Содержание
Как человек ощущает себя в невесомости?
Астронавт Майк Массимино поделился впечатлениями о невесомости
Думаете это приятно, парить в невесомости? Ничего подобного! Ощущения так себе. Впечатлениями поделился астронавт Майк Массимино. «Наука» публикует фрагмент из его книги «Астронавт: Необычайное путешествие в поисках тайн Вселенной».
С той минуты, как я начал двигаться, я стал ощущать себя как слон в посудной лавке. На МКС астронавты могут пролететь через всю «трубу», набрать хорошую скорость и летать, как Супермен. На шаттле так нельзя. Ты можешь крутиться на месте, отталкиваться от пола и потолка, но не более. В первый день даже это трудно делать.
Твои ощущения направления движения путаются. Теряя контроль над телом, ты поначалу просто сходишь с ума, по крайней мере со мной происходило именно это. Я от природы неуклюж, к тому же большой, и в ту пору не осознавал своей силы.
Я бился обо все, натыкался на людей. Один раз зачем-то взлетел к панели над головой, мой палец неожиданно стукнулся о стену и щелкнул выключателем.
В шаттле повсюду находятся инструменты и переключатели — только на полетной палубе больше 2000 дисплеев и устройств управления, — и никому не хочется, чтобы кто-то летал между ними и включал их случайным образом. Поэтому ты двигаешься медленно, осторожно и пытаешься выработать для себя какое-то ощущение контроля. Весь процесс похож на то, как человек снова учится ходить. То же самое происходит с руками, пальцами и тонкой моторикой. Ты хочешь взять что-нибудь, но вместо того, чтобы схватить предмет, упускаешь его и вынужден за ним охотиться. Ты как ребенок, который в первый раз в жизни пытается взять пальцами колечко сухого завтрака. И ты чувствуешь себя ужасно, просто ужасно.
Тело болезненно привыкает к невесомости. Вначале жидкости в организме начинают по-другому перемещаться. В нашем теле много жидкостей: кровь, плазма, вода, слизь.
На Земле сила тяготения заставляет их опускаться. В космосе они свободно приливают к голове. Лица у всех становятся одутловатыми и красными от прилившей крови. Мы плаваем вокруг и выглядим при этом как куклы на Марди-Гра с гигантскими головами из папье-маше. Также в космосе удлиняется позвоночник — опять же потому, что нет силы тяжести, которая его сжимает.
© Bob Croslin
На орбите ты вырастаешь на пару сантиметров, и все чувствительные мускулы спины должны растягиваться и приспосабливаться. Это тоже болезненно. А еще тошнота. Официально она называется «ощущение своего желудка». Весь первый день я парил в невесомости, чувствуя себя так, словно меня вот-вот вырвет. На самом деле космическая болезнь является противоположностью морской болезни. Проявления у них одни и те же — тошнота и рвота, но причины совершенно разные. Когда ты находишься внутри морского судна, ты не видишь, как оно движется относительно моря, поэтому глаза говорят мозгу, что ты находишься в состоянии покоя, хотя твоя вестибулярная система поднимается вверх и вниз вместе с каждой волной.
То же самое происходит, если читать в движущейся машине. Противоречие между двумя сигналами сенсорной информации создает ощущение тошноты. В космосе ты паришь, и на этот раз твои глаза говорят мозгу, что ты двигаешься, а внутреннее ухо доказывает, что ты неподвижен, потому что в невесомости оно находится в покое. Чем больше ты двигаешься, тем становится хуже.
© Bob Croslin
Ты думаешь, что полетишь в космос и будешь веселиться в невесомости, кувыркаясь и летая вверх-вниз, но в космосе нет верха и низа. Мозг воспринимает все эти полеты из стороны в сторону или сверху вниз, как будто ты стоишь, задрав голову. Поэтому, если ты крутишься или делаешь кувырок, ощущение не такое, как если бы ты повернулся или кувыркнулся. Ты чувствуешь, что это помещение кружится или кувыркается вокруг тебя, и это вызывает самое тошнотворное головокружение, какое ты когда-либо испытывал. Через пару дней к этому привыкаешь. Ты можешь вести беседы прямо на потолке и не замечать этого. Но мозгу нужно время для адаптации, поэтому поначалу ты двигаешься так медленно, как только можно.
