Меню Рубрики

Потеря веса телами при космическом полете

В викторину помещены материалы, которые позволят проверить знания детей младшего школьного возраста об освоении космоса

1 : Совокупность всех галактик с их звездами и пылью называется.

2 : Описание какого небесного тела дано ниже:»Там нет погоды. Там где нет воздуха, не может быть ни облаков, ни дождей, ни звуков. На небе нет красок,

  1. : Потеря веса телами во время космического полета называется.

Д)первая космическая скорость

4. Как звали первую собаку, побывавшую в космосе?

5 : Какая из планет Солнечной системы имеет два спутника, чьи названия переводятся как «Ужас» и «Страх»?

6: Какая скорость необходима искусственному телу, чтобы выйти на околоземную круговую орбиту?

7 : Укажите российского (советского) ученого — Главного конструктора пилотируемых космических аппаратов.

8 : Укажите дату первого полета человека вокруг Земли.

9: Как назывался космический корабль, на борту которого первый космонавт планеты совершил полет?

10 : Гражданином какой страны был Первый космонавт?

11 : Как звали Первого космонавта?

12: Как долго продолжался первый в истории человечества орбитальный космический полет?

13 : Укажите летчика-космонавта, который 18 марта 1965 года впервые осуществил выход в открытый космос.

14. Как называется городок, в котором живут космонавты до и
после полетов?

15. В каком созвездии находится одна из самых ярких звезд – Сириус?

16: Как звали женщину-космонавта, у которой позывной радиосвязи был «Чайка»?

17.Расстояние между звездами измеряется в…

18.С какого космодрома Гагарин улетел на космическую орбиту:

19.На карте этой планеты только женские имена. Здесь даже есть каньон Бабы-яги!

20.Какую историческую фразу сказал Гагарин в момент отрыва своей ракеты со «стола» космического старта:

Городская викторина по космосу (финал)

1. Как называется ближайшая к Земле большая галактика?

А) Большое Магелланово облако ;

В) Малое Магелланово облако ;

2. Совокупность всех галактик с их звездами и пылью называется.

3. Сириус является одной из самых ярких звезд на небе. В каком созвездии он находится?
А) Большой Пес ;

4. Малое небесное тело, которое вращается вокруг более крупного и удерживается на орбите силой его притяжения называется.
А) космический корабль ;

5. Самая большая планета Солнечной системы.
А) Сатурн;
Б) Юпитер ;
В) Нептун;

6. Сколько колец у Сатурна?
А) 2 кольца ;

7. Назовите самую удаленную от Солнца планету в Солнечной системе.

8. Какая из планет Солнечной системы имеет два спутника, чьи названия переводятся как «Ужас» и «Страх»?
А) Марс ;

9. Назовите то место Солнечной системы, куда ступала нога человека.

10. Какая планета самая яркая из видимых с Земли?

11. Какой станции для исследования космического пространства не существовало?

12. Как называется современная космическая станция?
А) КСИ (космическая станция исследований) ;

Б) СИК (станция изучения космоса) ;

В) МКС (международная космическая станция) ;

Г) ОКС (объединенная космическая станция).

13. Как назывался первый в нашей стране космодром?

14. Как звали первую собаку, побывавшую в космосе?

15. Какая скорость необходима искусственному телу, чтобы выйти на околоземную круговую орбиту?

16. Кого считают основоположником космонавтики?

17. В каком году в околоземном космическом пространстве появилось первое искусственное тело, созданное землянами?
А) в 1954 г. ;

18. Укажите российского (советского) ученого — Главного конструктора пилотируемых космических аппаратов.

19. Укажите дату первого полета человека вокруг Земли.

20. Как назывался космический корабль, на борту которого первый космонавт планеты совершил полет?

21. Как звали Первого космонавта?

22. Как долго продолжался первый в истории человечества орбитальный космический полет?
А) 47 минут ;

23. Как звали женщину-космонавта, у которой позывной радиосвязи был «Чайка»?
А) Светлана Савицкая ;

24. Укажите летчика-космонавта, который 18 марта 1965 года впервые осуществил выход в открытый космос.
А) Уолтер Ширра (США) ;

25. Запишите ,пожалуйста, фамилии крымских космонавтов.

источник

О волчках,велосипедах,электродвигателе и законе всемирного тяготения.
Разговор о простых физических опытах постепенно перетекает к обсуждению теории поля.

Глава 1.Эксперимент
Речь идет об одном известном и интересном явлении.
Все знают что такое волчок,он же юла, а в технике — гироскоп.
Это тело вращения способное демонстрировать устойчивость. Оно может вращаться в двух
основных позициях :
1.Ось вращения вертикальна, плоскость вращения горизонтальна.\юла,волчок\
2.Ось вращения горизонтальна,а плоскость вращения вертикальна.\колесо велосипеда\
С гироскопом и подобными ему дисками вращения, проводились многочисленные опыты
http://tmarh.bizland.com/SENS/98/05-1.html
для получения ответа на один вопрос: происходит ли потеря веса при вращении. Опыты
эти имели целью разгадать тайну летающих дисков и поэтому проводились в позиции 1
Вывод: потеря веса теоретически возможна ,но на таких больших скоростях,что экпериментально это проверить трудно.
В то время как в одной немецкой телепрограмме \Nou-xau\показан любопытный опыт где раскрученный волчок расположен в позиции 2.
Причем волчок имеет только одну точку опоры,второй конец его свободен и зависает в воздухе будто он становится невесом!Это факт не опровергают и физики теоретики,\примечание *\
но затрудняются объяснить.
Чтобы проверить это провел эксперимент,который легко повторить.

Взял велосипед,перевернул его кверху колесами,поставил седлом на напольные весы \весы показали вес 10 кг.\ и сильно раскрутил заднее колесо.
При максимально больших оборотах весы показали потерю веса до 2-х киллограммов.
Это примерно соответствует весу вращающейся части обода.
При горизонтальном расположении, в позиции 1 вес не меняется,как это и следовало ожидать.

Поскольку глазам своим не верил опыт провел неоднократно,а после то как
факт потери веса вращающегося обода или диска в позиции 2
стал очевидным, начал искать теоретическое объяснение этому-пока без успеха.
Вот и решил эти свои наблюдения и соображения выложить в интернет,может быть
коллективным умом постигнем.
В интернете есть попыткам объяснения этого возникающими завихрениями воздуха.Провел эксперимент \примечание **\ который эту гипотезу опровергает.

Логическое обоснование. 1 предварительное.
Некогда, некто Галилей, нашел логическое объяснение физического факта независимости времени и скорости падающего тела от его массы,он сделал это до того как подтвердил это свои логические выводы опытом. Попробуем и мы рассуждать здесь логически тем более,
что формулы нам пока никак не помогают
Вращается обод или диск в вертикальной плоскости.
Мы знаем,что масса в этом случае неизменна,а значит и вес вращающегося тела
остается, так как вес тела это сила с которой Земля притягивает тело.
Почему весы показывают отсутствие веса? Потому что весы измеряют давление
колеса на ось вращения,а не вес. А это несколько разные в нашем опыте понятия.
Далее: половину пути движение колеса происходит вверх,а половину — вниз.
Теперь, во первых,при движении вниз, например в состоянии свободного падения, тело
теряет вес или, точнее, не оказывает давление на ось.Это мы знаем,но для примера:
если человек находится в кабине лифта,а лифт свободно падает,то давление
человека на пол стремится к нулю.Так вот при движении обода колеса вниз оно не давит на ось! Но может быть тело при вращении давит на ось двигаясь вверх,
как это происходит при взлете космического корабля,
когда перегрузки растут многократно? Нет.
Как же может тело давить на ось, которая неподвижна,в то время как сила давления
направлена должна быть вниз, а сила инерции движения,
при больших скоростях превосходящая вес, направлена вверх.
Таким образом, и при движении обода колеса вверх и при движении вниз,
давление на ось с увеличением скорости будет стремиться к нулю.

