Zbabelec nielenže nehrá hokej, ale zbabelec nelieta do vesmíru. Samozrejme, pretože povolanie astronauta si vyžaduje neskutočnú vôľu, zodpovednosť, pozoruhodnú ľudskú odvahu a, samozrejme, vynaliezavosť. Samotný priestor je zaujímavý. Mimo stratosféry je veľa zaujímavých vecí, o ktoré sa s nami delia astronauti, vedci a výskumníci už desaťročia, a preto sa ich nahromadilo dosť na to, aby sme vám o nich mohli povedať.

16 východov slnka za jeden deň

Na obežnej dráhe Zeme sa západy a východy slnka striedajú každú hodinu a pol, a preto sú astronauti schopní za jeden deň vidieť až 16 východov slnka. Ale tento režim zrazí biorytmy a nedovolí vám pokojne spať. Preto kozmonauti podmienečne žijú podľa zemského greenwichského času, striedavo stúpajú a zhasínajú. Mimochodom, vedci odhalili nečakaný fakt: absencia gravitácie znižuje chrápanie.

Radiačná erupcia

Astronauti niekedy pozorujú nezvyčajné záblesky svetla v očiach. Ako sa v praxi ukázalo, nejde vôbec o svetlo, ale o nič iné ako o kozmické žiarenie, len mozog ho rozpozná ako záblesk. Takéto záblesky sú mimoriadne škodlivé pre oči, takže astronauti následne často získajú očné choroby.

rast

Pri absencii gravitácie sa ľudská chrbtica predlžuje a kozmonaut môže narásť aj o 5-8 centimetrov. Bohužiaľ, tento rast môže viesť ku komplikáciám chrbta a nervového systému.

Hygiena

Nie je žiadnym tajomstvom, že astronauti majú problémy s hygienou. Akákoľvek kvapalina vo vesmíre sa v dôsledku nedostatku gravitácie zroluje do gule a náhodne letí v priestore. Preto sa astronauti musia utierať špeciálnymi mokrými špongiami a obrúskami, ako aj používať individuálnu hygienickú súpravu. Holenie však zostáva podľa pozemských tradícií, ale človek musí byť veľmi opatrný, pretože akékoľvek drobné chĺpky sa môžu dostať do oka alebo do zariadenia, čo má katastrofálne následky.

"Presné pristátie"

Prevádzka toalety vo vesmíre tiež nie je jednoduchá záležitosť. Astronauti si dokonca musia vypracovať techniku ​​„presného pristátia“ na špeciálnych simulátoroch ešte na Zemi, a to všetko preto, aby „pristáli“ presne v strede.

"Druhé narodenie"

Pri absencii gravitácie svaly atrofujú z nedostatočného cvičenia. V boji proti tomu musí napríklad posádka ISS tvrdo cvičiť 2,5 hodiny denne. To však nezaručuje absenciu degradácie svalov. Po návrate domov teda astronauti pociťujú úplnú slabosť v oblasti rúk, nôh a celkovo celého tela, stávajú sa ako bábätká, a preto sa ich návrat na Zem nazýva ich „druhé narodenie“.

astronauti neplačú

Skutočne, ak sa astronaut náhle rozhodne emocionálne vybiť a plakať alebo si pozrieť smutný film, nič z toho nebude. Slzy sa okamžite stáčajú priamo do očí a spôsobujú svrbenie, pálenie a iné nepríjemné pocity.

"návrat domov"

Astronauti po návrate na Zem prechádzajú obdobím istého prispôsobovania sa, pretože sa už naučili, že všetky predmety lietajú, a preto sa nemožno čudovať, že im každú chvíľu všetko vypadne z rúk.

Zaujímavé fakty o vesmírnych ľuďoch

Ľudstvo má najodvážnejšie a najďalekosiahlejšie očakávania od prieskumu vesmíru. Ľudia, ktorí sa venujú tejto veci, sú odsúdení na slávu a sú nútení niesť vážnu zodpovednosť. Dizajnéri, inžinieri, kozmonauti a ďalší špecialisti, bez ktorých nie je možný pokrok v tejto oblasti, sú ľudia, ktorí hľadia ďaleko do budúcnosti. Kolosálny fyzický a psychický stres je neoddeliteľnou súčasťou ich každodennej práce. Koniec koncov, bez ohľadu na to, ako bezvýznamný by sa úspech každého z nich zdal v mierke vesmíru, pre ľudstvo je to obrovský prielom. Spoznajte týchto úžasných ľudí a tento výber.

Gravitačná sila je neoddeliteľnou súčasťou nášho života, hoci ju vnímame ako niečo obyčajné. I. Newton vďaka jablku, ktoré mu spadlo na hlavu, rozvinul túto teóriu, no gravitácia je niečo viac.
Pred Newtonom o existencii takejto sily filozofovali aj vedci ako Kepler, Descartes, Epicurus a ďalší. Celkovo však verili, že existujú dve atrakcie: nebeská (vo vesmíre) a pozemská (na povrchu planéty). Isaac Newton zašiel trochu ďalej, spojil tieto dva pojmy. Navyše legenda, že sa prechádzal po záhrade a spadlo na neho jablko, je vlastne fikcia a len krásny príbeh.

Gravitácia je sila príťažlivosti medzi objektmi v pomere k ich hmotnosti. Obi-Wan Kenobi vo svetoznámom filme spomenul, že „sila je okolo nás a preniká do nás. Drží galaxiu pohromade." Ak však dobro a zlo konajú podľa duálneho princípu, potom sila príťažlivosti predmety k sebe iba priťahuje, ale neodpudzuje. Gravitácia je okolo nás. To je sila, ktorá drží planétu v tvare gule, nedovolí nám odtrhnúť sa od povrchu. Gravitácia tiež drží našu atmosféru okolo seba a bráni jej vznášať sa v priestore. Nižšie sú uvedené niektoré zaujímavé fakty o sile gravitácie.

Mnohí veria, že astronauti na vesmírnej stanici a fanúšikovia extrémnej zábavy v rýchlosti zažívajú „nulovú“ gravitáciu, t.j. nejaký čas vôbec nepodliehajú gravitácii. V skutočnosti ide o zásadne nesprávne tvrdenie, pretože. majú tendenciu klesať rovnakou rýchlosťou ako objekt, v ktorom sa nachádzajú.

Gravitačná sila pôsobí rovnako na všetky predmety bez ohľadu na ich hmotnosť. Napríklad, ak z výšky spadnú dva škvárové bloky rovnakých parametrov, ale rôznej hmotnosti, dotknú sa zemského povrchu. Dodatočná rýchlosť objektu, ktorý je hmotovo ľahší, je kompenzovaná zotrvačnosťou ťažšieho objektu.

Ukazuje sa, že čím väčšia je hmotnosť kozmického telesa, tým ťažšie sú predmety na ňom. To znamená, že ten istý človek, ktorý na našej planéte váži päťdesiat kilogramov, by na Saturne vážil dvakrát toľko.
Gravitačná sila na planéte je určená jej veľkosťou. Napríklad na Marse je sila gravitácie oveľa menšia ako na našej planéte. Tento fakt negatívne vplýva na ľudský organizmus, preto človek nemôže na tejto planéte zostať dlho.
Jupiter nie je ani planéta, ani hviezda. Má dostatočnú gravitačnú silu, aby získal potrebnú váhu a stal sa plnohodnotnou hviezdou, nebeským telesom, no jeho pole je príliš slabé a nedokáže spustiť proces premeny planéty.

Zaujímavý fakt! Pri absencii gravitačnej sily, t.j. v stave beztiaže majú všetky tekutiny podobu gule. Nebudete si môcť umývať ruky ani prelievať vodu z nádoby do nádoby. Preto, aby sa kozmonauti cítili vo vesmíre pohodlne, zvykajú si naň dlho. Aj spánok je pre nich nezvyčajný, pretože. spia vo vakoch, ktoré sú pripevnené na stenách lode. Astronauti navyše ťažšie zaspávajú, pretože fázy spánku a bdenia človeka závisia od západov a východov slnka a vo vesmíre medzi týmito dvoma procesmi uplynie len 90 minút, t.j. Za deň je 8 cyklov.

Mnoho ľudí si myslí, že vo vesmíre nie je žiadna gravitačná sila. V skutočnosti ide o nepravdivé tvrdenie. Gravitačná sila je takmer všade, ale pôsobí rôznou silou. Ako viete, gravitačná sila medzi 2 telesami je nepriamo úmerná vzdialenosti medzi nimi a úmerná súčinu ich hmotnosti. Vzhľadom na to, že polomer Zeme je o niečo menší ako výška obežnej dráhy medzinárodnej vesmírnej stanice (asi o 10 percent), je tam teda sila príťažlivosti menšia a má tendenciu k nule.

