Содержание
Поведение обычных вещей в космосе: 21 марта 2014, 12:32
Поведение обычных вещей в космосе
21 марта 2014, 12:32
6
Большинство привычных нам вещей кажутся нам незыблемыми фактами жизни.
Но теперь, когда мы все больше осваиваем космос, мы узнаем, что многое из того, что считается общепринятым, таковым не является за пределами нашей планеты.
Интересное о космосе
1. Отрыжка
При обычных условиях, гравитация способствует тому, что жидкость собирается на дне вашего желудка, а газы поднимаются вверх. Так как в космосе гравитация ослабляется, космонавты часто страдают от так называемых «влажных отрыжек». Другими словами вся жидкость, которая не удерживается у них желудке, выходит в виде отрыжки.
По этой причине на Международной космической станции не держат газированных напитков. Если бы они и были, газы в напитке не поднимались бы наверх, как это происходит на Земле, а у пива не образовывалась пена.
2. Скорость
В космосе, различные частицы мусора двигаются на такой высокой скорости, что мы с трудом можем себе это представить. Кстати, вокруг Земли вращаются миллионы крошечных частиц мусора, и они двигаются со скоростью 35500 километров в час. Для сравнения МКС вращается вокруг Земли на скорости 28164 километра в час.
На такой скорости вы не увидите приближающийся объект. Вместо этого в ближайших структурах могут появляться загадочные дыры. Так, в прошлом году космонавты на борту МКС запечатлели дыру размером всего 1-2 мм в диаметре в огромных солнечных панелях станции, которая являлась результатом столкновения крошечных частиц мусора.
3. Производство алкоголя
Далеко в космосе возле созвездия Орел, плавает гигантское облако газа с 190 триллионами литрами алкоголя.
Существование облака противоречит всему тому, что мы считали возможным.
Этанол — это достаточно сложная молекула, чтобы формироваться в таком количестве, а температура в космосе настолько низкая, что реакции, необходимые для создания алкоголя, не должны происходить.
Ученые воссоздали условия космоса в лаборатории и соединили два органических химических вещества при температуре минус 210 °C. Произошла реакция, но, вопреки ожиданиям, она была в 50 раз быстрее, чем при комнатной температуре.
Ученые объясняют это туннельным эффектом. Благодаря этому явлению, частицы принимают свойства волн и поглощают энергию из окружающей среды, что позволяет им преодолевать препятствия, которые в обычных условиях предотвращают реакцию.
4. Статическое электричество
Статическое электричество может создавать удивительные вещи. Так на изображении можно увидеть капли воды, вращающиеся вокруг статически заряженной спицы.
Электростатические силы действуют на расстоянии, и они притягивают объекты так же, как гравитация притягивает планеты, благодаря чему капли находятся в постоянном состоянии свободного падения.
Сейчас ученые работают над притягивающим лучом статического электричества для очистки от космического мусора.
Человек и космос
5. Зрение
Примерно 20 процентов космонавтов, живших на МКС, сообщали об ухудшении зрения по возвращении на Землю. И пока никто не может сказать почему.
Раньше считалось, что пониженная гравитация освобождает жидкости тела, заставляя их плавать в черепе, и увеличивает черепное давление. Но новые данные говорят о том, что возможно это явление связано с полиморфизмами. Полиморфизмы — это ферменты, которые слегка отклоняются от нормы и вероятно влияют на то, как организм обрабатывает питательные вещества.
6. Поверхностное натяжение
Мы обычно не замечаем поверхностное натяжение на Земле, так как гравитация покрывает его. Но если убрать гравитацию, поверхностное натяжение становится намного сильнее. Так, например, когда вы выжимаете ткань в космосе, вода, вместо того, чтобы падать, прилипает к ткани, принимая форму трубы.
Когда вода не прилипает к чему-то, она собирается в сферу поверхностным натяжением. Космонавтам вообще приходится осторожнее обращаться с водой, так как это может привести к тому, что крошечные шарики воды будут плавать везде.
7. Физическая форма
Как известно, мышцы космонавтом атрофируются в космосе, и чтобы противодействовать такому эффекту, им приходится упражняться гораздо больше, чем на Земле.