На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации
Расскажите друзьям
- Красивое
- Что было раньше
Древнеегипетская фреска так реалистична, что ученые назвали всех нарисованных на ней птиц
Десять фотографий конкурса «Снимай науку!» получили награды международного Wiki Science Competition
- Знаковая система
Древняя грамматическая загадка решена спустя 2500 лет
- Эволюция сегодня
- Живое
Исследование: предки людей учились прямохождению на деревьях, а не на Земле
- Космическая гонка
Китайский запуск первой в мире орбитальной ракеты, работающей на метане, не удался
Найдены новые доказательства жизни в океане спутника Сатурна
Спинозавр охотится
Shutterstock
Палеонтологи нашли останки крупнейшего в истории наземного хищника Европы
East News
Кто мы и откуда: за что в этом году присудили Нобелевскую премию по медицине и физиологии
Shutterstock
Найдено физиологическое объяснение того, почему зимой люди чаще болеют простудами
Разбор скелета собаки
Сергей Каинов, Гнёздово Project
Разрубленная собака и чуть-чуть золота: в Гнездове завершены раскопки двух курганов X в.
Хотите быть в курсе последних событий в науке?
Оставьте ваш email и подпишитесь на нашу рассылку
Ваш e-mail
Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Невесомость помогает создавать однородную структуру материалов
На фото: руководитель лаборатории многомасштабного математического моделирования УрФУ Дмитрий Александров
В космосе за счет отсутствия гравитации металл затвердевает более однородно, чем на Земле. Это выяснили физики, которые рассчитали процесс затвердевания металлических сплавов из алюминий-никеля. Сплавы выбрали неслучайно, так как они являются одними из самых распространенных и составляют 20 % всей отрасли металлообработки в мире. Модель построили на основе экспериментальных данных: сравнили результаты, полученные для образцов сплава в условиях микрогравитации на борту Международной космической станции, с результатами образцов, обработанных в земных условиях.
Работа выполнена сотрудниками подведомственного Минобрнауки России Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина (УрФУ).
Все материалы на основе алюминия получают из жидкой фазы, она является исходной. Процессы затвердевания и условия, присутствующие в момент затвердевания, определяют микроструктурное состояние конечной детали, поясняют ученые. Модель учитывает влияние скорости кристаллизации и переохлаждения на формирование структуры и свойств сплавов, а также позволяет правильно прогнозировать микроструктуру и необходимые механические и электрические свойства сплава.
«Наша модель позволит моделировать процесс затвердевания сплава без предварительных испытаний методом проб и ошибок, требующих затрат времени и энергии. Мы впервые обработали данные с Международной космической станции и выяснили, какие факторы влияют на микроструктуру образцов, полученных в условиях (квази)невесомости или микрогравитации. Обработка сплава с одинаковым процентным содержанием металлов в земных условиях и условиях космических приводит к тому, что их структуры значительно отличаются друг от друга: в невесомости из сплавов получается более однородная структура», — поясняет ведущий научный сотрудник лаборатории многомасштабного математического моделирования УрФУ Петр Галенко.
Как сообщают исследователи, в невесомости создаются бесконтейнерные условия, то есть отсутствует соприкосновение металла со стенками тиглей (специальных емкостей для плавления, обжига, разливки и пробирования различных металлов и их сплавов), в которых сплавы содержатся на Земле. Также ученые выделили еще два важных фактора, на которые влияет наличие или отсутствие гравитации при объемной кристаллизации.