Plameň v neprítomnosti gravitácie sa tiež správa inak, ako sme zvyknutí. Na Zemi totiž pri spaľovaní stúpa vzduch nasýtený oxidom uhličitým nahor a zároveň vytvára priestor pre vstup kyslíka. V stave beztiaže nedochádza k takejto výmene vzduchu, takže po čase všetok kyslík okolo ohňa vyhorí a spaľovací proces sa zastaví. V dôsledku nedostatočnej konvekcie vzduchu v priestore trpí nielen plameň, ale aj človek, pretože počas jeho nehybnosti kyslík tiež necirkuluje a končí. Pre takéto situácie sú priestory kozmickej lode vybavené ventilátormi na umelú cirkuláciu vzduchu.

Podľa teórie vedcov je to práve gravitačná sila, ktorá zohráva úlohu pri určovaní výšky hôr na Zemi. Pre našu planétu teda bude maximálna výška hôr vzdialenosť nie väčšia ako 15 kilometrov. Napríklad, ak by sa Slnko stalo neurónovým svietidlom, potom by jeho silná gravitácia v zásade nedovolila, aby sa objavil taký jav, ako sú hory.

Ukazuje sa, že gravitačná sila v strede Zeme by na objekty (ak by ich tam bolo možné umiestniť) pôsobila inak ako na povrch planéty. V jadre planéty by sa objekty ťahali súčasne na všetky štyri strany, čo je v princípe podobné ako v stave beztiaže.

Gravitácia ovplyvňuje nielen objekty, ale ovplyvňuje aj mnohé výpočty a faktory. Ukazuje sa, že jeho potenciál má významný vplyv na načasovanie. Relatívne nedávno fyzici z Dánska dokázali, že stred našej planéty je mladší ako jej povrch. Čím nižšia je gravitácia, tým pomalší čas. Podľa hypotetických meraní sa vek jadra a kôry nebeských telies od seba výrazne líši v prospech ich stredu.

Všetci vieme a už sme spomenuli, že prítomnosť samotnej sily na Zemi objavil vedec Newton v 17. storočí. Málokto však vie, že v skutočnosti opísal len časť tejto sily. Vedci sa dlhé roky pokúšali túto teóriu spresniť. Ďalší známy génius uviedol, že gravitačná sila je len zakrivenie časopriestoru vytvoreného hmotou tohto objektu. Tým vedcom bol Einstein a až v 20. storočí sa priblížil k odhaleniu tohto fenoménu. Ale v skutočnosti gravitácia stále skrýva mnohé záhady, ktoré sú v súčasnosti mimo našej kontroly a v budúcnosti sa ešte len musia odhaliť.

Spánok vo vzpriamenej polohe, sprcha bez vody a ostrihanie pomocou vysávača. Hovoríme, ako sa život astronautov líši od toho pozemského.

1. Astronauti sa dlho neprezliekajú.

Na ISS veci neumývajú, pretože vo vesmíre nie je voda. Z tohto dôvodu nosia astronauti dlho to isté: týždeň ponožky, bundu a nohavice asi mesiac. Ak by sa prezliekali častejšie, zaberali by príliš veľa miesta. To však neznamená, že astronauti chodia špinaví: vzduch na ISS je čistejší a hygiena je prísnejšia ako na Zemi, takže oblečenie sa špiní pomalšie.

Okrem toho vedci vyvíjajú vesmírnu spodnú bielizeň s antimikrobiálnym povlakom, aby oblečenie zostalo dlhšie čerstvé. Nie je to také jednoduché: spodná bielizeň by nemala dráždiť pokožku a spôsobovať dysbakteriózu, ktorá zabíja prospešné baktérie na ľudskej pokožke.

2. Je nepríjemné plakať vo vesmíre.

V stave beztiaže vám po lícach nič nespustí slzy. Namiesto toho sa hromadia v guličke okolo očnej gule a pália oči. Čím viac sĺz, tým väčšia vodná guľa, ktorá sa akoby prilepila na oko a nikam netečie. Aby ste sa zbavili nepohodlia, musíte slzu utrieť uterákom alebo vreckovkou.

Vo vesmíre slzy dráždia oči, hoci príroda mala v úmysle zvlhčovať a chrániť. Deje sa tak preto, lebo vplyvom nízkej gravitácie sa mení chemické zloženie tekutín v tele. Navyše v stave beztiaže má človek pocit suchých očí a slzy vyvolávajú veľmi kontrastný, a teda nepríjemný pocit.

3. Astronauti nejedia len z hadičiek.

Na rozdiel od populárnej mylnej predstavy je možné na obežnej dráhe jesť ovocie, bobule a koláče v prirodzenej forme. Oficiálne menu ruských kozmonautov pozostáva z 250 položiek a ak je na ISS vyslaná nákladná loď, môžu si objednať niečo čerstvé.

Obyčajná soľ a korenie nie sú pre astronautov dostupné: ak osolíte alebo okoreníte jedlo v nulovej gravitácii, korenie sa rozptýli a dostane sa vám do očí. Preto sa používa tekutý fyziologický roztok a koreniny - obzvlášť obľúbené sú horčica a kečup. Pre ruských kozmonautov sa na ISS dodávajú kečupové a mahejevské omáčky. Podľa riaditeľa Essen Production AG Leonida Barysheva, ktorý vlastní ochrannú známku Maheev, sa na obežnú dráhu dostáva presne taký istý kečup ako do obchodov. Spoločnosť nevytvorila špeciálny rad produktov pre jedlo na palube: bežné omáčky zo supermarketu úspešne prešli všetkými testami kvality. Preto, ak budete jesť kečup alebo horčicu "Maheev", môžete sa cítiť ako astronaut.

Pozrite si tento príspevok na Instagrame

4. Môžete spať v priestore vzpriamene a dokonca aj hore nohami

Aby kozmonauti počas spánku nelietali okolo lode, odpočívajú v špeciálnych spacích moduloch. Ide o vertikálne a horizontálne spacie vaky pripevnené k stene. Spacie moduly sú usporiadané týmto spôsobom, pretože v priestore je to rovnaké ako spanie: nemá podlahu a strop, spodok a vrch, takže môžete dokonca odpočívať hore nohami. Často astronauti zaujmú polohu plodu, ktorá je najprirodzenejšia pri nízkej gravitácii.

Okrem toho musia astronauti spať pod ventilátorom. Cirkuluje vzduch so správnym obsahom kyslíka a zabraňuje tomu, aby sa človek zadusil oxidom uhličitým vydychovaným počas spánku. Ventilátor pracuje nahlas: hlučnosť dosahuje 65 dB. Preto kozmonauti používajú štuple do uší.

5. Koža na pätách sa stáva hladkou, ale je to nebezpečné.

Ak sa chcete pohybovať v stave beztiaže, nemusíte chodiť. Preto drsná koža na pätách zmäkčuje a odlupuje. Kvôli tomu musia byť astronauti veľmi opatrní pri vyzúvaní ponožiek, aby sa odumreté kožné bunky nerozptýlili všade a riskovali, že sa niekomu dostanú do oka alebo upchajú zariadenie.

6. Astronauti sa nesprchujú.

Na ISS sa nikto nesprchuje v obvyklom zmysle slova. Astronauti si utierajú pokožku vlhkým uterákom, aby ušetrili vodu a čas. Ak naozaj chcete, môžete kvapku vody a tekutého mydla vytlačiť priamo na pokožku – bublinky tekutiny sa na ňu prilepia. Potom ich treba veľmi pomaly primiešať priamo na pokožku a rozotrieť po tele, aby sa neoddelili a neodleteli. Na stanici sa minie veľmi málo vody, pretože na obežnej dráhe je nezmazateľný aj šampón - po namydlení sa vlasy jednoducho utrú uterákom.

7. Astronauti si strihajú vlasy nožnicami a vysávačom

Posádka je na stanici niekoľko mesiacov, takže si občas musíte ostrihať vlasy priamo vo vesmíre. Astronauti na to používajú nožnice napojené na vákuovú trubicu, ktorá nasáva chĺpky a bráni im v lietaní po kabíne kozmickej lode. Elektrické holiace strojčeky fungujú na rovnakom princípe, vysávajú oholené chĺpky.

8. Astronauti trénujú ísť na záchod na Zemi

Pred každodennými návštevami toalety niet úniku ani na obežnej dráhe. Aby bol proces čo najpohodlnejší, bol vybavený pásmi. Návštevník sa zaistí v pohodlnej polohe a posadí sa. Ale také jednoduché to nie je. Vzhľadom na to, že voda sa vo vesmíre nepoužíva na odvodňovanie, musia astronauti trénovať na Zemi, aby nepremeškali v stave beztiaže a vyhli sa nepríjemným chybám.