Глава Вторая.Гипотезы.
Можно рассмотреть такие алогичные пока теории в качестве рабочей гипотезы.
Физический смысл происходящего скрыт в таких явлениях как :
А — скорость распространения гравитационных полей и
В — условия взаимодействия гравитационных полей и полей вообще.

Для начала опишем явление известное.
Трехфазный асинхронный электродвигатель имеет статор, где вращается электромагнитное поле
и ротор где тоже есть его собственное наведенное электромагнитное поле.Двигатель работает в нормальном режиме когда скороть вращения поля статора и ротора совпадают,вернее ротор
несколько отстает \ до 10 %\это называется скольжение.
Если отставание растет сцепление полей ротора и статора нарушается и двигатель теряет мощность.Из этого можно сделать предположение:
ДЛЯ ВЗАИМОДЕЙСТВЯ ПОЛЕЙ \в том числе гарвитационных \НУЖНО ЧТОБЫ ОНИ ДВИГАЛИСЬ С ОДИНАКОВОЙ \или близкой\ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СКОРОСТЬЮ.
Два тела имеют гравитационную массу и гравитационное поле. Чтобы поля двух тел взаимодействовали нужно чтобы тела находились на одинаковом расстоянии друг от друга. Известная формула Закона всемирного тяготения справедлива для состояния покоя.

ПРИ ОТНОСИТЕЛЬНОМ ДВИЖЕНИИ ГРАВИТАЦИОННЫХ МАСС ПРОИСХОДИТ УМЕНЬШЕНИЕ, А БОЛЬШИХ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ СКОРОСТЯХ — РАЗРЫВ ГРАВИТАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ.

Так же как в случае с электродвигателем.
Это объясняет:
— исчезновение веса при свободном падении.
— вторую космическую скорость,необходимую для преодоления гравитации планеты.

При небольших относительных скоростях гравитационные поля тела и Земли взаимодействие сохраняют,но при больших гравитация исчезает. Если это верно, ТО ТЕЛО БУДЕТ ПАДАТЬ
С УСКОРЕНИЕМ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ ТОЛЬКО ДО ДОСТИЖЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕННОЙ СКОРОСТИ,далее по инерции. Скорость эта в физике называется установившейся или предельной скоростью и пока объясняется пропорционально растущим сопротивлением воздуха.

В нашем случае, когда колесо вращается в горизонтальной плоскости расстояние не меняется и вес остается неизменным.
КОГДА КОЛЕСО ВРАЩАЕТСЯ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ НА БОЛЬШОЙ СКОРОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГРАВИТАЦИОННЫХ ПОЛЕЙ РАЗРЫВАЕТСЯ И ВЕС ПРОПАДАЕТ.

Для проверки версии того, что поля не взамодействуют на больших относительных скоростях придется провести еще один эксперимент может быть не очень убедительный но зато вполне демонстративный:
ЭКСПЕРИМЕНТ 2
Берем магнит. Держим в руке легкий металлический предмет,например ножницы. Проводя
магнитом вблизи ножниц можно пальцами почувствовать действие магнитного поля.Если наловчиться и проводить магнит вблизи ножниц на большой скорости действие поля не чувствуется даже если в руке держать компас.

Глава третья.
И еще одно нечто очень важное: пока физики спорят от том с какой скоростью распространяется гравитационное поле,рассмотрим гипотезу о том что гравитационное поле СТАТИЧНО относительно материнской массы,не имеет скорости распространения и если движется вместе с массой. Есть такие предположения.
Силу гравитации можно представить как энергию,например. потенциальную. Тогда предельно
большая скорость распространения гравитационного поля означала бы истечение энергии , а истечении энергии при таких больших скоростях должно приводить к потере массы.
А этого не происходит. Значит ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ СТАТИЧНО,
как статична величина массы и потенциальной энергии.

Глава четвертая.
Теперь рассмотрим версию о том что гравитационное поле все-таки движется и верно то что скорость его распространения близка с скорости света.
Но нас интересует не величина а направление.
Если есть скорость должна быть траектория.
Нам показалось странным такое предположение физиков, что направление движения гравитационного поля — от источника. Неясно как такое движение рождает силу притяжения в направлении к источнику?
Предполагаем, что траектория движения или действия гравитационного поля есть замкнутая кривая — круг или эллипс и поле состоит из бесконечно большого числа таких завихрений.Наиболее близкая иллюстративная картина — фонтан.
Так же,например, ядро атома имеет поле и электроны движутся по орбиталям S P d F и G повторяя траекторию гравитационного поля ядра. Так же движутся малые небесные тела по эллиптической орбите вокруг Солнца.Планеты из-за своей массы двигаются по эллипсу близкому к окружности. Все это очень иллюстративно. Во всяком случае реальная картинка мира подтверждает эту гипотезу.Так что гравитационное поле и статично и подвижно одновременно.
Глава пятая. Общие выводы.
Закон всемирного тяготения не отменяется.Во всех случаях тела притягиваются друг другу пропорционально произведению их масс и деленному на квадрат расстояния.
Но в состоянии относительного покоя — при постоянной величине R (радиуса орбиты)
Речь идет о взаимодействии гравитационных полей двух тел,которые движутся относительно друг друга то есть приближаются или отдаляются,потому как тяготение передается через гравитационное поле. А поля двух тел, как мы это сначала предположили, а потом выяснили,имеют свойство терять свое взаимодействие при своих смещениях то есть при относительной скорости тел.
Под относительной скорости тел мы здесь понимаем ситуацию, когда одно тело условно неподвижно, а другое перемещается по линии соединяющей центры их гравитационных масс.Орбитальное,касательное или горизонтальные движения не рассматриваются.Только радиальное движение.
В качестве рабочей можно вывести формулу :

Vt — Vo
Fо = F х ———
Vt
где: Fо — сила действия гравитации при движении со скоростью Vo
F — сила гравитации в состоянии покоя при постоянстве R
Vo — относительная скорость
Vt — установившаяся скорость или скорость при которой гравитяционные поля теряют взаимодействия. Около 40 м\сек
Из формулы видно: При Vo равной нулю сила гравитации максимальна.
При Vo равной Vt сила гравитации равна нулю.

Для проверки некоторых версий провел
ЭКСПЕРИМЕНТ 3
В колесо велосипеда \как в эксперименте 1\ налил воду с тем чтобы увеличить его массу. Раскрутил колесо. Вес до вращения колеса -12 кг. при вращении колеса в вертикальной плоскости на максимальных оборотах вес падает до 7 кг. Таким образом падение веса при вращении пропоционально массе и зависит только от не и не является следствие воздушных завихрений.
Примечание 3. Пока известен только один один эксперимент по измерению скорости распространения гравитационного поля:
http://www.atheism.ru/science/science.phtml? >
В заключении.
Автор пока утратил интерес к этой теме. В силу невозможности поставить чистый эксперимент. причина «исчезновения веса» верноятно кроется в том что велосипедное колесо — эксцентрик и подпрыгивал на пружинных весах.