Первый фактор — конвекция жидкой фазы. При конвективном теплообмене внутренняя энергия передается струями и потоками самого вещества. Она возникает, когда сплав начинает кристаллизоваться, затвердевать в необходимой форме, и от конвекции зависит, как хорошо смешиваются металлы при формировании детали.
Второй важный фактор — переохлаждение расплава. При кристаллизации происходит изменение плотности сплавного образца при его охлаждении и переходе из жидкого состояния в твердое, кристаллическое. Как поясняют ученые, обычно скорость кристаллизации всегда возрастает с ростом переохлаждения жидкости, но состояние невесомости создает аномальный эффект — в какой-то момент зависимость скорости от переохлаждения начинает падать.
На фото: руководитель лаборатории многомасштабного математического моделирования УрФУ Дмитрий Александров
«Зависимость скорости кристаллизации от переохлаждения имеет важное значение для формирования структуры сплава. Например, в сплаве с равным соотношением алюминия и никеля — 50 % на 50 % — наблюдается формирование так называемой интерметаллидной фазы, которая при малом переохлаждении формируется как упорядоченная супер-решетка кристалла с появлением крупных дендритных (древоподобных) кристаллитов. Такая структура обеспечивает улучшенную электропроводность материала. При повышенных переохлаждениях происходит существенное увеличение скорости кристаллизации, возникает эффект захвата беспорядка из жидкости. В этом случае супер-решетка не успевает формироваться, в результате образуется неупорядоченная микро- и мезоструктура кристаллитов. Они обеспечивают повышенные механические свойства, например, микротвердость и стойкость к механическому разрушению образцов, закристаллизованных при высоких скоростях.
Учет аномалии, в которой скорость переохлаждения может снизиться, позволит моделировать микроструктуру материалов», — добавляет руководитель лаборатории многомасштабного математического моделирования УрФУ Дмитрий Александров.
Результаты экспериментов и моделирования представлены в одном из международных журналов.
Работу поддержал Российский научный фонд. Исследователи отмечают, что это только первый этап работы по изучению влияния гравитации на микроструктуру сплавов. При переносе лабораторных исследований на промышленные масштабы понадобится учитывать и множество других факторов, например, соприкосновение сплава со стенками тигля.
Действительно ли космонавты невесомы?
Астронавт НАСА Майкл Финке, специалист миссии STS-134, кажется, рад тому, что из-за невесомости космоса он может возобновить работу по дому, которую он не может делать на Земле, например, поднимать тяжелые сумки и одновременно свободно парить. Кредит: НАСА
Эй, смотри! Это монтаж очаровательных астронавтов, занимающихся веселыми космическими вещами в условиях невесомости.
Посмотрите, как они бросают бананы, играют песни Боуи, пьют плавающие шарики из сока и вообще весело проводят время в невесомости глубокого космоса. Это камера внутри водяного шара, вы не поверите, что будет дальше! Или что бы они вам ни сказали, чтобы заставить вас щелкнуть это видео.
Космос не так уж и далеко, скорее всего, он ближе, чем ближайший большой город. У нас есть уравнение для расчета гравитационного притяжения между объектами в космосе. Вот этот маленький монстр. Здесь нас интересует буква «r» внизу. Когда это небольшое значение, например, короткие 370 км над головой, нет заметной разницы между пребыванием на космической станции и на поверхности. На самом деле, наши любимые астронавты испытывают на себе около 90% земного притяжения.
Так почему же они парят так легко и самым странным образом? Разве они не должны упасть на дно космической станции? Разве вся космическая станция не должна рухнуть на землю? Быстро, в Интернет, чтобы узнать о нашем драматическом и жутком стиле сумеречной зоны, который заканчивается, когда мы понимаем, что книга на самом деле называлась «Как приготовить сорок человек!».
Мы должны кому-то рассказать!
Согласно нашим расчетам, эти астронавты не парят, они падают. ОНИ ПАДАЮТ.
