy_zorin — LiveJournal
Центрифуга в ЦПК (Звездный городок)
Когда-то в одном из помещений ЦПК была построена специальная центрифуга весом 300 т и диаметром 18 м.
Используется она для моделирования перегрузок в земных условиях и, в частности, позволяет испытать физиологическую невесомость. Желающего попробовать силу 300-тонной центрифуги одевают в глухой скафандр, затем сажают в специальное кресло, к которому сначала подключают многочисленные датчики. Полностью снаряженное кресло с усаженным в него добровольцем подвозят к центрифуге и, закатив внутрь, включают двигатель. Вращение на центрифуге длится три минуты, невесомость в данном случае достигается за счет перераспределения жидкости в организме. Все три минуты за показаниями датчиков будут наблюдать врачи и инструктор. Но есть и аварийный способ предупредить о невыносимости перегрузок: внутри центрифуги человек должен крепко держаться за специальный рычаг. Если его отпустить, медики и специалисты получат экстренный сигнал о том, что человек потерял сознание, и сразу отключат центрифугу.
Стоимость услуги: 2000$ с человека
Гидролаборатория (Звездный городок)
В этом году исполняется тридцать лет с тех пор, как в гидролаборатории Звездного городка начали тренировать космонавтов перед полетами.
Лаборатория представляет собой огромный бассейн длиной 23 м и 12 м в глубину, на дне которого установлен макет МКС. Именно на нем космонавты тренируются перед тем, как первый раз выйти в открытый космос. Как и в других аттракционах ЦПК, все желающие проходят обязательную медкомиссию, затем прослушивают теоретическую лекцию, а уже после — и это занимает не менее получаса — надевают сложноустроенный, тяжелый и крайне неповоротливый скафандр, оснащенный специальными свинцовыми грузами (все вместе весит около 200 кг). И только затем с помощью крана добровольцев аккуратно погружают на дно. Погружение проходит с инструктором, который попутно дает задание перенести какую-нибудь деталь макета под водой с одного места на другое. Именно на максимальной глубине и появляется ощущение невесомости — сродни тому, которое испытывает космонавт, работающий в открытом космосе. Весь процесс длится четыре часа; под водой человек проводит два.
Стоимость услуги: 5000$ с человека
Полет на МиГ-29
Еще один способ испытать невесомость — принять участие в полете на МиГ-29.
Во время выполнения фигур высшего пилотажа те, кто находится в кабине, испытывают невесомость, правда, буквально несколько секунд. Занимает мероприятие весь день и начинается рано утром: приезжать и заселяться в гостиницу рекомендуется накануне. В этом случае в гостиницу приедет инструктор и расскажет о предстоящей программе. Записываться необходимо за полтора месяца, чтобы служба безопасности успела проверить, не шпион ли новоприбывший. Всем желающим, кто был признан честным гражданином, предлагается выбрать одну из трех возможных программ: полет в тропосфере на высоте 12 км, на высоте 18 км и полет в стратосфере на высоте 21 км. В последнем случае из иллюминатора с одной стороны будет видно звездное небо, а с другой стороны — округлый контур Земли. В зависимости от высоты полеты длятся от 25 до 50 минут. Перед полетом все проходят беглый медосмотр: врачи проверяют давление и пульс.
Стоимость услуги: от 12 000$
Полеты на Ил-76
Хотя может показаться, что монополия на настоящую космическую невесомость всецело принадлежит Звездному городку, есть еще один способ приобщиться к будням космонавтов — совершить полет на Ил-76, советском военно-транспортном самолете.
Все правила Центра подготовки космонавтов действуют и здесь: тщательный медосмотр, а затем уже предполетная подготовка. Один полет длится до полутора часов, и за это время, как говорят организаторы, «выполняется до десяти режимов невесомости» по 25 с каждая. Невесомость застает 15 смельчаков на борту во время полета по так называемой кривой Кеплера. Как утверждают организаторы, туристы могут заказать видеосъемку на борту, но здесь стоит быть готовым к некоторым казусам — многих с непривычки тошнит. Внимание: полеты временно приостановлены, но в скором времени их обещают возобновить.
Стоимость услуги: 55 000 $ на группу из 15 человек (Россия) или 5 000 $ США
Аэротруба
Аэротруба позволяет ощутить себя воздухоплавателем: воздушный поток подхватывает человека и подвешивает в воздухе, подбрасывая в разные стороны. Ощущения эти, конечно, не являются невесомостью в строгом смысле слова, однако аэротруба позволяет парить на высоте до 10 м при ширине потока 4 м.