9 Nafúknutie vesmíru je vážny problém

Vo vesmíre je jedlo, ktoré spôsobuje nadúvanie, zakázané. Nielen preto, že milovník extravagantného jedla bude otravovať kolegov nepríjemným zápachom, ale aj kvôli ohrozeniu života. Metán a vodík, ktoré produkuje ľudské telo, sú výbušné plyny.

10. V nulovej gravitácii musíte určite športovať.

V stave beztiaže je pre srdce oveľa jednoduchšie pumpovať krv do tela. To je nebezpečné, pretože v priebehu času z nedostatku zaťaženia môže značne oslabiť. Aby sa astronauti udržali vo forme, venujú sa športu každý deň 2,5 hodiny. Na tento účel má kozmická loď simulátory: bežiaci pás, bicyklový ergonometer a simulátor, ktorý simuluje gravitáciu. Pravidelná fyzická aktivita tiež pomáha predchádzať atrofii svalov nôh, pretože sa vo vesmíre takmer nepoužívajú.

Vesmírny život sa zdá byť veľmi zvláštny. Ale ľudské telo sa rýchlo prispôsobí životu v stave beztiaže. Po návrate na Zem mnohí astronauti zhadzujú predmety a rozbíjajú riad, zvyknú si na to, že veci plávajú vo vzduchu.

Čas čítania: 4 minúty

Beztiažový stav nie je blázon-hahanki... Giggle-hahonki sa začne, keď sa vás na to spýta váš zvedavý arašid, trochu brnkne a „mrmle“. Bez ohľadu na to, ako veľmi sa musíte červenať ... Koniec koncov, sú také - naše dnešné Pochemuchki. Ako povedať dieťaťu jednoduchými slovami o zložitých procesoch a javoch, ktoré v bežnom živote nedokážeme ukázať? Iba prostredníctvom porovnávania a zrozumiteľných analógií. Povieme vám ako.

pikabu.ru

Takže je rozhodnuté. Letíme do vesmíru! Čaká nás tam ale zákerná beztiažová situácia, tak sa o nej dozvieme viac, veď poznanie je sila!

Všetko, na čo sme zvyknutí na Zemi, v stave beztiaže, je úplne iné: ľudia a predmety „plávajú“ vo vesmíre, je takmer nemožné dotknúť sa prstom nosa, tancovať valčík alebo ukázať svoj obľúbený futbalový trik. je všeobecne na pokraji fantázie. Smejete sa pri pohľade na to, ako sa astronauti pokúšajú vykonávať bežné pohyby v nulovej gravitácii.

PREDSTAVTE si… Predstavte si, že ste v studenom bazéne, a dokonca aj hore nohami. Zdá sa, že všetkému rozumiete, ale nič nedokážete. Astronauti v stave beztiaže sa cítia približne rovnako.

ŽIVOTNÁ SKÚSENOSŤ: Vyzvite dieťa, aby zatvorilo oči a dotklo sa prstom špičky nosa. ťažké? A čo kozmonauti?
Pri kúpaní vo vani sa ponúknite, že pod vodou chytíte malý predmet.
V detskom parku pri skákaní na trampolíne s gumičkami môžete na zlomok sekundy pocítiť aj niečo ako stav beztiaže.
Ak skočíte, môžete zažiť stav beztiaže.
Pri hojdaní na hojdačke zažívame stav beztiaže: vo chvíli, keď na sekundu zamrzli, kým zmenili smer a spadli.
Zažívame stav beztiaže na palube lode, pohupujeme sa na vlnách.

www.novate.ru

Ak niečo vyplávalo z rúk priamo do vesmíru - píšte zbytočne!

ZÁLEŽITÁ OTÁZKA: Prečo je okolo Zeme veľa „satelitov“ v podobe guľôčkových pier, všetkých druhov skrutiek a kľúčov?

ODPOVEĎ odborníka: Komu potom raz všetko zahodil, zabudol na stav beztiaže a na to, že gravitačná sila vo vesmíre nefunguje!

Gravitačný zákon je veľmi podrobne opísaný vo videu Akadémie zábavných vied.

Sloby vo vesmíre to majú ťažké! Stav beztiaže si s nimi môže zahrať krutý vtip. Hoďte pyžamo kamkoľvek - prenasledujte ju pol dňa. Ale to nie je to najhoršie!

PREDSTAVTE si… Predstavte si, že sa rozhodnete občerstviť sa vo vesmíre.

Raz, počas letu na Mesiac, som sa pokúsil otvoriť môj obľúbený tvaroh Rastishka. Ach, čo sa stalo... Natiahol sa do tenkej nitky, potom zablúdil do kvapiek a kaluží a potom sa mi len prilepil na ucho, ako keby na mňa hodili niečo mokré. Vo všeobecnosti je dobré, že pohotoví Belka a Strelka zachytili skúmavky pripravené zo Zeme. Inak by sme museli hladní sedieť vo vesmíre. Ale teraz mám - magnet svietiaci v tme, kde na zadnej strane je užitočná informácia o tom, čo je beztiažový stav.

A vo vesmíre je prísne zakázané drobiť sa! Skutoční astronauti preto dodržiavajú detské pravidlo: "Zjedzte všetko do poslednej omrvinky!" V opačnom prípade nebudete mať problémy!

ZÁLEŽITÁ OTÁZKA: Prečo je nemožné rozpadnúť sa vo vesmíre?

ODPOVEĎ odborníka: Drobky sa môžu rozptýliť a dostať sa do očí alebo nosa - to je veľmi nebezpečné! Pamätáte si na zákernú beztiažový stav ...

Dúfam, že ste už pochopili, že pre Sloppyho a Nechochuho nie je vo vesmíre miesto: treba pozorovať a udržiavať poriadok.

Lietajúce pyžamá, rozhádzané perá a náradie, odpadky sú pre astronautov potenciálnym nebezpečenstvom, preto, keďže už letíme na Mesiac, musíme byť Ryakhovia a Čukhovia, t.j. dodržiavať pravidlá hygieny a brať do úvahy zvláštnosti života v stave beztiaže.

Úprimne povedané, umývanie a umývanie rúk sa mení na vzrušujúcu aktivitu vo vesmíre. Voda v stave beztiaže sa neleje a netečie, ale predstavte si, je rozmazaná! Z hadičky vytlačil guľu vody, namazal si ňou tvár – a plával ďalej, umyl sa, to sa považuje. Čo tak si umyť zuby? Je to totálne dobrodružstvo!

No ak ste boli v týchto záležitostiach esom na Zemi, potom to budete mať vo vesmíre ľahké. A ak nie? Ach, budeš sa musieť zapotiť, nezávidím ti.

ZÁLEŽITÁ OTÁZKA: Prečo nemôžeš plakať vo vesmíre?

Ak ste v živote Reva-krava, určite vás nezoberú do vesmíru. Presnejšie, niečo zoberú, ale vo vesmíre jednoducho nebudete revať! Nemôžete to ani skúsiť - márne.

ODPOVEĎ odborníka: Slzy vo vesmíre netečú, ale zhromažďujú sa v "kaluži" okolo očnej gule.

ZÁLEŽITÁ OTÁZKA: Ako astronauti spia a o čom snívajú?

O čom podľa vás snívajú astronauti? Hukot kozmodrómu a zelená tráva pri dome? Osobne si myslím, že snívajú o pohodlnej pozemskej posteli...

www.voprosy-kak-i-pochemu.ru

V podmienkach beztiaže nie je také ľahké zaspať, najmä na začiatku. Zdá sa, že neustále padáte, ruky vám visia vo voľnom lete a vaše nohy tancujú samy. Na to, aby ste si ako-tak ukľudnili telo, musíte zaliezť do spacáku a pripnúť si opasky o steny či strop lode.

Druhým problémom je neustály hluk ventilátorov, ktoré zabezpečujú čerstvý vzduch. Hluk je ako keď pod oknami vrčí električka! Ale problém je vyriešený jednoducho - štuple do uší.

"Bolo veľa snov. Vo vesmíre sú sny úplne rovnaké ako na Zemi. Keď sa vaše oči zatvoria v priestore, vaše telo sa uvoľní a vaše ruky uvoľnia knihu. Ale bez gravitácie vám hlava nespadne a neuhnete, keď si uvedomíte, že ste si zdriemli. Ak sa zobudíš, tvoja kniha bude plávať tam, kde si ju nechal."
Bývalý astronaut Clayton Anderson

Vzhľadom na stav beztiaže vo vesmíre nie sú potrebné vankúše a prikrývky: astronauti ich nepoužívajú. Mimochodom, pre astronautov v nulovej gravitácii je veľké tučné plus – nechrápu! V tom je šťastie: sused vás určite nezobudí.

Tu sú všetky „kúzla“ kozmického života: jedzte svoje vlastné sladkosti z tuby a spite hore nohami ako vesmírny netopier v plienkach. Teraz môžete ísť na Mesiac! Stiahnite si a vydajte sa na vesmírnu cestu s Dinom!