И кредиты… Итак, настоящая загвоздка заключалась в том, что НАСА знало об этом с самого начала. То, что выглядит как невесомость, на самом деле является невесомостью. И вы можете получить невесомость всякий раз, когда вы падаете.
Вам знакомо это чувство, когда вы взбираетесь на гору на американских горках или когда лифт начинает двигаться вниз? Это вы испытываете снижение веса. Выпрыгните из самолета, и вы почувствуете секунды или даже минуты невесомости, прежде чем вам придется открыть парашют. Но Земля, движущаяся к вам слишком быстро для того, чтобы немного пообниматься с грязью и камнями, напоминает вам, что она падает, а не летит.
Астронавты вращаются вокруг Земли со скоростью 28 000 километров в час, совершая один оборот вокруг планеты каждые 90 минут.
По мере того, как астронавты ускоряются к нашей планете, кривизна Земли от них спадает — так что они никогда не врежутся в жуткий огненно-скрученный металлический блин смерти.
Представьте себе башню высотой 370 км. Если бы вы спрыгнули с вершины башни, вы бы упали на землю у основания башни со шлепком. А теперь представьте, что вы прыгнули боком с башни. Вы можете приземлиться в нескольких километрах от основания башни. Но все равно упал на землю. А теперь представьте, если бы вы могли бежать боком со скоростью 28 000 км/ч и спрыгнуть с башни. Вы все равно будете падать, но Земля падает точно с такой же скоростью, так что вы никогда не упадете на землю.
Несмотря на годы обучения, многие астронавты испытывают укачивание, когда впервые прибывают на орбиту, и им может потребоваться несколько дней, чтобы привыкнуть к этому ощущению… И никто их не осуждает, потому что у них есть гигантские латунные, необходимые для полета. в космос в первую очередь.
НАСА разработало специальный летательный аппарат, чтобы помочь астронавтам получить опыт работы в невесомости.
Он называется KC 135, летает по параболам, вызывающим император Барфолполиса, и имеет прозвище «Рвотная комета». В верхней части каждой параболы пассажиры KC 135 испытывают несколько секунд невесомости, прежде чем гравитация снова настигает их, и они падают на пол самолета, а затем испытывают двойную гравитацию на дне самолета. парабола.
Тогда это вздорный город, или все тратят несколько минут на то, чтобы поговорить с Ральфом по большому белому телефону, или у них есть короткий эпизод «Разноцветное-лицо-кричит-двойной-дождь по небу».
Стивен Хокинг, невесомость. Предоставлено: Zero Gravity Corporation
Что это значит? Я говорю, что рвота течет рекой.
На самом деле, нет места во всей Вселенной, где вы могли бы оказаться в настоящей невесомости. Всегда. Вообще. Никто. Как мы обсуждали в предыдущем эпизоде, вы находитесь под влиянием гравитации каждого отдельного атома в наблюдаемой Вселенной. Без Земли или Солнца вы бы начали падать в центр Млечного Пути.
Или, может быть, в сверхскопление Девы.
Мы все время падаем. К счастью, мы застряли в гигантском шаре, который дает нам точку отсчета, где все падает с той же скоростью, что и мы, включая нашу атмосферу и обед, как до, так и после потребления.
Чтобы лучше проиллюстрировать нашу точку зрения, я обращусь к Дугласу Адамсу. В серии «Автостопом по Галактике» он сказал: «Умение летать — это научиться бросаться на землю и промахиваться». Хотите ощутить настоящую невесомость? Хотели бы вы отправиться на орбиту и попробовать?
Источник:
Вселенная сегодня
Цитата :
Действительно ли космонавты невесомы? (2015, 17 февраля)
получено 16 декабря 2022 г.
с https://phys.org/news/2015-02-astronauts-weightless.html
Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
Как можно испытать невесомость?
Мужчина-астронавт летит вниз головой на космической станции.