Сегодня по каналу «Дискавери» показали интересный видеосюжет.
В Сиднее (Австралия) провели опыты с вращающимся диском.
Диск весом в 19 кг. поместили на подшипники на конце стержня (как на штанге)
Второй конец был свободен и атлет пытался поднять конструкцию рукой за свободный конец стержня.
Это ему не удавалось.
Затем диск с помощью электродрели раскрутили и диск оказалось можно свободно поднять за один конец и даже над головой.

Анализ и вывод. Мы делаем однозначный вывод, что диск при вращении сильно потерял в весе. Условием для этого является круговое движение диска с большой скоростью в вертикальной плоскости.

PS Информация для тех кто хочет перевернуть мир своими теориями:
http://www.astrogalaxy.ru/624.html
http://garshin.ru/evolution/heuristics/patent.html

Глава шестая от 12.07.16.
Видео опыта с колесом :
https://www.youtube.com/watch?v=VDNnz3xcwj0#t=63.483229

Видео. Эксперимент — отклик на эту статью. Автор Игорь Белецкий
https://www.youtube.com/watch?v=2oOtpIhiNdQ
Спасибо автору ролика, который поставил этот эксперимент. Но в чем его недостоверность? Похоже автор ставил целью разоблачение и поставил опыт именно так. Он может легко установить весы в любое положение, добавив груз на одну сторону.

И на разоблачающем опыте, он сначала удерживает руками весы, а потом раскручивает
гироскоп и отпускает руку. Шутник. Это легко сделать, если сначала отрегулировать весы с учетом потери веса. И там видно, что на повторном опыте одного болтика на левой стороне нет и колесо показывается только с торца, когда вращения не видно.

Видео надо было довести до полной остановки колеса и показать, что весы при этом останутся в равновесном состоянии.
И потерю веса надо фиксировать на точных весах. со шкалой.

Кроме того, велосипедное колесо имеет большой диаметр. И маленькое колесо — эффекта не показывает. По тому как, известно, что все эффекты во вращающихся колесах находятся в квадратной зависимости от радиуса вращения.
Диаметр колеса велосипеда — 600 см. — в пять раз больше.
Кроме, того, его колесо, по видимому, алюминиевое и легкое. И вес его внешней части будет всего граммов 200 и уловить его потерю на таких весах не получиться.
Удельный вес алюминия всего — 2.7 грамма на куб. сантиметр.

делаем расчет. При диаметре колеса 6 см. длина обода — 2 х 3.14 х 6 = всего 37.6 см.
При ширине обода 1 см толщине 2 см и объеме 75.2 кв. см. и вес 75.2 х 2.7 = всего 203. грамма.

Вывод. Опыт проведенный Игорем Белецким поставлен некорректно.

1. Если проводить опыты, то с колесом большой массы и диаметра и с большими скоростями.
2. Прежде чем искать обоснования или опровержения, надо определиться со скоростью поля гравитации, взаимодействием полей при скоростях и торсионными полями — тороидальная энергия.

Глава седьмая. от 15.12.16.
Мне прислали ссылку https://www.youtube.com/watch?v=H_hRkwveBZY
из НИАУ МИФИ Подвешенный волчок.

На ролике видно как профессор ставит опыт с вращающимся диском.
Диск вращается в вертикальной плоскости, это важно.
Во второй части опыта диск раскручивается сильнее и он поднимается вверх!
У него появляется подъемная сила! Не только исчезает вес но диск поднимается вверх.
Этот опыт окончательно подтверждает наше предположение о том, что диск, который вращается с большой скоростью в вертикальной плоскости — теряет в весе и даже приобретает подъемную силу.

Когда массивное тело вращается с большой скоростью, возникают так называемые торсионные поля. Они перекрывают,экранируют, поля гравитации.
Когда вращение происходит в вертикальной плоскости (колесо велосипеда)
то направление торсионным полей и полей гравитации происходит по одной линии и это приводит к потере веса.
Когда торсионные поля возникают в горизонтальной плоскости (юла, волчок)
поля гравитации перекрываются (потому волчок не падает) но исчезновение веса не происходит.

Ещё можно и так сказать: если поле гравитации действует на массу, то тогда и масса действует на поле гравитации. И когда большая масса вращается с большой скоростью, поле гравитации отбрасывается от тела центробежной силой и на тело не действует.

примечание *
Беркелевский курс физики том 1 авт.Ч.Китель У.Найт М.Рудерман :Москва 1975 г
издательство «Наука»
8.5. . В дальнейшем мы придем к поразительному выводу о том,что волчок будет
устойчив,когда ось его расположена горизонтально.

Последние замечания от 21.07.18.
В интернете появилось много роликов с диском, вращающимся в вертикальной плоскости. И заметно следующее:
1. Диск становится явно легче и это чувствуется при подъеме рукой. Но весы падение веса могут не показывать. Почему?
По тому как исчезновение веса действует только на диск, а весы показывают давление стойки, на которой крутится диск. И это давление — не меняется.
Так как сила, возникающая при вращении диска, с одной стороны действует на диск — облегчая его, а другой — на опору.

Читайте также:  Потери веса при тепловой обработке телятины

источник

Многие знают, что космонавтами становятся только люди с отличным физическим здоровьем. А знаете ли вы, что у каждого космонавта, вышедшего на орбиту и за ее пределы, есть так называемый «срок годности» — определенное количество времени, после которого ему уже нельзя выходить в космос. А все потому, что отсутствие гравитации и уникальные, «космические» физические нагрузки сильно влияют на человеческий организм.

Это влияние пристально изучается с того самого момента, как Юрий Гагарин приземлился после первого полета в космос. Поэтому если вы планируете стать космонавтом или космическим туристом, стоит обратить внимание на эти перемены в физическом состоянии.

Система скелетных мышц – одна из самых больших систем человеческого организма. Огромное количество мышц задействовано для различных рутинных действий и движений. На эти мышцы сильно влияет гравитационное давление. Мускулы способны адаптироваться к различным нагрузкам, однако отсутствие нагрузок приводит к атрофии.

Во время долгих полетов скелетные мышцы становятся слабее в среднем на 8-17%. Организм в отсутствие гравитации становится слабее даже при соблюдении регулярных физических тренировок. Этот аспект сильно волнует ученых, потому что в полетах продолжительностью от 110 до 237 дней организм ослабевает на 30%, что ставит под удар длительные космические экспедиции, например перелет человека на Марс.

Почти вся кардиоваскулярная система находится под влиянием гравитации. Без нее работа сердца и кровяных сосудов сильно меняется, и изменения тем заметнее, чем дольше нахождение космонавта в невесомости. В условиях микрогравитации меняется объем, форма и масса сердечной мышцы. Это происходит из-за того, что гораздо меньший объем крови, струящейся по венам, поступает в сердце, и, соответственно, само сердце выпускает меньше крови в организм.

С вышеперечисленными изменениями связано и снижение сердечного ритма. У активного космонавта, находящегося в полете, сердце бьется с такой же скоростью, как у его спящего коллеги, находящегося на земле. Вне земной гравитации распределение крови в организме также изменяется, большее ее количество остается в ногах и меньшее возвращается наверх к сердцу.