Главный плюс аэротрубы по сравнению со всеми приведенными выше способами — это относительная дешевизна и отсутствие медкомиссий. Плюс ко всему это совершенно безопасно. Многие парашютисты, к примеру, тренируются именно в аэротрубах. В зоне полета все стены имеют мягкую обивку, здесь нет твердых предметов, а специальная защитная сетка смягчает падение после выключения двигателя. Вдобавок рядом всегда находится опытный инструктор, который каждую минуту контролирует полет. Рекомендованная продолжительность полета для девушки составляет пять минут; для мужчины — до десяти. В аэротрубе могут летать даже дети (от 5 лет), потому что для этого не требуется быть атлетом с заниженным порогом самосохранения. Согласно распорядку, желающие обязаны внимательно выслушать инструктора, который подробно расскажет, как держаться в воздушном потоке. Далее предстоит одеться в специальный комбинезон, надеть шлем, затем небольшая тренировка и — в полет! Внимание: скорость ветра в аэротрубе достигает 200 км/ч.
Стоимость услуги: 4 минуты — от 100$ с человека; 10 минут — 200$
Камера сенсорной депривации (флоатинг)
Еще одна возможность оказаться в условной невесомости — это полежать час-другой в камере сенсорной депривации (флоат-камере). Клиентам обещают, что «плавучесть, которую тело обретает благодаря раствору соли, сводит к нулю воздействие гравитации, подводя человека вплотную к переживанию полной невесомости». Флоат-камера, глубина которой около 30 см, чуть шире двуспальной кровати; в ней содержится водный раствор, приготовленный из 400 кг соли. С помощью термостата поддерживается постоянная температура — около 35 градусов по Цельсию. Считается, что это оптимальный температурный режим, при котором большинство людей не чувствуют тепла или холода и быстро перестают ощущать соприкосновение воды с телом. Внутри флоат-камеры человек оказывается изолированным от внешних раздражителей: в нее не проникают ни звуки, ни свет, ни запахи.
Стоимость услуги: 100$ за процедуру в 1 час
Этот эксперимент заставляет вас почувствовать невесомость космоса на Земле
Европейские ученые запустили уникальный эксперимент, который заставляет вас чувствовать себя невесомым на Земле, имитируя невесомость космоса.
Веб-служба India Today
Нью-Дели, ОБНОВЛЕНО: 22 сентября 2022 г., 14:29 IST
Исследователи из группы ESA SciSpacE ухаживают за участниками Vivaldi — эксперимента по изучению сухого погружения. (Фото: ESA)
Сайт India Today Web Desk : Космические путешествия непросты. Астронавты, которые отправляются в длительные миссии на Международную космическую станцию (МКС), должны пройти через множество корректировок, когда речь идет о биохимии человеческого тела. Одним из них является невесомость, состояние, при котором вы чувствуете себя легче в космосе, когда прекращается действие гравитации.
Чтобы понять последствия этого состояния, исследователи обратились к Вивальди, уникальному эксперименту, разработанному командой SciSpacE Европейского космического агентства и учеными. Расположенный в Тулузе, Франция, это один из немногих центров в Европе, который может анализировать воздействие невесомости на организм человека во время космических путешествий.
реклама
«Хотя астронавты тренируются и принимают добавки для смягчения некоторых из этих эффектов, больше знаний о декондиционировании в условиях микрогравитации может позволить врачам разрабатывать более эффективные методы лечения», — говорится в заявлении Европейского космического агентства.
Читайте также | Россия может продлить контракт с США по космической станции до 2028 года: отчет
ЧТО ТАКОЕ ВИВАЛЬДИ?
Vivaldi — это эксперимент, основанный на сухом погружении, который создает на земле аналогичные условия, имитирующие воздействие невесомости на тело. Эксперимент требует, чтобы человек был погружен в воду на длительное время, оставаясь сухим. По данным ESA, участников одевают в водонепроницаемую ткань и помещают в специально разработанные водяные ванны, а затем погружают в воду над туловищем, надев непромокаемый брезент, удерживая руки и голову над водой.
Эксперимент длится не несколько часов, а несколько дней.
Участников помещают в уникальное состояние на пять дней, в течение которых они питаются с помощью плавающей доски и подушки для шеи. Для облегчения нужд участникам помогают садиться в тележку, сохраняя их непринужденное положение, и персонал временно выводит их из воды.
Исследователь из команды ESA SciSpacE ухаживает за участником Вивальди. (Фото: ESA)
«Наша первая цель — использовать аналог, чтобы лучше понять, как люди физиологически и в определенной степени психологически реагируют и адаптируются к такому экстремальному раздражителю», — Анжелика, пожизненный руководитель отдела ESA. наук», — говорится в сообщении.
Читайте также | Регулярно снятся кошмары? Это может быть связано с деменцией
ЗАЧЕМ НАМ НУЖЕН ЭТОТ ЭКСПЕРИМЕНТ?