MINISTERSTVO ŠKOLSTVA A VEDY RUSKEJ FEDERÁCIE

OBECNÁ VÝCHOVNÁ INŠTITÚCIA

STREDNÁ ŠKOLA №4

názov

O FYZIKE K TÉME:

BEZ VÁHY

Práca dokončená:

10 "B" triedy Khlusová Anastasia

vedúci:

Učiteľ fyziky

Úvod

Fenomén beztiaže vždy vzbudzoval môj záujem. Napriek tomu chce každý človek lietať a stav beztiaže je niečo blízke stavu letu. Pred začatím výskumu som vedel len to, že stav beztiaže je stav, ktorý sa pozoruje vo vesmíre, na kozmickej lodi, v ktorej lietajú všetky predmety a astronauti nemôžu stáť na nohách ako na Zemi.

Stav beztiaže je pre kozmonautiku skôr problémom ako nezvyčajným javom. Počas letu v kozmickej lodi môžu nastať zdravotné problémy a po pristátí treba astronautov znovu naučiť chodiť a stáť. Preto je veľmi dôležité vedieť, čo je stav beztiaže a ako ovplyvňuje pohodu ľudí cestujúcich vo vesmíre. V dôsledku toho je potrebné tento problém riešiť vytvorením programov na zníženie rizika nepriaznivých účinkov stavu beztiaže na organizmus.

Cieľom mojej práce je podať koncept beztiaže v komplexnej podobe (t.j. uvažovať o ňom z rôznych uhlov pohľadu), poukázať na relevantnosť tohto konceptu nielen pri štúdiu vesmíru, negatívneho vplyvu na človeka, ale aj v rámci možnosti využitia technológie na Zemi, vynájdenej na zníženie tohto vplyvu; vykonávanie niektorých technologických procesov, ktoré je v pozemských podmienkach ťažko alebo nemožné realizovať.

Ciele tohto abstraktu:

1) Pochopiť mechanizmus výskytu tohto javu;

2) Popíšte tento mechanizmus matematicky a fyzikálne;

3) Povedzte zaujímavé fakty o stave beztiaže;

4) Pochopiť, ako stav beztiaže ovplyvňuje zdravie ľudí v kozmickej lodi, na stanici atď., čiže pozrieť sa na stav beztiaže z biologického a medicínskeho hľadiska;

5) Spracujte materiál, usporiadajte ho podľa všeobecne uznávaných pravidiel;

6) Na základe spracovaného materiálu vytvorte prezentáciu.

Zdroje, ktoré som použil pri písaní eseje, sú učebnice, encyklopédie, internet.

Kapitola 1. Telesná hmotnosť a stav beztiaže

1.1. Telesná hmotnosť

V technike a každodennom živote je pojem telesnej hmotnosti široko používaný.

telesná hmotnosť nazývaná celková elastická sila pôsobiaca v prítomnosti gravitácie na všetky podpery, závesy.

Telesná hmotnosť P, teda sila, ktorou teleso pôsobí na podperu, a elastická sila FY, ktorou podpera pôsobí na teleso (obr. 1), sú v súlade s tretím Newtonovým zákonom rovnaké v absolútnej hodnote. a opačným smerom: P = - Fu

Ak je teleso v pokoji na vodorovnej ploche alebo sa pohybuje rovnomerne a pôsobí naň len tiažová sila FT a pružná sila FY zo strany podpery, potom rovnosť vyplýva z rovnosti vektorového súčtu týchto síl k nule. : FT = - FY.

https://pandia.ru/text/78/040/images/image005_5.png" width="22" height="12">.png" width="22" height="12"> So zrýchleným pohybom tela a podperná hmotnosť P sa bude líšiť od tiažovej FT.

Podľa druhého Newtonovho zákona, keď sa teleso s hmotnosťou m pohybuje pôsobením gravitácie FT a elastickej sily Fy so zrýchlením a, je splnená rovnosť FT + FY = ma.

https://pandia.ru/text/78/040/images/image016_2.png" width="22" height="12">.png" width="22" height="12">.png" width= "22" height="12">.png" width="22" height="12">.png" width="22" height="12">Z rovníc P = - Fy a FT + Fy = ma : P \u003d FТ - ma \u003d mg - ma alebo P \u003d m (g - a).

https://pandia.ru/text/78/040/images/image026_1.png" width="21" height="12"> Zoberme si prípad pohybu výťahu, keď zrýchlenie a smeruje zvisle nadol. Ak súradnicová os OY (obr. 2) smeruje zvisle nadol, potom sa vektory P, g a a ukážu ako rovnobežné s osou OY a ich projekcie sú kladné, potom rovnica P = m(g - a) bude mať tvar: Py = m(gY - aY).

Keďže projekcie sú kladné a rovnobežné so súradnicovou osou, možno ich nahradiť modulmi vektorov: P = m(g - a).

Hmotnosť telesa, v ktorom je smer zrýchlenia voľného, ​​pádu a zrýchlenia rovnaký, je menšia ako hmotnosť tela v pokoji.

1.2. Hmotnosť telesa pohybujúceho sa zrýchlením

Keď už hovoríme o hmotnosti tela v rýchlo sa pohybujúcom výťahu, zvažujú sa tri prípady (okrem prípadu pokoja alebo rovnomerného pohybu):

1) https://pandia.ru/text/78/040/images/image029_1.png" width="21" height="12">Výťah sa pohybuje so zrýchlením nahor (preťaženie, telesná hmotnosť je väčšia ako gravitácia, P =mg+ma);

2) https://pandia.ru/text/78/040/images/image029_1.png" width="21" height="12">Výťah sa pohybuje so zrýchlením smerom nadol (hmotnosť klesá, telesná hmotnosť je menšia ako gravitácia, P = mg-ma);

3) Výťah padá (beztiaže, telesná hmotnosť je nula, P=0).

Tieto tri prípady kvalitatívne nevyčerpávajú všetky situácie. Má zmysel zvážiť 4. prípad, aby bola analýza úplná. (V druhom prípade sa skutočne predpokladá, že a< g. Третий случай есть частный для второго при a = g. Случай a >g ponechané bez uváženia.) Ak to chcete urobiť, môžete študentom položiť otázku, ktorá ich najskôr prekvapí : "Ako by sa mal výťah pohybovať, aby človek mohol chodiť po strope?"Študenti rýchlo „uhádnu“, že výťah sa musí pohnúť cesta dole so zrýchlením veľké g. Skutočne: so zvýšením zrýchlenia výťahu nadol v súlade so vzorcom P=mg-ma sa telesná hmotnosť zníži. Keď sa zrýchlenie a rovná g, hmotnosť sa vynuluje. Ak budete pokračovať vo zvyšovaní zrýchlenia, potom môžeme predpokladať, že váha tela zmení smer.

Potom môžete na obrázku znázorniť vektor telesnej hmotnosti:

Tento problém môžete vyriešiť obrátenou formuláciou: „Aká bude hmotnosť telesa vo výťahu pohybujúcom sa nadol so zrýchlením a > g? Táto úloha je o niečo ťažšia, pretože študenti potrebujú prekonať zotrvačnosť myslenia a vymeniť „hore“ a „dole“.

Môže byť námietka, že 4. pád sa v učebniciach neuvažuje, pretože sa v praxi nevyskytuje. Pád výťahu sa však vyskytuje iba v problémoch, ale napriek tomu sa o ňom uvažuje, pretože je pohodlný a užitočný.

Pohyb so zrýchlením nasmerovaným nadol alebo nahor je pozorovaný nielen vo výťahu alebo rakete, ale aj pri pohybe lietadla vykonávajúceho akrobaciu, ako aj pri pohybe tela po konvexnom alebo konkávnom moste. Uvažovaný 4. prípad zodpovedá pohybu po „mŕtvej slučke“. Vo svojom hornom bode je zrýchlenie (centripetálne) nasmerované nadol, reakčná sila podpery je nadol a hmotnosť tela je nahor.

Predstavme si situáciu: kozmonaut opustil loď do vesmíru a s pomocou individuálneho raketového motora sa prechádza po okolí. Po návrate trochu preexponoval zapnutý motor, priblížil sa k lodi nadmernou rýchlosťou a narazil si na ňu koleno. Bude bolieť?

- Nebude: veď v stave beztiaže je astronaut ľahší ako pierko, - znie takáto odpoveď.

Odpoveď je nesprávna. Keď ste spadli z plota na Zemi, aj vy ste boli v stave beztiaže. Pri dopade na zemský povrch ste totiž pocítili citeľné preťaženie, čím väčšie, tým ťažšie bolo miesto, na ktoré ste spadli, a tým väčšia bola vaša rýchlosť v momente kontaktu so zemou.