От аэробики организма зависит максимальное количество кислорода, которое человек потребляет во время физических упражнений. Аэробная выносливость определяет уровень и скорость утомляемости организма при средних постоянных нагрузках. Перемены в мышечной массе и плотности, а также изменения кардиоваскулярной системы сильно влияют на общее физическое состояние организма.

Интересно, что в начальный период полета, то есть в первые две недели, аэробная выносливость снижается на 20-25%. В последующие дни уровень слегка повышается, словно организм адаптируется к перемене условий. Однако уровень аэробики организма в космосе остается сравнительно ниже, чем перед полетом.

Снова по причине отсутствия земной гравитации кости космонавтов терпят значительные потери массы и плотности. Межклеточное вещество в кости называется матрикс, за регулировку его плотности отвечают два типа клеток: остеобласты, клетки, образующие матрикс, и остеокласты, крупные клетки, поглощающие его. Сила гравитации отвечает за идеальную гармонию процесса образования обоих типов клеток. В условиях невесомости этот баланс меняется в пользу остеокласта, что снижает количество матрикса до 3,5%. Для подобной потери достаточно находиться в космосе от 16 до 18 дней. Страшно то, что во время длительных полетов в космосе, изменения губчатого вещества кости становятся необратимыми, и 97% потери претерпевают «несущие» кости – тазобедренные и берцовые. Именно этим и вызван «срок годности» бывалых космонавтов.

Иммунитет космонавтов во время полета сильно снижается. На это влияет несколько фактов, среди которых радиация, микрогравитация, высокий уровень стресса, длительная изоляция и «перенастройка внутренних часов» организма, то есть смена 24-часового суточного цикла, что негативно влияет на сон. Кроме того, находясь в закрытом пространстве, космонавты вынуждены сталкиваться с очень ограниченным количеством микробов и бактерий. Это влияет на ответную реакцию иммунной системы.

источник

Динамика массы тела (МТ) у космонавтов — участников полетов по программе «Салют-6»—-«Союз» (2—5-я основные экспедиции) показывает, что у 7 космонавтов из 15 МТ в течение всего полета была меньше фоновых величин, а у 3, наоборот, больше. При этом в первой группе космонавтов максимальные изменения составляли от —2,7 до —6,5 кг, а во второй аналогичные изменения МТ колебались от +3,2 до +4,7 кг. У 2 космонавтов также в течение всего полета МТ была близка к предполетным значениям, еще в 3 случаях в течение некоторого времени (чаще в первой половине полета) она была больше, а во второй половине полета — меньше, чем на Земле.

Следует отметить, что в 5 полетах направленность изменений массы тела (МТ) у членов одного экипажа совпадала, а в 3 случаях была разнонаправленной. Например, в 237-суточном полете у одного из космонавтов она была постоянно выше предполетных значений, у второго, наоборот, ниже, у третьего космонавта в первой половине полета в основном выше, а затем незначительно меньше фоновых значений.

После полета у всех космонавтов независимо от того, отмечался к концу пребывания в невесомости дефицит МТ или нет, она увеличивалась. При этом у 2 космонавтов увеличение МТ в течение 2—3 сут составляло 2,2—2,6 кг, а у 4 других — около 1 кг. Следует отметить, что у большинства космонавтов, летавших на орбитальной станции «Салют-7», увеличение МТ после полета было более выраженным. В среднем у 15 космонавтов, участников полетов на станциях «Салют-6» и «Салют-7», лишь на 4—6-е сутки полета МТ была на 0,7 кг (0,9%) больше, а затем с 11—20-х до 160—180-х суток меньше предполетных значений. В период с 50-х по 70-е сутки разница МТ по сравнению с предполетными данными составляла около 2,0 кг, а в остальные периоды полета ее дефицит колебался в пределах 0,3— 1,2 кг. Следует отметить, что во время длительного пребывания в невесомости, как и во всех предшествующих исследованиях, не выявлено определенной зависимости величины потерь МТ от длительности полета.

Раньше, чем у других,— на 19-е сутки — индивидуально наиболее значимые изменения массы тела (МТ) наблюдались у космонавта пятой экспедиции, однако выраженные в той же степени изменения у других космонавтов отмечались значительно позднее — через 2—3 или даже 5—6 мес пребывания в условиях невесомости. Результаты исследований, проведенных в ходе полетов на станциях «Салют-6» и «Салют-7», также показывают, что потеря МТ в этих условиях не является закономерной. В ряде случаев, например, у членов экипажа четвертой экспедиции на станции «Салют-6», увеличение МТ составляло к концу полета около 5%. Следует отметить, что у 3 космонавтов, принимавших участие в длительных полетах дважды, динамика МТ в основном была сходной.

Контроль величины массы тела (МТ) непосредственно во время полета позволил более полно представить значение отдельных факторов, влияющих на динамику этого показателя. Анализируя причины, обусловившие снижение МТ у большинства астронавтов, принимавших участие в полетах по программе «Скайлэб», американские специалисты выделяют следующие основные: выделение из организма части переместившейся в краниальном направлении жидкости, влияние метаболического фактора, а также потеря МТ в периоды высокой физической активности, особенно сочетающейся с тепловыми и стрессорными воздействиями [Thornton W. Е., Ord С.].

Очевидно, что среди целого ряда факторов, оказывающих влияние на динамику изменения массы тела (МТ), определяющим является метаболический. Понятно, что пища, адекватная потребностям организма, только в том случае может обеспечить его энергетические и пластические потребности, если она полностью съедается. Несоблюдение по тем или иным причинам этого условия может привести к недостатку в организме одного или нескольких веществ, нарушению нормального течения обменных процессов и связанной с этим потере МТ. Напротив, при относительном снижении уровня энерготрат возможно постепенное увеличение МТ. Полученные отечественными авторами данные подтверждают важную роль фактора, связанного с приемом пищи [Бычков В. П.]. Особенно наглядно это положение иллюстрируют данные о динамике МТ у космонавта второй экспедиции на станции «Салют-6».

Расширение рациона питания, в том числе за счет продуктов, доставленных с учетом пожеланий экипажа грузовым кораблем «Прогресс», способствовало уменьшению дефицита МТ с 5,4 до 3,8 кг.
Пребывание в условиях невесомости связано с уменьшением практически до нуля гидростатического компонента артериального давления. Появляющийся в связи с этим «избыточный» объем крови и межтканевой жидкости перераспределяется в краниальном направлении. Этот процесс посредством ряда рефлекторных механизмов вызывает уменьшение содержания воды и электролитов в организме космонавтов.

Быстрое восстановление значительной части «потерь» массы тела (МТ) в течение 1—2-х суток реабилитационного периода большинство авторов объясняют компенсацией относительной дегидратации организма, связанной с повышенным выведением жидкости после прекращения действия земной гравитации. Иллюстрацией значения этого фактора могут служить контрольные исследования, проведенные до и после операции «Выход» (вторая ОС на станции «Салют-6»), которые показали, что ее выполнение сопровождалось потерей до 0,85 кг МТ у космонавтов, а аналогичные исследования до выполнения физических тренировок на тренажерах и после них (третья ОС) свидетельствовали о дефиците МТ в пределах 0,9—1,0 кг.