Эксперимент направлен на лучшее понимание сил и эффектов, которые микрогравитация оказывает на человеческое тело, поскольку пребывание под водой снижает вес тела, вызывая подобные микрогравитации изменения в нервной, сердечно-сосудистой и метаболической системах.
Команда исследователей надеется, какие изменения происходят с телом в невесомости, сколько времени требуется для этих изменений и как они соотносятся как с космическим полетом, так и с другими наземными аналогами микрогравитации.
«Это хороший инструмент для лучшего понимания того, как астронавты адаптируются к космическим полетам, и он позволяет нам тестировать и проверять контрмеры», — добавила Анжелика.
Читайте также | У нас есть самые четкие фотографии Нептуна за более чем 30 лет. У него есть кольца
Отредактировано:
Сибу Кумар Трипати
Опубликовано:
22 сентября 2022 г.
Cosmic Travels Inc.: Влияние невесомости на человеческое тело | SciBytes
Автор: Noopur Ranganathan
Помните тот случай, когда вы были вверх ногами на американских горках и ровно на одну секунду ваше тело оторвалось от сиденья? Момент возбуждения, который сделал ожидание в длинной очереди на эту поездку полностью стоящим?
Это был момент невесомости!
Невесомость можно определить как состояние невесомости, состояние, когда сила гравитации равна нулю.
Состояние кажущейся невесомости, невесомости лучше всего ощущается в открытом космосе. Когда космический корабль вращается вокруг Земли, ускорение космического корабля, известное как центробежная сила, уравновешивает земное притяжение и нейтрализует гравитационную силу. Другими словами, гравитационное притяжение, ощущаемое космическим кораблем, становится равным центробежной силе, действующей на космический корабль. Это компенсирует действие обеих сил и приводит к состоянию невесомости. В этот момент космонавты испытывают невесомость и склонны парить; потрясающие американские горки, о которых мечтает каждый маленький ребенок.
Время от времени походы в парк развлечений на аттракционы, бросающие вызов гравитации, никому не повредят. Однако важно отметить, что длительное пребывание в невесомости опасно для нашего здоровья. Без нисходящей гравитации наше тело не может функционировать должным образом.
Человеческое тело имеет тенденцию расслабляться в состоянии невесомости, потому что оно больше не борется с гравитацией.
Это отсутствие гравитационного притяжения снижает механическое напряжение, которому в противном случае подвергалась бы наша скелетная система. Хотя точный триггер неизвестен, ученые считают, что снижение нагрузки на кости может быть причиной прогрессирующей потери костной массы, состояния, которое чаще всего наблюдается у пациентов, прикованных к постели из-за длительных болезней или пожилого возраста. Отсутствие нагрузки на кости снижает образование клеток, строящих костную ткань, называемых клетками остеобластов. Меньшее количество клеток, образующих костную ткань, приводит к потере костной массы. В космосе вес, который должны поддерживать кости, уменьшается до нуля. При любых движениях кости не подвергаются такому же уровню стресса, какой они могли бы испытать на земле. Это расщепляет кальций, который обычно хранится в костях, и высвобождает его в кровоток. Повышение уровня кальция в крови приводит к более высокой частоте образования камней в почках. Высокий уровень кальция в крови также отражает высокий уровень потери костной массы, что делает кости слабыми и увеличивает риск переломов.
Все организмы на Земле имеют сенсорную систему и систему реагирования, с помощью которой они реагируют на внутренние и внешние раздражители. Помимо пяти основных чувств (обоняние, осязание, зрение, вкус и слух), которыми мы, люди, обладаем, есть еще одно сильное чувство, называемое вестибулярным, которое позволяет нашему телу ощущать движения и использовать их для поддержания равновесия. Ходьба по канату, пируэты в балетном представлении или скручивания во время ныряния — все это демонстрирует нашу вестибулярную систему, поскольку она активно отслеживает положение наших рук и ног и позволяет нам выполнять эти трюки, не теряя равновесия. Это требует точной интеграции сенсорных и ответных систем нашего тела, включая зрительную, вестибулярную, соматосенсорную (рецепторы давления и растяжения в нашей коже) и слуховую. Вместе эти чувства постоянно собирают и интерпретируют данные со всего тела. Однако потеря гравитации негативно влияет на это пространственное восприятие. Головокружение или трудности при ходьбе, которые мы испытываем после вращения по кругу, ясно демонстрируют, что происходит, когда мы теряем это чувство даже на несколько мгновений.