Beztiaže a váha nemajú nič spoločné s dopadom. Tu je dôležitá hmotnosť a rýchlosť, nie hmotnosť.

A predsa, astronaut nebude tak zranený, keď narazí na loď ako vy, keď narazíte na zem (ceteris paribus: rovnaké hmotnosti, relatívne rýchlosti a rovnaká tvrdosť prekážok). Hmotnosť lode je oveľa menšia ako hmotnosť Zeme. Preto sa pri náraze na loď značná časť kinetickej energie astronauta premení na kinetickú energiu lode a zostane menšia deformácia. Loď získa ďalšiu rýchlosť a astronautov pocit bolesti nebude taký silný.

1.3. Stav beztiaže

Ak teleso spolu s podperou voľne padá, potom a = g, potom zo vzorca

P = m(g – a) z toho vyplýva, že P = 0.

Zánik závažia pri pohybe opory so zrýchlením voľného pádu len pôsobením gravitácie sa nazýva stav beztiaže.

Existujú dva typy stavu beztiaže.

Strata hmotnosti, ku ktorej dochádza vo veľkej vzdialenosti od nebeských telies v dôsledku oslabenia príťažlivosti, sa nazýva statický stav beztiaže. A stav, v ktorom sa človek nachádza počas letu na obežnej dráhe, je dynamický stav beztiaže.

Vyzerajú úplne rovnako. Ľudské pocity sú rovnaké. Dôvody sú ale iné.

Astronauti počas letu riešia iba dynamický stav beztiaže.

Výraz „dynamický stav beztiaže“ znamená: „beztiažový stav vznikajúci pohybom“.

Príťažlivosť Zeme cítime len vtedy, keď sa jej vzpierame. Až keď „odmietneme“ spadnúť. A akonáhle sme „súhlasili“ s pádom, pocit ťažkosti okamžite zmizne.

Predstavte si - idete so psom a držíte ho na popruhu. Pes sa niekam ponáhľal, potiahol za popruh. Cítite ťah za remienok – „ťah“ psa – len keď vzdorujete. A ak sa za psom rozbehnete, popruh sa prevesí a pocit príťažlivosti zmizne.

To isté platí s príťažlivosťou Zeme.

Lietadlo letí. V kokpite sa dvaja výsadkári pripravovali na zoskok. Zem ich ťahá dole. A napriek tomu odolávajú. Nohy položili na podlahu lietadla. Cítia príťažlivosť Zeme – chodidlá majú silou pritlačené k podlahe. Cítia svoju váhu. "Popruh je tesný."

Tu sa však dohodli, že budú nasledovať, kam ich Zem ťahá. Postavili sme sa na okraj poklopu a skočili dole. "Uvoľnený popruh." Pocit gravitácie Zeme okamžite zmizol. Stali sa beztiažovým.

Možno si predstaviť pokračovanie tohto príbehu.

Súčasne s výsadkármi bola z lietadla zhodená veľká prázdna krabica. A teraz letia vedľa seba, rovnakou rýchlosťou, kotrmelce vo vzduchu, dvaja ľudia, ktorí si neotvorili padáky, a prázdna krabica.

Jeden muž sa natiahol, schmatol krabicu letiacu neďaleko, otvoril v nej dvere a vtiahol sa dnu.

Teraz z dvoch ľudí jeden letí mimo krabice a druhý letí dovnútra krabice.

Budú sa cítiť úplne inak.

Ten, kto letí vonku, vidí a cíti, že rýchlo letí dole. Vietor mu hvízda v ušiach. V diaľke je viditeľná približujúca sa Zem.

A ten, ktorý lieta vo vnútri krabice, zavrel dvere a začal odtláčať steny „plávať“ pozdĺž krabice. Zdá sa mu, že krabica ticho stojí na Zemi a on, keď schudol, pláva vzduchom ako ryba v akváriu.

Presne povedané, medzi týmito dvoma parašutistami nie je žiadny rozdiel. Obaja letia k Zemi rovnakou rýchlosťou. Ale jeden by povedal: „Letím“ a druhý: „Plávam na mieste“. Ide o to, že jeden je vedený Zemou a druhý krabicou, v ktorej lieta.

Presne tak vzniká stav dynamickej beztiaže v kokpite kozmickej lode.

Na prvý pohľad sa to môže zdať nepochopiteľné. Zdalo by sa, že kozmická loď letí paralelne so Zemou ako lietadlo. A v horizontálne letiacom lietadle nie je stav beztiaže. Ale vieme, že vesmírna družica neustále klesá. Vyzerá to oveľa viac ako krabica vypadnutá z lietadla než ako lietadlo.

Dynamický stav beztiaže sa občas vyskytuje aj na Zemi. Beztiažový, napríklad plavci-potápači letiaci do vody z veže. Lyžiari počas skokov na lyžiach na pár sekúnd bez tiaže. Parašutisti padajúci ako kameň sú v stave beztiaže, kým neotvoria padáky. Na výcvik astronautov na tridsať až štyridsať sekúnd vytvorte stav beztiaže v lietadle. K tomu pilot urobí „šmykľavku“. Zrýchli lietadlo, vyletí strmo šikmo nahor a vypne motor. Lietadlo začne lietať zotrvačnosťou, ako kameň hodený rukou. Najprv trochu stúpa, potom opisuje oblúk a otáča sa nadol. Ponorte sa na Zem. Celý ten čas je lietadlo v stave voľného pádu. A celý ten čas v jeho kokpite vládne skutočný stav beztiaže. Potom pilot opäť zapne motor a opatrne vyvedie lietadlo zo ponoru do normálneho vodorovného letu. Keď sa motor zapne, stav beztiaže okamžite zmizne.

V stave beztiaže pôsobia gravitačné sily na všetky častice telesa v stave beztiaže, avšak na povrch telesa nepôsobia žiadne vonkajšie sily (napríklad podporné reakcie), ktoré by mohli spôsobiť vzájomné tlaky častíc na každú z nich. iné. Podobný jav je pozorovaný pre telesá umiestnené v umelom satelite Zeme (alebo vo vesmírnej lodi); tieto telesá a všetky ich častice, ktoré spolu so satelitom dostali zodpovedajúcu počiatočnú rýchlosť, sa pohybujú pod vplyvom gravitačných síl pozdĺž svojich dráh s rovnakými zrýchleniami, ako voľné, bez toho, aby na seba vyvíjali vzájomný tlak, to znamená, že sú v stave beztiaže. Podobne ako teleso vo výťahu na ne pôsobí gravitačná sila, no na povrchy telies nepôsobia žiadne vonkajšie sily, ktoré by mohli spôsobiť vzájomné tlaky telies alebo ich častíc na seba.

Vo všeobecnosti bude teleso pôsobením vonkajších síl v stave beztiaže, ak: a) pôsobiace vonkajšie sily sú iba hmotné (gravitačné sily); b) pole týchto telesných síl je lokálne homogénne, to znamená, že sily poľa pôsobia na všetky častice telesa v každej jeho polohe zhodné vo veľkosti a smere zrýchlenia; c) počiatočné rýchlosti všetkých častíc telesa sú rovnaké v module a smere (teleso sa pohybuje dopredu). Akékoľvek teleso, ktorého rozmery sú v porovnaní s polomerom Zeme malé, vykonávajúce voľný translačný pohyb v gravitačnom poli Zeme, sa teda pri absencii iných vonkajších síl bude nachádzať v stave beztiaže. Výsledok bude podobný pre pohyb v gravitačnom poli akýchkoľvek iných nebeských telies.

Vzhľadom na značný rozdiel medzi podmienkami stavu beztiaže a pozemskými podmienkami, v ktorých sa vytvárajú a odlaďujú zariadenia a zostavy umelých družíc Zeme, kozmických lodí a ich nosných rakiet, zaujíma problém stavu beztiaže dôležité miesto medzi ostatnými problémami kozmonautiky. Toto je najvýznamnejšie pre systémy s nádržami čiastočne naplnenými kvapalinou. Patria sem pohonné systémy s raketovými motormi na kvapalné palivo (motory na kvapalné palivo), určené na opakovanú aktiváciu v podmienkach kozmického letu. V podmienkach beztiaže môže kvapalina zaujať ľubovoľnú polohu v nádrži, čím naruší normálne fungovanie systému (napríklad prívod komponentov z palivových nádrží). Preto sa na zabezpečenie spúšťania kvapalných pohonných systémov v podmienkach beztiaže používajú: oddelenie kvapalnej a plynnej fázy v palivových nádržiach pomocou elastických separátorov; upevnenie časti kvapaliny na sacom zariadení mriežkových systémov (raketový stupeň Agena); vytváranie krátkodobých preťažení (umelá "váha") pred zapnutím hlavného pohonného systému pomocou pomocných raketových motorov a pod. Použitie špeciálnych techník je nevyhnutné aj na oddeľovanie kvapalnej a plynnej fázy za beztiažových podmienok v množstve jednotky systému podpory života, v palivových článkoch napájacieho systému (napríklad zber kondenzátu systémom poréznych knôtov, separácia kvapalnej fázy pomocou odstredivky). Mechanizmy kozmických lodí (na otváranie solárnych panelov, antén, na dokovanie atď.) sú navrhnuté tak, aby fungovali v podmienkach beztiaže.