Определенное влияние па динамику изменений массы тела (МТ) у космонавтов оказывает также состояние антигравитационной мускулатуры, в наибольшей степени изменяющейся в условиях невесомости. Указанным обстоятельством, очевидно, в основном обусловлены существенная разница (6,9 и 6,5 кг) пред- и послеполетных величин МТ у космонавтов второй и первой экспедиций на орбитальных станциях «Салют-6 и «Салют-7» соответственно и замедленное восстановление ее в обоих случаях после полета.

— Вернуться в оглавление раздела «Патофизиология»

источник

Эксперименты по симуляции полета на Марс показали, что длительные перелеты могут иметь неожиданные последствия на сон и физическую форму человека.

Но это всего лишь некоторые из тех проблем и изменений, с которыми сталкиваются люди, покидающие Землю.

Компания Mars One планирует отправить космонавтов на Марс в 2023 году, и такой полет станет серьезным испытанием для организма человека.

Вот 10 изменений, с которыми людям придется иметь дело в космосе.

Длительные путешествия в космос приводят к тому, что человек становится на 3 процента выше. Так если на Земле ваш рост составлял 180 см, то в космосе он увеличится до 185 см. Ученые считают, что из-за ослабления гравитации позвоночник космонавта расслабляется и расширяется.

Однако изменения роста человека являются временными, и через несколько месяцев после возращения на Землю, мы возвращаемся к изначальному росту.

Каждые несколько месяцев проведенных в космосе, космонавты теряют 1-2 процента своей костной массы. Чаще всего они теряют костную массу в нижней части тела, особенно в поясничных позвонках и ногах. Это процесс известен, как космическая остеопения.

Так как в состоянии невесомости нет подъемной силы, ничего не толкает пузырьки газа вверх в газированных напитках. Космонавты не могут отрыгнуть газ, и потому газированные напитки доставляют им немалый дискомфорт. К счастью, ученые уже разработали космическое пиво, с насыщенным вкусом, но без газов.

4. Постоянное потоотделение

Невесомость приводит к тому, что отсутствует естественная теплоотдача. При этом тепло тела не поднимается с кожи, и тело постоянно нагревается в попытке охладиться. Более того, так как постоянный поток пота не капает и не испаряется, он просто напросто накапливается.

Около половины всех космонавтов на начальном этапе своего путешествия испытывают так называемый синдром космической адаптации или космическую болезнь. Главными симптомами этого состояния являются тошнота, головокружение, а также зрительные иллюзии и дезориентация.

Головная боль в космосе раньше считалась одним из симптомов космической болезни. Однако исследователи пришли к выводу, что это отдельное состояние, которое может появиться у совершенно здоровых людей, которые обычно не страдают от головной боли на Земле. Одним из объяснений является воздействие микрогравитации.

7. Жидкости тела распределяются иначе

Наше тело на 60 процентов состоит из воды. В условиях невесомости жидкости нашего тела начинают смещаться в верхнюю часть тела. В результате этого вены на шее вздуваются, лицо становится отечным, появляется заложенность в носу, которая может оставаться на протяжении всего полета.

8. Сердце может атрофироваться

Это другое состояние, связанное с распределением жидкости в теле. Космонавты в космосе теряют около 22 процентов объема крови. Так как при этом качается меньше крови, сердце может атрофироваться. Ослабленное сердце может привести к низкому кровяному давлению и проблеме ортостатической переносимости, или способности организма доставлять достаточно кислорода к мозгу, не вызывая обморок или головокружение.

Другой серьезной проблемой, связанной с невесомостью, является ухудшение зрения. Так половина космонавтов, бывших в орбитальных миссиях с 1989 года, сообщали об изменениях, связанных с близорукостью или дальнозоркостью. Исследования также выявили у космонавтов повышенное внутричерепное давление, что повлияло на изменения в оптическом нерве.

Одним из эффектов невесомости также являются изменения чувства вкуса в космосе. Для некоторых космонавтов еда становится пресной, другие обнаруживают, что их любимые блюда уже не такие вкусные, а третьи начинают предпочитать еду, которую они обычно не ели. Причина этого пока не известна, но возможно это связанно с гиперемией, ухудшением качества пищи, а также со скукой.

Больше узнать о том, как космонавты спят, чистят зубы и даже плачут можно узнать в статье.

источник

Мы часто видели фотографии астронавтов, плавающих, например, внутри Международной космической станции. Да что там говорить — фильм «Гравитация» не просто так «Оскара» получил. Свидетельства того, что существуют места, в которых притяжение отсутствует как таковое, можно найти везде. Но хотя невесомость выглядит забавно, и каждый из нас наверняка не отказался бы от возможности испытать ее на себе, тело человека относится к этому не очень хорошо. Голова гудит, а ножные мышцы сокращаются. В долгосрочной перспективе мышцы слабеют, а кости становятся хрупкими. Эти эффекты могут причинить серьезный ущерб вашему телу, особенно если вы отправитесь в долгий полет на Марс.

В этой статье мы отвезем вас на борт Международной космической станции и расскажем, что невесомость делает с вашим телом, какие изменения могут произойти, и что нужно делать, чтобы предотвратить или обратить вспять эти побочные эффекты.

Представьте себе, что вы одеты в скафандр и лежите на спине в летной кабине космического аппарата. Вы лежите на спине в течение нескольких часов, пока пилоты и центр управления полетами готовятся к запуску. Обычно, когда вы стоите прямо, сила тяжести тянет кровь вниз, поэтому целые бассейны ее собираются у вас в ногах. Однако, поскольку вы лежите на спине, кровь по-разному распределяется в вашем теле, в том числе накапливаясь и в голове, поскольку ваши ноги подняты. В голове немного тяжеловато, словно вы только что проснулись.

Ракетные двигатели зажигаются и вы чувствуете ускорение. Вас вдавливает в кресло, поскольку аппарат взлетает. Сила тяжести вместе с увеличением скорости корабля увеличивается в три раза (на некоторых американских горках можно испытать такой уровень ускорения). Ваша грудь сжимается, дышать становится немного трудно. Спустя восемь с половиной минут вы оказываетесь в космосе и начинаете испытывать совершенно другое ощущение: невесомость.

Правильный термин для невесомости — микрогравитация. Вы не невесомы, поскольку земная гравитация удерживает вас и летательный аппарат на орбите. Вы находитесь в состоянии свободного падения, словно только что прыгнули с самолета, за исключением того, что падаете горизонтально и никогда не упадете. Допустим, вы стоите на весах, и они показывают ваш вес, поскольку гравитация тянет вниз и вас, и весы. Поскольку весы находятся на земле, они отталкиваются вверх с равнозначной силой — и эта сила и есть ваш вес. Но если вы прыгнете со скалы, стоя на весах, и вы, и весы будете притягиваться гравитацией. Вы не будете давить на весы, и они не будут давить на вас. Ваш вес будет нулевым. Таков закон Ньютона.

Поскольку космический аппарат и все объекты в нем падают с одной скоростью — все, что не закреплено, плавает. Если у вас длинные волосы — они будут плавать вокруг лица. Если вы выльете воду из стакана — она соберется в большую сферическую каплю, которую можно будет разбить на меньшие капли. Галушки и конфеты сами будут заплывать вам в рот, если вы подтолкнете их по нужной траектории. Сидя в кресле, вы не будете знать, что сидите, поскольку ваше тело не будет давить на кресло. Если вы не будете держаться — вы уплывете. Более того, если вы не будете держаться за стену или пол рукой или ногой — вы не сможете сдвинуться с места — не от чего оттолкнуться. По этой причине в любом космическом аппарате всегда много поручней для рук и ног.