(Изображение предоставлено Джоном Лэмбом)
Плавание в условиях невесомости (невесомости) — это то, о чем мечтают многие люди. Идея дрейфовать по воздуху без мощного притяжения Земли для некоторых невероятно привлекательна. Но как высоко над Землей вам нужно подняться, чтобы избежать ее гравитационного притяжения и ощутить невесомость?
Технически «вы можете испытать невесомость на любой высоте», — сказал Льюис Дартнелл, писатель и профессор научной коммуникации Вестминстерского университета в Соединенном Королевстве. Ключ, по его словам, в том, что вы должны «свободно ускоряться по направлению к земле с ускорением 92, человек, падающий с такой же скоростью в любой точке нашей планеты, испытает вспышку невесомости.
«Невесомость зависит от траектории вашего полета, а не от вашей высоты или веса», — сказал Live Science в электронном письме Стивен Колликотт, профессор Школы аэронавтики и астронавтики Университета Пердью в Индиане.
Похожие: Где заканчивается Земля и начинается космическое пространство?
Дартнелл согласился, отметив, что идею «невесомости» легко понять неправильно. «Невесомость правильнее называть «микрогравитацией», — сказал он.
«Опыт невесомости не означает отсутствие гравитации, просто вы свободно ускоряетесь с гравитацией», — сказал Дартнелл Live Science в электронном письме. «Вы можете испытать невесомость, просто спрыгнув со ступеньки — прежде чем вы упадете на землю, ваше тело будет находиться в свободном падении в течение очень короткого периода времени».
Даже обычный самолет может отправить людей в полет в условиях микрогравитации. «Самолеты могут летать по специальной волнистой траектории вверх и вниз, известной как параболический полет, и это создает невесомость примерно на тридцать секунд за раз», — добавил он.
Однако лучший способ испытать длительный период невесомости — это стать астронавтом и провести время на Международной космической станции (МКС), сказал Дартнелл.
«МКС находится на орбите, а это значит, что она движется так быстро, что, несмотря на то, что постоянно падает на Землю, она продолжает «пропадать» из-за кривизны планеты», — сказал Дартнелл. «МКС и астронавты внутри находятся в постоянном свободном падении, поэтому испытывают «невесомость» в условиях микрогравитации».0003
Конечно, если бы вы покинули атмосферу Земли и отправились в глубины космоса, гравитация нашей родной планеты практически не повлияла бы на вас. Однако, независимо от того, где в космосе вы находитесь, согласно статье в Yale Scientific , «в космосе нет такой вещи, как невесомость. Гравитация повсюду». Таким образом, вы обнаружите, что вас притягивает куда-то на под действием гравитации, будь то к планете, звезде или черной дыре 9.0046 , хотя на то, чтобы добраться до конечной цели, могут уйти годы. В такой ситуации чувствовали бы себя невесомыми, но на самом деле не были бы невесомыми .
Хотя идея быть невесомой может показаться привлекательной, Дартнелл добавил, что она может иметь существенные недостатки.
«Хотя плавание в невесомости выглядит очень весело, когда астронавты проводят несколько месяцев или дольше в невесомости, это может иметь несколько негативных последствий для их здоровья. Без необходимости постоянно работать против собственного веса тела, мышцы начинают ослабевать — особенно сердце мышц, так как им больше не нужно перекачивать кровь в гору.
«Скелет реагирует на невесомость «деминерализацией» и потерей кальция, что приводит к хрупкости костей и остеопорозу », — сказал Дартнелл. «Астронавты пытаются бороться с этими эффектами, выполняя много упражнений в космосе, несмотря на сопротивление эластичных шнуров, но даже в этом случае, когда они возвращаются на Землю, они сначала не могут встать, и им требуется много времени, чтобы прийти в себя». Длительные периоды невесомости в течение нескольких месяцев также деформировали ткани глаз астронавтов, вызывая повреждение зрительного нерва и даже привело к «обширным» изменениям в сером и белом веществе мозга астронавтов , ранее сообщала Live Science.