Beztiažový stav možno využiť na realizáciu niektorých technologických procesov, ktoré sú v pozemských podmienkach ťažko alebo nemožné realizovať (napríklad získavanie kompozitných materiálov s jednotnou štruktúrou v celom objeme, získavanie telies presného guľového tvaru z roztaveného materiálu v dôsledku síl povrchového napätia, atď.). atď.). Prvýkrát sa experiment so zváraním rôznych materiálov v podmienkach beztiažového vákua uskutočnil počas letu sovietskej kozmickej lode Sojuz-6 (1969). Na americkej orbitálnej stanici Skylab (1973) sa uskutočnilo množstvo technologických experimentov (o zváraní, štúdiu toku a kryštalizácie roztavených materiálov atď.).

Vedci vykonávajú rôzne experimenty vo vesmíre, uskutočňujú experimenty, ale o konečnom výsledku týchto akcií majú len malú predstavu. Ale ak nejaký experiment priniesol určitý výsledok, potom ho musíte dlho kontrolovať, aby ste nakoniec vysvetlili a uplatnili získané poznatky v praxi.

Nižšie sú uvedené popisy niektorých experimentov a zaujímavé novinky o stave beztiaže, na ktorých sa ešte musí popracovať.

1.4. Je to zaujímavé

1.4.1. Plameň v stave beztiaže

Na Zemi vplyvom gravitácie vznikajú konvekčné prúdy, ktoré určujú tvar plameňa. Zvyšujú horúce častice sadzí, ktoré vyžarujú viditeľné svetlo. Z tohto dôvodu vidíme plameň. V stave beztiaže nie sú žiadne konvekčné prúdy, častice sadzí nestúpajú a plameň sviečky nadobúda sférický tvar. Keďže materiál sviečky je zmesou nasýtených uhľovodíkov, pri horení sa z nich uvoľňuje vodík, ktorý horí modrým plameňom. Vedci sa snažia pochopiť, ako a prečo sa oheň šíri v nulovej gravitácii. Štúdium plameňa v podmienkach beztiaže je potrebné na posúdenie požiarnej odolnosti kozmickej lode a na vývoj špeciálnych hasiacich prostriedkov. Môžete tak zaistiť bezpečnosť astronautov a vozidiel.

1.4.2. Vibrácie kvapaliny urýchľujú jej var v stave beztiaže

V stave beztiaže sa varenie stáva oveľa pomalším procesom. Ako však zistili francúzski fyzici, vibrácie kvapaliny môžu spôsobiť jej prudké varenie. Tento výsledok má dôsledky pre vesmírny priemysel.

Každý z nás opakovane pozoroval fázovú premenu kvapaliny na plyn vplyvom vysokej teploty, teda inak povedané proces varu. Parné bubliny, ktoré sa oddeľujú od zdroja tepla, sa ponáhľajú nahor a na ich miesto vstúpi nová časť kvapaliny. Výsledkom je, že var je sprevádzaný aktívnym miešaním kvapaliny, čo výrazne zvyšuje rýchlosť jej premeny na paru.

Kľúčovú úlohu v tomto turbulentnom procese zohráva Archimedova sila pôsobiaca na bublinu, ktorá zase existuje vďaka gravitácii. V podmienkach beztiaže neexistuje žiadna váha, neexistuje pojem „ťažší“ a „ľahší“, a preto bubliny zohriatej pary nebudú nikde plávať. Okolo výhrevného telesa sa vytvorí vrstva pary, ktorá bráni prestupu tepla do celého objemu kvapaliny. Z tohto dôvodu bude varenie kvapalín v stave beztiaže (ale pri rovnakom tlaku a už vôbec nie vo vákuu!) prebiehať úplne inak ako na Zemi. Podrobné pochopenie tohto procesu je nevyhnutné pre úspešnú prevádzku kozmickej lode prepravujúcej tony kvapalného paliva.

Na pochopenie tohto procesu je veľmi dôležité pochopiť, aké fyzikálne javy môžu urýchliť varenie v stave beztiaže. Nedávny článok francúzskych fyzikov popisuje výsledky experimentálnej štúdie o tom, ako vysokofrekvenčné vibrácie ovplyvňujú rýchlosť varu.

Ako pracovnú látku si vedci vybrali kvapalný vodík – najľahšie raketové palivo. Stav beztiaže bol vytvorený umelo, pomocou silného nehomogénneho magnetického poľa, ktoré práve kompenzovalo gravitačnú silu (o magnetickej levitácii si prečítajte v našom článku Magnetická supravodivosť: levitácia v kvapalnom kyslíku). Teplota a tlak vzorky boli zvolené tak, aby fázový prechod prebiehal čo najpomalšie a bolo možné vidieť všetky jeho znaky.

Hlavným výsledkom experimentov francúzskych fyzikov je, že v podmienkach beztiaže vibrácie urýchľujú premenu kvapaliny na paru. Pod vplyvom vibrácií vo vnútri mierne prehriatej kvapaliny sa objaví „objemové zvlnenie“: sieť malých, zlomkov milimetrových, parných bublín v kvapaline. Spočiatku tieto bubliny rastú pomaly, ale po 1-2 sekundách od začiatku expozície sa celý proces prudko zrýchli: kvapalina doslova vrie.

Toto správanie má podľa autorov dva dôvody. Po prvé, zatiaľ čo bubliny pary sú malé, viskozita kvapaliny ich takpovediac „drží“ na mieste a bráni im v rýchlom približovaní sa k sebe. Pri veľkých bublinách viskozita ustupuje do pozadia a ich splývanie a ďalší rast sa stáva intenzívnejším. Druhý dôvod spočíva v samotnej podstate matematických zákonov, ktorými sa riadi pohyb tekutín. Tieto zákony sú nelineárne, čo znamená, že vonkajšie vibrácie nielenže spôsobujú, že sa kvapalina „jemne trasie“, ale vytvárajú v nej aj veľké toky. Práve tieto zrýchlené prúdy efektívne miešajú pracovný objem a vedú k zrýchleniu procesu.

Autori práce zdôrazňujú, že fenomén, ktorý objavili, je nielen aplikovaný, ale aj čisto vedecký. V ich experimentoch prebiehajú komplexné hydrodynamické toky sprevádzajúce vývoj bublinkovej siete paralelne so samotným fázovým prechodom. Oba tieto javy sa navzájom podporujú a posilňujú, čo vedie k extrémnej nestabilite tekutín aj pri nulovej gravitácii.

Vriaca voda na Zemi a v nulovej gravitácii (obrázok z nasa.gov)

Po pochopení príčin stavu beztiaže a vlastností tohto javu môžeme pristúpiť k otázke jeho vplyvu na ľudské telo.

Kapitola 2Človek a stav beztiaže

Sme zvyknutí na vlastnú gravitáciu. Sme zvyknutí na to, že všetky predmety okolo nás majú váhu. Nepredstavujeme nič iné. Nielen náš život prešiel v podmienkach závažnosti. Celá história života na Zemi prebiehala v rovnakých podmienkach. Gravitácia Zeme za milióny rokov nikdy nezmizla. Preto sa všetky organizmy žijúce na našej planéte už dávno prispôsobili podpore vlastnej hmotnosti.

Už v najstarších dobách sa v tele zvierat tvorili kosti, ktoré sa stali oporami pre ich telo. Bez kostí by sa zvieratá pod vplyvom zemskej gravitácie „šírili“ po zemi ako mäkká medúza vytiahnutá z vody na breh.

Všetky naše svaly sa za milióny rokov prispôsobili pohybu nášho tela, čím prekonali gravitáciu Zeme.

A vo vnútri nášho tela je všetko prispôsobené podmienkam gravitácie. Srdce má silné svaly, ktoré sú navrhnuté tak, aby nepretržite pumpovali niekoľko kilogramov krvi. A ak dole, do nôh, stále ľahko prúdi, tak hore, do hlavy, treba to aplikovať silou. Všetky naše vnútorné orgány sú zavesené na silných väzoch. Ak by tam neboli, vnútornosti by sa „skotúľali“ dole, schúlili by sa tam.

Kvôli neustálej váhe sme vyvinuli špeciálny orgán, vestibulárny aparát, ktorý sa nachádza hlboko v hlave, za uchom. Umožňuje nám cítiť, na ktorej strane je Zem od nás, kde je „hore“ a kde je „dole“.