Когда вы впервые окажетесь в состоянии невесомости, вы почувствуете следующее:

Чем дольше вы будете оставаться в условиях микрогравитации, тем слабее будут ваши мышцы и кости. Эти ощущения будут вызваны различными изменениями в системах вашего организма. Давайте подробно рассмотрим, как тело реагирует на невесомость.

Космическая болезнь

Тошнота и дезориентация, которая на вкус как сосущее чувство в желудке, когда автомобиль «летит» вниз по трассе или вас подхватывает на карусели. Только на борту корабля это чувство будет длиться несколько дней. Это чувство космической болезни, слабость моторики, когда ваш мозг получает противоречивую информацию от вестибулярных органов, расположенных в вашем внутреннем ухе. Ваши глаза видят, куда двигаться вверх и вниз в корабле, но ваша вестибулярная система полагается на силу тяжести, определяя направления, что не работает в невесомости. Поэтому ваши глаза могут говорить мозгу, что вы движетесь сверху вниз, но мозг этого не поймет. Это вызывает дезориентацию и тошноту, что может привести к потере аппетита и рвоте. К счастью, спустя несколько дней мозг адаптируется и начнет реагировать исключительно на визуальные сигналы. Таблетки тоже помогут.

Читайте также:  Рассчитать потерю веса по дюкану

Одутловатое лицо и куриные лапки

В условиях микрогравитации ваше лицо будет одутловатым, а пазухи — перегруженными, что вызовет головную боль и нарушение моторики. На Земле это можно почувствовать, если стоять вверх ногами — кровь приливает к голове.

На Земле гравитация притягивает вашу кровь, в результате чего значительные ее объемы скапливаются в венах ног. Как только вы окажетесь в условиях микрогравитации, кровь сдвинется из ваших ног в грудь и голову. Лицо опухнет, а ноги, наоборот, уменьшатся в размерах.

Когда кровь переходит в грудь, сердце увеличивается в размерах и качает больше крови с каждым ударом. Почки отвечают на этот увеличенный кровоток производством большего количества мочи, будто вы выпили большой стакан воды. Кроме того, увеличение кровотока снижает уровень секреции гипофизом антидиуретического гормона (АДГ), что уменьшает жажду. Вы не будете хотеть пить столько же воды, сколько на Земле. В совокупности эти два фактора помогут вашей груди и голове избавиться от лишней жидкости за несколько дней, а поток жидкости вашего тела нормализуется (для космических условий). По возвращении на Землю, вы будете больше пить и чувствовать усталость, но это пройдет.

Космическая анемия

По мере того, как ваши почки выводят лишнюю жидкость, они также уменьшают секрецию эритропоэтина — гормона, стимулирующего производство красных кровяных тел клетками костного мозга. Снижение производства красных кровяных клеток сопровождается уменьшением объема плазмы, поэтому гематокрит (процент объема крови, занимаемого красными кровяными телами) такой же, как на Земле. По возвращении на Землю, ваш уровень эритропоэтина будет расти, так же как и количество красных кровяных тел.

Слабые мышцы

Когда вы находитесь в условиях микрогравитации, ваше тело принимает позу «зародыша»: вы немного сгибаетесь, ваши руки и ноги также принимают полусогнутое состояние. В таком положении вы не используете многие мышцы, особенно те, которые помогают вам поддерживать осанку (антигравитационные мышцы). По мере пребывания на борту МКС, ваши мышцы меняются. Их масса уменьшается, что приводит к «куриным лапкам». Ваше тело больше не нуждается в мышцах, которые медленно сокращаются, вроде тех, что используются в положении стоя. Нужны быстро сокращающиеся волокна, чтобы быстрее передвигаться по станции. Чем больше вы остаетесь на МКС, тем меньше у вас будет мышечной массы. Потеря мышечной массы ослабляет вас, и это, между прочим, является серьезной проблемой для длительных полетов, особенно после возвращения на Землю.

Остеопсатироз

На Земле ваши кости поддерживают вес вашего тела. Размер и масса костей тщательно сбалансированы. В условиях микрогравитации вашим костям больше не нужно поддерживать ваше тело, поэтому все ваши кости, особенно несущие, в районе бедер, ляжек и нижней части спины, используются меньше, чем на Земле. Размер и масса костей в невесомости уменьшаются примерно на 1% в месяц. В результате по возвращении на Землю они просто могут разрушиться. Неизвестно, каков процент восстанавливаемых костей после возвращения на Землю, но он точно не равен 100. Именно эта проблема вносит ограничения на время пребывания в космосе.

В дополнение к слабым костям, концентрация кальция в крови приводит к болезни почек, которым нужно этот избыточный кальций выводить. Могут образоваться камни в почках.

Что можно сделать, чтобы облегчить пребывание в условиях микрогравитации? Что касается неодушевленных вещей, каждый объект на станции или корабле должен храниться в шкафу, быть привязан или крепиться к стене липучкой.

К примеру, если вы едите в условиях невесомости, вы должны прочно стоять на ногах в аппарате, а ваш поднос с едой должен быть прикреплен к вам ремешком. Как вы знаете, еда обычно хранится в тюбиках и представляет собой полужидкую массу, какой-нибудь рис или паштет, который можно легко выдавить из тюбика, и он не уплывет. Портативное оборудование, вроде ноутбука, также привязывается к вам или к стене корабля.

Давайте вспомним, что на борту МКС наше тело подвергается в основном трем изменениям: потеря жидкости, потеря мышечной ткани и потеря костной массы. Что же нужно делать, чтобы минимизировать эти потери?

Потеря жидкости

Одна из контрмер при потере жидкости — это устройство, которое называется «отрицательное давление нижнего тела» (ОДНТ), которое работает как пылесос пониже вашей талии, удерживая жидкость в ногах. Это устройство можно прикрепить к тренажеру, например, к беговой дорожке. Раз в день можно упражняться с ОДНТ по 30 минут, поддерживая сердечно-сосудистую систему в близком к земному состоянии.

Кроме того, до возвращения на Землю, можно выпить большое количество воды или раствор электролита, чтобы помочь восстановить потерянную жидкость в теле. Это предупредит обморок после выхода из космического корабля.

Уменьшение мышц и костей

NASA и Роскосмос выяснили, что лучший способ свести к минимуму потери мышечной и костной массы в космосе — это постоянные тренировки. Они тренируют мышцы, предотвращают их деградацию и создают нагрузку на кости, имитируя вес. Каждый день по два часа на разных тренажерах в особых ремешках — и вы сможете минимизировать потери мышечной и костной масс.

Тем не менее, ученые признают, что нужно больше исследований для выявления качественных контрмер. Причем как на борту МКС, так и на Земле, как с помощью людей, так и животных. Результаты исследований могут проложить дорогу к длительным поездкам, например, на Марс.

Есть несколько человеческих и животных моделей для моделирования и изучения микрогравитации на Земле.

Наклон головы

Человек ложится на кровать, наклоняя голову вниз примерно на 5 градусов от горизонтальной линии. Наклон воспроизводит смещение жидкостей в организме, возникающее в условиях гравитации. Кроме того, не используются несущие кости и мышцы, тем самым вызывая атрофию.

Погружение в бассейн

Помещение предмета в теплый бассейн с водой на длительный период времени. Плавучесть воды перераспределяет жидкости в организме и облегчает несущие кости и мышцы, создавая условиях микрогравитации.