Без физических упражнений, кости космонавтов быстро превратятся в кости стариков. А большая потеря костной и мышечной массы может привести к тому, что они не смогут ходить, когда вернуться на Землю. В отличие от мышечной массы, костную массу невозможно вернуть.
8. Бактерии
Когда в космос отправили образцы сальмонеллы, они вернулись на Землю в семь раз сильнее. И это тревожные новости для здоровья космонавтов. Болезнетворные микроорганизмы не только становятся опаснее, но и сами бактерии растут гораздо быстрее.
Условия в невесомости напоминают те, что наблюдаются в кишечнике. И ученые надеются найти способ уменьшить активность бактерий, изучая их в космосе.
В условиях невесомости бактерия постоянно находится в активном, опасном состоянии.
Изучив гены сальмонеллы, которые активизируются в условиях пониженной гравитации, ученые определили, что высокие концентрации ионов могут сдерживать бактерии. Это исследование может привести к разработке методов лечения кишечного отравления.
9. Радиация
Солнце — это огромный ядерный взрыв, но магнитное поле Земли защищает нас от самых вредных лучей. Полеты к МКС внутри магнитного поля показали, что защитное покрытие способно блокировать солнечную радиацию.
Но чем дальше будут находиться космонавты, тем большему воздействию они будут подвергаться. Если люди отправятся на Марс или установят космическую станцию на орбите вокруг Луне, им придется иметь дело с высокоэнергетическими частицами, которые пришли из далеких умирающих звезд и сверхновых.
Когда такие частицы попадают на защитные покрытия, они создают своего рода осколки, которые еще опаснее, чем сама радиация.
Ученые работают над усовершенствованной защитой от этих осколков.
Интересное о космосе (видео)
10. Кристаллизация
Японские ученые наблюдали, как формируются кристаллы, сталкивая кристаллы гелия с акустическими волнами в условиях смоделированной невесомости.
Обычно этим кристаллам требуется какое-то время, чтобы вновь сформироваться после распада, но их подвесили в сверхжидкости – жидкости, которая течет без трения. В результате гелий быстро сформировался в кристаллы необычно больших размеров до 10 мм.
Таким образом, в космосе можно выращивать крупные кристаллы высокого качества. Мы используем кремниевые кристаллы почти во всех видах электроники, а это открытие может привести к разработке усовершенствованных электронных устройств.
+ Звук
В условиях пониженной гравитации начинают действовать другие силы, что позволяет ученым изучать их таким образом, что было бы невозможно в привычной среде. Звук не является исключением.
Так на МКС проводили эксперимент, разбрызгивая капли воды над колонками во время проигрывания рок-музыки. Мощные колебания звука разрывают поверхностное натяжение невесомой жидкости, заставляя крошечные капли разлетаться во всех направлениях.
Меняя частоту звуковых волн, космонавты создавали различные формы, начиная от небольшой ряби до различных впадин.
По материалам: Infoniac.ru
Невесомый быт: как космонавты спят, едят и справляют нужду на станции | Наука | Общество
Дмитрий Писаренко
Примерное время чтения: 4 минуты
26621
Еженедельник «Аргументы и Факты» № 10. Пост — это не диета! А что? 09/03/2011
Одежда
Раньше космонавт не снимал скафандр на протяжении всего полёта. Теперь в повседневной жизни он облачается в майку с шортами или комбинезон. Майки на орбите шести цветов, чтобы выбрать в зависимости от настроения.
Вместо пуговиц — молнии и липучки: они не оторвутся. Чем больше карманов, тем лучше. Косые нагрудные позволяют быстро прятать предметы, чтобы не разлетались в невесомости. Широкие карманы на голени удобны, потому что космонавты часто принимают позу эмбриона. Вместо обуви носят толстые носки.
Туалет
Первые космонавты надевали подгузники. Их используют и сейчас, но лишь при выходе в открытый космос и во время взлёта-приземления. Систему утилизации отходов жизнедеятельности начали разрабатывать ещё на заре космонавтики. Унитаз действует по принципу пылесоса. Разреженный поток воздуха засасывает отходы, при этом они попадают в пакет, который затем отстёгивается и бросается в контейнер. Его место занимает другой. Заполненные контейнеры отправляют в открытый космос — они сгорают в атмосфере. На станции «Мир» жидкие отходы подвергались очистке и превращались в питьевую воду. Для гигиены тела используют влажные салфетки и полотенца. Хотя разработаны и «душевые кабины».