Vestibulárny aparát je malá dutina naplnená tekutinou. Obsahujú drobné kamienky. Keď človek stojí vzpriamene, kamienky ležia na dne dutiny. Ak si človek ľahne, kamienky sa budú kotúľať a ležať na bočnej stene. Ľudský mozog to vníma. A človek aj so zavretými očami hneď povie, kde je dno.

Takže všetko v človeku je prispôsobené podmienkam, v ktorých žije na povrchu planéty Zem.

A aké sú podmienky ľudského života v takom zvláštnom stave, akým je stav beztiaže?

Je obzvlášť dôležité vziať do úvahy zvláštnosť stavu beztiaže počas letu kozmickej lode s posádkou: podmienky života človeka v stave beztiaže sa výrazne líšia od bežných pozemských, čo spôsobuje zmenu v mnohých jeho životných funkciách. Beztiažový stav teda stavia centrálny nervový systém a receptory mnohých analyzačných systémov (vestibulárny aparát, svalovo-kĺbový aparát, krvné cievy) do neobvyklých podmienok fungovania. Beztiažový stav je preto považovaný za špecifický integrálny stimul, ktorý pôsobí na ľudský a zvierací organizmus počas celého orbitálneho letu. Reakciou na tento podnet sú adaptačné procesy vo fyziologických systémoch; miera ich prejavu závisí od trvania beztiaže a v oveľa menšej miere od individuálnych vlastností organizmu.

Nepriaznivému vplyvu stavu beztiaže na ľudský organizmus počas letu možno predchádzať alebo ho obmedziť rôznymi prostriedkami a metódami (svalový tréning, svalová elektrická stimulácia, podtlak pôsobiaci na dolnú polovicu tela, farmakologické a iné prostriedky). Pri lete trvajúcom asi 2 mesiace (druhá posádka na americkej stanici Skylab, 1973) sa dosiahol vysoký preventívny účinok najmä vďaka fyzickej príprave kozmonautov. Práca vo vysokej intenzite, ktorá spôsobila zvýšenie srdcovej frekvencie až na 150-170 úderov za minútu, bola vykonávaná na bicyklovom ergometri 1 hodinu denne. Obnovenie funkcie krvného obehu a dýchania nastalo 5 dní po pristátí. Metabolické zmeny, staticko-kinetické a vestibulárne poruchy boli vyjadrené slabo.

Účinným prostriedkom bude pravdepodobne vytvorenie umelej „gravitácie“ na palube kozmickej lode, ktorú je možné získať napríklad tak, že stanicu vyrobíme v podobe veľkého rotujúceho (čiže nepohybujúceho sa dopredu) kolesa a umiestnime pracovné miestnosti na jeho „ráfiku“. V dôsledku rotácie „lemu“ tela v ňom budú tlačené na jeho povrch, ktorý bude hrať úlohu „podlahy“ a reakcia „podlahy“ aplikovanej na povrchy telies bude vytvoriť umelú „gravitáciu“. Vytvorenie umelej „gravitácie“ na kozmických lodiach môže zabezpečiť prevenciu nepriaznivého vplyvu stavu beztiaže na organizmy zvierat a ľudí.

Na vyriešenie množstva teoretických a praktických problémov kozmickej medicíny sa široko používajú laboratórne metódy na modelovanie stavu beztiaže, vrátane obmedzenia svalovej aktivity, zbavenia človeka jeho obvyklej opory pozdĺž vertikálnej osi tela, zníženia hydrostatického krvného tlaku, ktorý sa dosiahne zotrvaním človeka vo vodorovnej polohe alebo pod uhlom (hlava sú podkolenia), predĺženým nepretržitým pokojom na lôžku alebo ponorením človeka na niekoľko hodín alebo dní do tekutého (tzv. imerzného) média.

Stav beztiaže narúša schopnosť správne posúdiť veľkosť objektov a vzdialenosti k nim, čo bráni astronautom v navigácii v okolitom vesmíre a môže viesť k nehodám počas vesmírnych letov, uvádza sa v článku francúzskych vedcov publikovanom v časopise Acta Astronautica. Dodnes sa nazbieralo množstvo dôkazov o tom, že chyby kozmonautov pri určovaní vzdialeností nevznikajú náhodou. Vzdialené predmety sa im často javia bližšie, než v skutočnosti sú. Vedci z Francúzskeho národného centra pre vedecký výskum uskutočnili experimentálny test schopnosti odhadovať vzdialenosti v podmienkach umelo vytvorenej beztiaže, keď lietadlo letí v parabole. V tomto prípade stav beztiaže trvá veľmi krátko - asi 20 sekúnd. Dobrovoľníkom ukázali pomocou špeciálnych okuliarov nedokončený obraz kocky a požiadali ich, aby doplnili správny geometrický obrazec. Pri bežnej gravitácii mali subjekty všetky strany rovnaké, ale v stave beztiaže nedokázali vykonať test správne. Tento experiment podľa vedcov ukazuje, že stav beztiaže, a nie dlhodobé prispôsobovanie sa mu, treba považovať za dôležitý faktor skresľujúci vnímanie.

2.1. Štúdium problémov života vo vesmíre

Kniha "Orbitálna stanica Skylab", ktorú v roku 1977 napísali poprední americkí experti na astronautiku profesor E. Stuhlinger a Dr. L. Bellew, vedeckí vedúci programu Skylab realizovaného NASA, hovorí o výskume uskutočnenom na orbitáli. stanica

vplyv okolitého kozmického priestoru na schopnosti členov posádky. Biomedicínsky výskumný program pokrýval tieto štyri oblasti: lekárske experimenty zahŕňali hĺbkové štúdie tých fyziologických účinkov a doby ich pôsobenia, ktoré boli pozorované počas predchádzajúcich letov.

Biologické experimenty zahŕňali štúdium základných biologických procesov, ktoré môžu byť ovplyvnené stavom beztiaže.

Biotechnické experimenty boli zamerané na rozvoj účinnosti systémov človek-stroj pri práci vo vesmíre a na zlepšenie techniky používania biozariadení. Tu sú niektoré výskumné témy:

štúdium rovnováhy soli;

biologické štúdie telesných tekutín;

štúdium zmien kostného tkaniva;

vytvorenie negatívneho tlaku na spodnú časť tela počas letu;

Získanie vektorových kardiogramov;

· cytogenetické krvné testy;

Výskum imunity;

Vyšetrovanie zmien objemu krvi a očakávanej dĺžky života červených krviniek;

štúdie metabolizmu červených krviniek;

štúdium špeciálnych hematologických účinkov;

· štúdium cyklu spánku a bdenia v podmienkach letu do vesmíru;

filmovanie astronautov počas určitých pracovných operácií;

meranie rýchlosti metabolizmu;

meranie telesnej hmotnosti astronauta v podmienkach kozmického letu;

· štúdie vplyvu stavu beztiaže na živé bunky a ľudské tkanivá. (Príloha 1)

Veľký vedecký a praktický materiál nahromadili ruskí vedci a kozmonauti.

Je možné operovať ľudí v nulovej gravitácii? Na prvý pohľad sa táto otázka zdá neuveriteľná, ale v skutočnosti je v našom svete možné veľa!

To ukázalo, že vedci dokázali prejsť od experimentov, ktoré mali často nejaké chyby a vyžadovali si zlepšenie, k skutočným objavom a dokázali v praxi dokázať, že je možné operovať človeka aj v nulovej gravitácii!

2.2. Operácia vo vesmíre

Francúzski lekári na čele s profesorom Dominique Martinom z Bordeaux vykonali prvú chirurgickú operáciu na svete v nulovej gravitácii. Experiment sa uskutočnil na palube dopravného lietadla A-300 v špeciálne vybavenom module. Zúčastnili sa ho traja chirurgovia a dvaja anestéziológovia, ktorí mali dobrovoľnému pacientovi, 46-ročnému Philippeovi Sanchovi, za podmienok odstrániť tukový nádor na ruke.

Ako povedal profesor Marten, úlohou lekárov nebolo demonštrovať technické úspechy, ale otestovať realizovateľnosť operácie v podmienkach beztiaže. „Nasimulovali sme situáciu, ktorá zodpovedá podmienkam kozmického priestoru a teraz vieme, že človeka je možné v kozmickom priestore operovať bez vážnejších komplikácií,“ dodal chirurg. Operácia na odstránenie nádoru trvala podľa neho celkovo necelých 10 minút. Trojhodinový letový režim na palube A-300 bol navrhnutý tak, že za túto dobu sa stav beztiaže vytvoril 32-krát, pričom každá fáza trvala približne 20 sekúnd. „Ak by sme boli nepretržite v stave beztiaže dve hodiny, dokázali by sme operovať zápal slepého čreva,“ povedal profesor Marten.