Подвешенные за хвост крысы

Крысы подвешиваются за хвосты в клетках на длительные периоды времени. Такое положение провоцирует смещение жидкостей и бездействие задних конечностей, что приводит к ухудшению мышц и костей.

Искусственная микрогравитация

Полет на самолете, который летит по параболической траектории вверх и вниз, создавая 30-секундные периоды микрогравитации при каждом пике. NASA использует эту технику при подготовке космонавтов, а также дает возможность испытать это ощущение всем желающим.

источник

Теоретически в межзвездном пространстве нет точки, где бы не сказывалась сила притяжения. Поэтому даже в условиях космического полета на тела будут действовать гравитационные поля, но их влияние окажется ничтожно малым. Останется, например, взаимное притяжение предметов внутри кабины ракетного корабля, однако оно так же будет чрезвычайно малым в силу относительно небольших масс этих тел. Однако удаленность тел от Земли не единственная причина уменьшения или «потери веса» тела. Не менее важным фактором возникновения невесомости может оказаться действие центробежных сил при движении космического корабля вокруг планеты. Эта сила «уменьшает вес» тела, так как ее действие направлено в сторону, противоположную действию земного притяжения. Величина этой силы зависит от линейной скорости вращения тела по окружности. Скорость же вращения земной поверхности неодинакова для разных точек земного шара. На широте Москвы она равна 260 м/с, а у экватора — 465 м/с. Ввиду этого величина центробежной силы в районе экватора оказывается наибольшей, а «вес» тела наименьшим.

С ростом линейной скорости тела, двигающегося в сторону вращения Земли, центробежная сила увеличивается, «вес» тела «уменьшается». К.Э. Циолковский отмечал, что «при секундной скорости» больше одного километра начинает обнаруживаться центробежная сила, «облегчающая вес» ракеты. По этой же причине при движении искусственных спутников вокруг Земли со скоростью около 8 км/с центробежная сила полностью уравновешивает силу притяжения и «вес» спутника становится равным нулю. Потеря «веса» в этом случае зависит от скорости движения корабля и называется поэтому динамической невесомостью.

Теоретические исследования и экспериментальные работы показывают, что состояние невесомости может отразиться как на физических, так и на биологических явлениях и процессах. Изменение характера физических явлений при невесомости вызовет, естественно, значительные изменения быта и физиологического состояния обитателей космического корабля.

В условиях невесомости невозможно сказать «я выше», «вы ниже», «я поднимаюсь», «вы опускаетесь»; нельзя определить, стоит человек или лежит. Поскольку в этих условиях нет падения, человек не нуждается в опоре. По этой причине становятся непригодными и многие обычные предметы обихода. Их придется делать в значительно измененном виде. В условиях невесомости безразлично, в каком положении по отношению к оси корабля мы располагаемся, — необходимо лишь предусмотреть приспособление для закрепления тела, так как в отсутствие фиксации малейшее движение человека будет бросать его в ту или иную сторону. В таком же положении окажутся и все другие тела. Все неприкрепленные к ракетному кораблю предметы будут срываться с мест при малейшем движении воздуха в связи с перемещением человека и даже его дыханием. Потеря «веса» при невесомости не означает, однако, потерю массы. Инертность тел полностью сохранится. Поэтому столкновение со стенками корабля, предметами в кабине может кончиться для человека ушибами и другими досадными последствиями.

Закрыв глаза, человек может вообще потерять ориентировку в пространстве. При этом возможно появление головокружения, ощущения падения. Условия невесомости могут вызвать и такие общие расстройства, как чувство непомерной усталости, мышечной слабости и т. д.

Возникновение необычных ощущений при невесомости связано с нарушением функций отолитового аппарата, или органа равновесия, расположенного во внутреннем ухе, и проприорецепторов, т. е. воспринимающих «приборов», заложенных в мышцах, связках и сухожилиях.

В настоящее время сделаны лишь первые шаги по пути изучения влияния невесомости на организм животного; в некоторой мере определены характер и степень воздействия кратковременного состояния невесомости на человека. Исследователям предстоит решить ряд важнейших вопросов и, прежде всего, изучить влияние на организм человека невесомости, продолжающейся многие дни, месяцы и даже годы. Нет сомнения в том, что эта сложная и важная проблема космической медицины будет успешно решена уже в недалеком будущем.

К этой же группе факторов относится и то состояние, в которое попадет живой организм после возвращения из космического полета. После длительного влияния невесомости организм попадает в условия, когда на него будут действовать ускорения различной направленности. Уровень развития техники не дает достаточной возможности стабилизировать падающее тело, возвращающееся из космического полета, поэтому ускорения при возвращении тела на Землю будут действовать в разных направлениях. Ускорения при возвращении экспериментального объекта бывают довольно значительными. Кроме этого, важно учитывать и принимать необходимые меры к уменьшению неблагоприятного влияния режима реадаптации живого организма при переходе от невесомости к действию гравитационных сил Земли на ее поверхности.

источник

Научный консультант музея «Экспериментаниум» и физиолог Антон Захаров рассказывает, что происходит с телом человека, пока он летит в космос и пока он там находится.Сетевое издание M24.ru приводит полную текстовую версию лекции.

О том, что происходит с человеком на космической станции, мы поговорим чуть позже, а пока нам нужно разобраться с теми трудностями, которые ждут человека при взлете в космос. Первая трудность, с которой он сталкивается, — это что? Я думаю, вы догадаетесь?

— Нет, невесомость чуть позже.

— Перегрузки, абсолютно правильно. Здесь небольшая табличка, табличка ощущений, которые возникают у человека, когда он испытывает перегрузки. Вообще, что такое перегрузка, откуда она берется? Как вы думаете, есть идеи? Пожалуйста.

— Самолет или космическая станция начинает подниматься, при этом человек начинает в другую сторону отклоняться, возникает перегрузка.

— А почему она называется перегрузка?

— Наверно, потому что человек чувствует себя некомфортно.

— На самом деле, мы с вами просто очень сильно привыкли жить с нагрузкой. Когда мы с вами находимся, как сейчас — вы сидите, я стою, — на нашей планете Земля, мы притягиваемся к Земле, и наша кровь притягивается к Земле сильнее, чем все остальные части нашего тела, потому что она жидкая. Она как бы собирается к Земле. А остальные части нашего тела более твердые, поэтому они чуть меньше притягиваются к Земле, но форма у них более постоянная. И мы к этой нагрузке очень хорошо приспособлены, и когда мы эту нагрузку потеряем, произойдет не очень приятное ощущение, о котором я поговорю попозже.

Но перед тем как попасть в невесомость, где этой нагрузки нет, человек испытывает перегрузки, то есть избыточное действие силы тяжести. При двукратной перегрузке — перегрузке в 2 g — тело человека наливается тяжестью, лицо немножко обвисает, трудно встать, понятное дело, нужно поднимать не 50-60-70 кг, которые вы обычно весите, а в два раза больше. При троекратной перегрузке человеку уже невозможно стоять, и у человека сначала отключается цифровое зрение, потому что клетки, которые отвечают за цифровое зрение, они очень много энергии потребляют. При 4,5 g совсем отключается зрение, крови не хватает уже нашей с вами сетчатке, дальше невозможно поднять руку или ногу. И при 12 g большинство людей теряет сознание. Все, что я говорю сейчас, касается перегрузок не мгновенных, а которые длятся какое-то время, хотя бы 10-20-30 секунд, мгновенные перегрузки бывают сильнее. Как вы думаете, такие перегрузки в обычной жизни можно встретить, не поднимаясь в космос?