Еда
Тюбики с едой стали символом космического образа жизни.
Их начали делать в Эстонии в 1960-е гг. Выдавливая из тюбиков, космонавты ели куриное филе, говяжий язык и даже борщ. В 80-е на орбиту стали поставлять сублимированные продукты — из них удалено до 98% воды, что значительно уменьшает массу и объём. В пакет с сухой смесью заливается горячая вода — и обед готов. Едят на МКС и консервы. Хлеб упакован маленькими буханками на один укус, чтобы крошки не разлетались по отсеку: это чревато проблемами. На кухонном столе есть фиксаторы для контейнеров и приборов. Также используется «чемоданчик» для подогрева пищи.
Каюта
В невесомости всё равно где спать, главное — надёжно зафиксировать тело. На МКС спальные мешки с молниями прикреплены прямо к стенам. Кстати, в каютах российских космонавтов есть иллюминаторы, позволяющие перед сном любоваться видом Земли. А у американцев «окон» нет. В каюте находятся личные вещи, фото родных, музыкальные плееры. Все мелкие предметы (инструменты, карандаши и пр.) либо подсовываются под специальные резинки на стенах, либо крепятся на липучках.
Для этого стены МКС обклеены ворсистым материалом. Также на станции много поручней.
КОММЕНТАРИЙ
Владимир Соловьёв, руководитель полётами российского сегмента МКС:
— Быт космонавтов значительно улучшился. На борту МКС есть Интернет, возможность передавать сообщения и читать новости. Средства коммуникации позволяют соединять космонавтов с их домашними и друзьями по телефону. Продуктов на станции всегда много. Причём меню космонавты подбирают себе сами.
Из сублимированных продуктов можно приготовить борщ, картофельное пюре, макароны. В тюбиках сейчас остались только сок и небольшой комплект питания, используемый на подлёте к станции.
С каждым грузовым кораблём мы посылаем ещё и свежие продукты. Космонавты живут полноценной жизнью. Единственное, что мешает, — шум вентиляторов. Они работают постоянно, но без них нельзя.
Смотрите также:
- Космический дизайн. Галина Балашова проектировала интерьер «Союза» и «Мира» →
- Галактика в безопасности: как тренируются российские космонавты →
- Прощай, батарейка? Электронные устройства могут стать вечными →
Следующий материал
Самое интересное в соцсетях
Новости СМИ2
Почему астронавты летают в космосе?
При удалении воздуха происходят две вещи.
Во-первых, присоска больше не сосет (потому что они и так не сосут). Во-вторых, масса падает. Несмотря на то, что воздуха в камере практически нет, масса все равно падает.
Другой пример — луна. На Луне нет воздуха, но астронавты не уплывают — даже когда прыгают. Вот «салют в прыжке» Джона Янга.
А что насчет самой Земли? Почему он вращается вокруг Солнца? Он вращается, потому что между двумя объектами существует гравитационная сила. Взаимодействие есть, даже если между ними нет воздуха.
Может, мне стоит поговорить о том, как ты чувствуешь вес. Каков ваш кажущийся вес? Позвольте мне продолжить и сказать, что то, что вы сейчас чувствуете, на самом деле не гравитация. Предположим, я начну с нескольких примеров.
Пример 1: Встаньте в лифте. Не нажимайте на кнопки. Просто встаньте так, чтобы лифт остановился. Как ты себя чувствуешь? Неловко? Вот диаграмма.
Поскольку вы находитесь в состоянии покоя и остаетесь в покое, вы находитесь в равновесии (ускорение равно нулю).
Если ваше ускорение равно нулю, результирующая сила также должна быть равна нулю (технически, нулевой вектор). На вас действуют две силы: сила от пола, толкающая вверх, и гравитационное взаимодействие с Землей, притягивающее вниз. Величины этих двух сил должны быть равны, чтобы результирующая сила была равна нулю.