Ďalšou etapou experimentu, ktorý sa plánuje uskutočniť približne o rok, bude chirurgický zákrok, ktorý bude musieť vykonať lekársky robot riadený príkazmi z pozemnej základne.

2.3. Aplikácia vesmírneho vývoja na Zemi

Pohybujeme sa čoraz menej a viac a viac ako astronauti plávajúci v nulovej gravitácii. V každom prípade pociťujeme všetky nevýhody poklesu motorickej aktivity, ktorým kozmonauti trpia v plnej miere. Pre tých, ktorí pracujú na obežnej dráhe, vedci prišli s množstvom spôsobov, ako im čeliť. Na Zemi, ako sa nedávno ukázalo, sa niektoré z týchto vynálezov stavajú na nohy aj tým, ktorí nikdy nechodili. „Vo vesmíre a na Zemi sú faktory vplyvu podobné, takže metódy proti účinkom vznikajúcim v stave beztiaže sa ukázali ako použiteľné v každodennom živote,“ hovorí Inessa Benediktovna KOZLOVSKAYA, vedúca oddelenia senzomotorickej fyziológie a prevencie Ústav biomedicínskych problémov. - Zníženie motorickej aktivity (hypokinéza) sa stáva hlavným faktorom v živote našej spoločnosti: prestávame sa hýbať. Jeden americký výskumník sledoval dennú svalovú aktivitu u ľudí rôznych profesií a u zvierat. Ukázalo sa, že naša aktivita v porovnaní s aktivitou akéhokoľvek živého tvora (potkany, mačky, psy, opice) je menšia ako dva rády.

Sme na pokraji hypokinetickej choroby, choroby hlbokého vyčerpania, ktorej najvýraznejší prejav sme videli u kozmonautov v roku 1970. Po návrate zo 17-dňového letu sa naozaj nevedeli postaviť, ani sa hýbať, ťažko sa im aj dýchalo, pretože sa narušili aj dýchacie svaly.

„Simulovali sme vplyv stavu beztiaže na Zemi pomocou suchého ponorenia,“ hovorí Irina SAENKO, vedúca výskumníčka, vedúca oddelenia klinickej fyziológie Štátneho vedeckého centra Ruskej federácie, Ústavu biomedicínskych problémov Ruskej akadémie vied. - Na tento účel sa do bazéna s vodou s veľkosťou výrazne väčšou ako je hladina vody umiestni tenká vodotesná fólia a osoba sa ponorí do vody, pričom sa od nej oddelí. Zároveň stráca podporu a vidíme, ako sa okamžite začínajú rozvíjať motorické poruchy: trpí držanie tela a koordinácia pohybových činov. Neisto stojí, zle a nemotorne chodí, s ťažkosťami vykonáva presné operácie. Aby sa predišlo týmto poruchám, bolo navrhnuté stimulovať podporné zóny chodidiel aplikovaním záťaže približne rovnakej ako na Zemi pri státí a chôdzi.

Okrem toho sa využívajú aj iné účinné metódy liečby ľudí v suchozemských podmienkach, napríklad oblek Penguin sa začal zavádzať do pozemskej medicíny v roku 1992 (vo vesmíre sa používa už viac ako 20 rokov), vysokofrekvenčný a vysoko- intenzita elektrickej stimulácie na liečbu detí s detskou mozgovou obrnou a ľudí, ktorí dlhodobo ležia v dôsledku choroby.

Druhá a posledná kapitola eseje sa teda skončila. Po predložení všetkého materiálu by som rád pristúpil k záveru.

ZÁVER

Takže na záver mojej práce by som chcel ešte raz pripomenúť hlavné ustanovenia abstraktu, ktoré odhaľujú podstatu témy:

1) Stav beztiaže nastáva, keď telo voľne padá spolu s oporou, t.j. zrýchlenie tela a opory sa rovná zrýchleniu voľného pádu;

2) Existujú dva typy stavu beztiaže: statický a dynamický;

3) Stav beztiaže je možné využiť na realizáciu niektorých technologických procesov, ktoré sú v pozemských podmienkach ťažko alebo nemožné realizovať;

4) Štúdium plameňov v podmienkach beztiaže je potrebné na posúdenie požiarnej odolnosti kozmickej lode a na vývoj špeciálnych hasiacich prostriedkov;

5) Podrobné pochopenie procesu varu kvapaliny vo vesmíre je mimoriadne dôležité pre úspešnú prevádzku kozmických lodí, ktoré na palube nesú tony tekutého paliva;

6) Vplyv stavu beztiaže na organizmus je negatívny, pretože spôsobuje zmenu v rade jeho životných funkcií. Dá sa to napraviť vytvorením umelej gravitácie na kozmickej lodi, obmedzením svalovej aktivity astronautov atď.

7) Osoba môže byť operovaná vo vesmíre v podmienkach beztiaže. Dokázali to francúzski lekári na čele s profesorom Dominique Martinom z Bordeaux.

O stave beztiaže sa teda dá nájsť množstvo rôznych informácií, ale myslím si, že v mojej práci je materiál podaný dostatočne podrobne, keďže sa naň pozerá z dvoch rôznych uhlov pohľadu: fyzického a medicínskeho. V abstrakte sú tiež popisy niektorých experimentov, ktoré vedci vykonali v stave beztiaže. To podľa môjho názoru poskytuje vizuálnu reprezentáciu stavu beztiaže, mechanizmus jeho výskytu, vlastnosti tohto javu a účinok na telo. Dva pohľady na fenomén beztiaže – fyzický a medicínsky – sa navzájom dopĺňajú, keďže medicína je nemožná bez fyziky!

Literatúra

1) Veľká sovietska encyklopédia (v 30 zväzkoch). Ch. vyd. . Ed.3. M., "Sovietska encyklopédia", 1974.

2) Kabardin: Referenčné materiály: Učebnica pre študentov - 3. vydanie - M.: Vzdelávanie, 1991. - 367 s.

3), Na obežnej dráhe - vesmírna loď. - M.: Pedagogika, 1980

4) Makovetsky až po koreň! Zbierka zaujímavých problémov a otázok. - M.: Nauka, 1979

5) Chandaeva a muž. -M.: JSC "Aspect Press", 1994

6) Belyu L., Stulinger E. Orbitálna stanica „Skylab“. USA, 1973. (Skrátený preklad z angličtiny). Ed. Doktor fyziky a matematiky vedy. M., "Engineering", 1977 - Režim prístupu: http://epizodsspace. *****/bibl/skylab/obl. html

7) Dyubankova O. Vesmírna medicína nedosahuje Zem *****/online/zdravie/511/03_01

8) Ivanov I. Vibrácie kvapaliny urýchľujú jej var v stave beztiaže. Webová stránka: Elements. Vedecké novinky. Režim prístupu – http://*****/news/164820?page

9) Klushantsev P. House na obežnej dráhe: Príbehy o orbitálnych staniciach. - L .: Det. lit., 1975. - S.25-28. Za. v e-maile vyhliadka. Yu. Zubakin, 2007 – Režim prístupu: (http://www. *****, http://epizodsspace. *****/bibl/Klusantsev/dom-na-orb75/Klushantsev_04. htm)

10) Ľudia môžu byť operovaní vo vesmíre. Francúzski lekári vykonali prvú chirurgickú operáciu v nulovej gravitácii. Webová stránka ruských novín. Správy RIA. – Režim prístupu: http://www. *****/2006/09/28/nevesomost-anons. html

11) Plameň v stave beztiaže. Moškovská knižnica. – Režim prístupu: http://*****/tp/nr/pn. htm

12) Vedci zistili, prečo je stav beztiaže nebezpečný. Noviny-24. – Režim prístupu: RIA Novosti http://24.ua/news/show/id/66415.htm

DODATOK

Príloha 1

https://pandia.ru/text/78/040/images/image038_0.jpg" width="265" height="188 src=">

Ryža. 2. Zariadenie na stanovenie hmotnosti vzoriek v stave beztiaže:
1 - elastický poťah

https://pandia.ru/text/78/040/images/image040.jpg" width="426" height="327 src=">

Ryža. 4. Prevádzka s kozmickou loďou LBNP na palube stanice Skylab (obrázok)

https://pandia.ru/text/78/040/images/image042.jpg" width="185" height="201">

Ryža. 6. Meranie telesnej hmotnosti

https://pandia.ru/text/78/040/images/image044.jpg" width="242" height="455 src=">

Ryža. 8. Štúdium spánku a reakcií počas spánku astronautov

Ryža. 9. Štúdium metabolických charakteristík astronauta počas experimentov na bicyklovom ergometri:
1 - bicyklový ergometer; 2 - metabolický analyzátor: 3 - náustok; 4 - hadica; 5 - sonda na meranie teploty; 6 - elektródy