Вестибулярная система, расположенная в ушах, состоит из отолитовых органов и полукружных каналов. Мы можем ощущать направление и скорость линейного ускорения (скорость изменяется без изменения направления) благодаря отолитовым органам, в то время как полукружные каналы позволяют нам ощущать направление и скорость углового ускорения (скорость изменяется вместе с изменением направления). Вестибулярный аппарат в человеческом ухе предназначен для работы с гравитацией Земли и обеспечивает сенсорную информацию о движении, равновесии и пространственной ориентации. Уберите гравитацию, и мы больше не сможем понять, где земля и потолок!
Гравитация гарантирует, что кровь в нашем теле поддерживает оптимальный уровень артериального давления. В положении стоя артериальное давление в наших ногах достигает 200 мм рт. ст. (миллиметры ртутного столба). Однако в головном мозге давление составляет всего 60–80 мм рт. Уберите гравитацию, и кровяное давление выравнивается примерно на 100 мм рт. ст. по всему телу.
Наше лицо наполняется жидкостью, а ноги худеют, потому что жидкость вытекает. Сдвиг к более высокому кровяному давлению в голове вызывает тревогу, что в организме слишком много крови. Повышенное кровяное давление может вызвать кровотечение из кровеносных сосудов. Зрительные нервы могут отекать, и это может ухудшить зрение. Высокое кровяное давление может привести к инсульту, который может повредить ту область мозга, которая обрабатывает изображения. Таким образом, гравитация действует как важная сила, помогающая поддерживать правильное давление в нужных местах нашего тела.
Живая клетка обменивает питательные вещества и отходы из водной среды посредством процесса диффузии, который эффективен только на определенном расстоянии. Это ограничение влияет на размер ячейки. Таким образом, поглощение питательных веществ гораздо более эффективно в клетках меньшего размера. Клеточные биологи Марина Ферик и Клиффорд Брэнгвинн из Принстонского университета доказали, что для оптимизации поглощения питательных веществ клетками гравитация должна играть значительную роль в определении размера клетки.
Их статья, опубликованная в октябрьском выпуске журнала Nature Cell Biology за 2013 год, ясно показывает, что эукариотические клетки имеют малый диаметр (менее 10 микрон) из-за гравитационных сил. Когда клетка становится больше этого размера, она подвергается гравитационным силам, которые требуют каркаса или поддержки внутри ядер клетки для стабилизации внутренних компонентов. Их исследование подтверждает, что более крупные клетки имеют дополнительную актиновую сетку (которая действует как дополнительная опора), ключевой компонент, отсутствующий во всех других клетках меньшего размера.
Совершенно очевидно, что гравитация играла жизненно важную роль в эволюции жизни на Земле на протяжении миллиардов лет. Подобные исследования признают важность гравитации и ее феноменальное влияние на жизнь на Земле. Однако сейчас человечество готово исследовать вселенную за пределами нашей планеты, и ключевой проблемой этого амбициозного предприятия является влияние невесомости на человеческую жизнь.
НАСА приступило к этой миссии в рамках своего исследовательского проекта «Близнецы», нового эксперимента в истории человечества, в ходе которого была предпринята попытка изучить влияние невесомости на близнецов-астронавтов Марка и Скотта Келли.
Скотт провел продолжительное время на Международной космической станции и вернулся на Землю 2 марта 2016 года. Ученые НАСА намерены сравнить результаты анализов его жизненно важных органов с результатами его близнеца Марка, который остался на Земле. Долгосрочные последствия станут известны через несколько лет. Но краткосрочные эффекты здесь для нас, чтобы увидеть. Астронавт Скотт Келли сообщил о потере костной массы, атрофии мышц и перераспределении крови в организме, что вызвало перегрузку его сердца. К счастью, большинство из них обратимы с помощью реабилитации и физических упражнений. Несмотря на физические недостатки и повышенный риск развития рака из-за длительного воздействия высоких уровней радиации, Скотт Келли гордится тем, что является частью этой новаторской миссии, и счастлив внести свой вклад в научные открытия.
С момента рождения наша планета претерпела множество изменений. Но есть одна сила, которая остается неизменной все эти годы, и это гравитация. Существует достаточно доказательств того, как на жизнь на Земле повлияла гравитация. Все биологические процессы развивались под действием постоянно существующей силы гравитации, так что даже временные изменения гравитации мгновенно оказывают заметное влияние. Поскольку мы нацелены на установление человеческой жизни за пределами гравитационного притяжения Земли, становится необходимым понять пагубные последствия невесомости и разработать способы противодействия им. В тот день, когда мы решим эти проблемы, мы успешно проложим путь человечеству для выхода в дальний космос.
Справки
Азволинский Анна. «Гравитация играет роль в поддержании размера клеток». принстон.эду . 24 октября 2013 г.
Фейтлингер, Сара Бентон. «Историческая миссия Скотта Келли «Год в космосе» приближает нас на один шаг к Марсу».