Пример 2: Теперь нажмите кнопку «вверх». Как вы себя чувствуете в течение короткого промежутка времени, когда лифт ускоряется вверх? Тревожный? Или, может быть, вы чувствуете себя немного тяжелее. Если ваш лифт такой же, как в этом здании, вы можете расстроиться из-за того, как медленно он движется. И что за странный запах? Вот схема лифта, ускоряющегося вверх (и вас).
С точки зрения сил, что должно отличаться? Если человек ускоряется вверх, результирующая сила также должна быть направлена вверх. Используя те же две силы, что и выше, это может произойти двумя способами. Пол может давить на вас БОЛЬШЕ, или Земля может тянуть МЕНЬШЕ.
Поскольку гравитационная сила зависит от вашей массы, массы Земли и расстояния между ними, она не меняется. Это означает, что пол должен сильнее давить на вас. Но подождите, вы чувствуете себя тяжелее, а сила гравитации остается прежней.
Пример 3: Вы приближаетесь к верхнему этажу, и лифт должен остановиться. Так как он двигался вверх, но замедляясь, он должен ускоряться в направлении вниз.
Теперь результирующая сила должна быть направлена вниз. Опять же, величина гравитационной силы не меняется. Единственное, что может случиться, это чтобы пол стал меньше давить. От этого чувствуешь себя легче. Верно?
Последний пример: Предположим, трос лифта порвался и лифт упал. В этом случае ускорение лифта будет -90,8 м/с 2 (как и любой свободно падающий объект). Насколько пол должен давить на человека, чтобы он упал со скоростью -9,8 м/с 2 ? Его бы вообще не надо было напрягать. Сила, с которой пол воздействует на вас, будет равна нулю.
Как бы вы себя чувствовали? Вы бы испугались — я имею в виду, что вы находитесь в лифте с перерезанным кабелем. Как вы думаете, как бы вы себя чувствовали? Ну, может быть, вы могли бы испугаться и проголодаться, если бы вы опоздали на обед или что-то в этом роде. О, вы бы чувствовали себя невесомыми. Могло ли это случиться на самом деле? Абсолютно. На самом деле, некоторые люди даже платят за это. Проверьте эту поездку, Супермен:
Почему космонавты невесомы в космосе?
Все видели видео и фотографии космонавтов в космосе. Мы смотрим на них каждую миссию, а также на астронавтов на Международной космической станции, мягко парящих в космосе. Если бы вы спросили кого-нибудь, почему астронавты невесомы в космосе, все они, вероятно, ответили бы: «Потому что нет никакой гравитации», но это было бы неправильно.
Вот ситуация и вопрос к вам: Мы знаем, что Земля имеет гравитационное притяжение к Луне, и что Луна находится на расстоянии 384 400 км. Итак, если Земля имеет гравитационное притяжение к Луне, почему бы ему не повлиять и на Международную космическую станцию, которая находится всего в 330 км?
Ответ на этот вопрос немного сложнее, но в основе лежит некоторая гравитация в космосе, поэтому невесомость космонавтов не имеет ничего общего с гравитацией.
На самом деле космонавты падают, как и космическая станция. Мы также должны помнить, что есть тонны и тонны космического мусора, а также спутники, которые находятся в космосе вокруг планеты. Они тоже все падают.
Прямо сейчас вы, вероятно, говорите «ни за что». Если бы космическая станция и астронавты падали, они бы уже ударились о землю. Они не ударились о землю из-за того, что падают и едут очень быстро. Это также скорость, которая удерживает их от падения на землю. Сочетание падения со скоростью дает астронавтам и Международной космической станции, а также спутникам и всему прочему, что там парит, ощущение невесомости.
Существует определенная скорость, с которой должны двигаться объекты вокруг Земли, чтобы они не врезались и не сгорели в земной атмосфере. Они должны проехать не менее 28 160 км/час. Кроме того, земля круглая, а это значит, что когда они «падают», она изгибается под ними. Скорость в сочетании с кривизной земли означает, что, поскольку они движутся быстрее к земле, она на самом деле изгибается от них.