Перегрузку в 4,5 g можно испытать, не взлетая в космос? На самом деле, обычно где-то 1,5, но, если вы катаетесь на аттракционах, как раз 3-4 g вполне можно испытать. А так, понятно, что человек, стоящий неподвижно, 1 g испытывает; в самолете – где-то 1,5; парашютист, который приземляется, — где-то 2 g; в момент раскрытия парашюта очень недолго он испытывает 10 g, то есть практически на грани потери сознания. При этом космонавты, которые сейчас летают, испытывают меньше — 3-4 g, у них вот этих 8-12 — очень сильных перегрузок — нет, их испытывали только космонавты, когда только строили космические корабли, тогда было 7-8 g, это была проблема. Сейчас все сделано так, чтоб взлетать было легче.

На самом деле, самые интенсивные перегрузки часто испытывают военные летчики. В момент исполнения каких-нибудь фигур высшего пилотажа вполне себе бывает 12 g, но достаточно кратковременно, поэтому они сознание не теряют — это раз, а два — они очень подготовленные, поэтому им легче справляться. Максимальные перегрузки, допустимые для здоровья, даже кратковременные — это примерно 25 g. Если перегрузка будет больше, даже кратковременная, то вероятность, что человек сломает себе позвоночник, начинает приближаться к 90%, а это уже, естественно, не очень хорошо.

Мы поговорили про обычные перегрузки, так называемые положительные перегрузки. Мы выяснили, что антигравитации не существует. А как вы думаете, отрицательные перегрузки могут быть? (Но перегрузка и гравитация — понятия немножко разные) И, действительно, отрицательные перегрузки бывают, если вы просто встанете на голову, то испытаете отрицательную перегрузку -1 g, потому что кровь, которая обычно приливает к ногам, и части тела, которые обычно давят друг на друга в одном направлении, начнут давить друг на друга в другом направлении, и кровь начнет приливать к голове. Это вполне себе отрицательная перегрузка и, естественно, большие отрицательные перегрузки тоже вредны для здоровья, и их тоже можно испытать, не летая ни в какой космос. Их, например, испытывают прыгуны с тарзанки – то, что по-английски называется банджи- джампинг.

На самом деле, этот банджи-джампинг. Во-первых, мне даже на фотографии смотреть страшно, а во–вторых, это очень интересный ритуал. Кто-нибудь знает, откуда он взялся? Дело в том, что индейцы племени Вануату в Южной Америке таким образом посвящали мальчиков в мужчины. Они забирались на высокое дерево, брали какую-то крепкую лиану, привязывали ее к ногам, и подросток должен был прыгнуть с этой лианой виз, не долетая до земли метра-двух. И если он спокойно выдерживал, он становился мужчиной. Когда об этом в 70-х годах ХХ века узнали студенты Оксфорда, они пришли в дикий восторг и решили, что такую традицию надо повторить. Но они решили, что первый прыжок должен быть преисполнен торжественности, и нарядились во фраки. Сейчас банджи-джамперы — неформальные люди, а первые прыгуны прыгали в костюмах, это было достаточно красиво.

Мы свами разговаривали про перегрузки, это не единственная проблема, которую испытывают космонавты. Космонавты взлетели, с перегрузками справились, поднимаются в космос, и тут же их ждут первые радости и первые проблемы.

Ну, радости, конечно, когда человек поднимается в космос, полные штаны, — это понятно. И у космонавтов, как у маленьких детей это бывает, — и это подтверждается биохимическими исследованиями — выше «гормон счастья» в крови, чем у обычных людей. И их можно, в принципе, понять, много там крутого происходит. Давайте одно видео посмотрим с МКС. В принципе, люди развлекаются, как могут, конечно. Не обязательно вещи носить руками, можно их и ногами поносить. Движения должны быть очень точно рассчитаны, должны быть очень аккуратными. Вот так на самом деле космонавты не моют руки, это было специально для видео снято, ради этих 10 красивых секунд очень много сил потратят потом космонавты, собирая эти капельки по одной. Это только кажется – вау, как круто они разлетелись, а они действительно разлетелись, их теперь все собрать нужно, проблема достаточно серьезная.

Читайте также:  Потеря веса как признак беременности

Итак, мы примерно видели, как живут космонавты в космосе, теперь давайте думать, какие проблемы их там ждут. Первая проблема связана с тем, что человек не испытывает там земного притяжения. Земного притяжения не испытывают в том числе и его органы равновесия. Где у нас находятся органы равновесия, кто-нибудь знает?

— В ухе. Нет, мозжечок — это мозговой центр, который обеспечивает координацию равновесия, но это не чувствительная часть, а чувствительная часть у нас находится в ухе. Красивые камушки, которые здесь изображены, — это кристаллы отолиты, это камушки, которые находятся у нас в вестибулярном аппарате, его мешочке, и, когда мы крутим головой из стороны в сторону, они перекатываются внутри нашего вестибулярного аппарата, таким образом, мы понимаем, что голова наша повернута относительно остального тела. Вот в этих мешочках находятся эти кристаллы. Что происходит в космосе, в космосе происходит одна простая вещь, эти камушки начинают, как и все стальное, плавать внутри вестибулярного аппарата — у человека происходит сбой. С одной стороны, глаза ему говорят, что он по-прежнему вертикально стоит, все нормально, а с другой стороны, органы равновесия говорят: я не понимаю, что произошло, меня во все стороны колбасит, я не знаю, что делать. Есть проявление, похожее на космическую болезнь, — это морская болезнь. Тогда происходит то же самое, вестибулярный аппарат качается в разные стороны, а глаза качаются не так сильно, и у организма происходит сбой, и организм начинает что делать?

— Тошнить начинает, и в космосе его начинает точно также тошнить, но, поскольку в космосе эта перестройка происходит намного более резко, космическая болезнь бывает почти у всех космонавтов. Не всех, правда, тошнит, но тех, кого тошнит, — это опасная штука. Потому что люди обычно испытывают приступы космической болезни в тот момент, когда они уже пристыковались к космической станции и еще в скафандрах. Они начинают делать первые движения, выходя на космическую станцию, то есть находятся в замкнутых скафандрах и, смех-смехом, но это одна из серьезных причин гибели космонавтов, просто потому что скафандр замкнутый, а лететь без скафандра нельзя. Почему, об этом расскажу чуть попозже.

Идем дальше, еще одна проблема, которая в космосе поджидает людей, — это уменьшение количества кровяных клеток. Разные причины у этого есть, одна из причин такая: в космосе происходит уменьшение костной ткани, а внутри костной ткани как раз кровяные клетки образуются. Поэтому, если косточек становится меньше, то и клеток становится меньше. В общем, достаточно неприятная штука, особенно неприятная, когда космонавт возвращается на Землю, и ему нужно пройти период адаптации обратно к условиям на Земле. Он в том числе испытывает мощный недостаток кислорода как раз потому, что у него не хватает вот этих кровяных клеток, которые кислород переносят. Собственно, подробнее про кости. Почему кости разрушаются в космосе, вы знаете? Есть идеи?

— Нагрузки нет, совершенно верно, чтобы наши кости нормально работали, они должны постоянно получать какую-то нагрузку, мы с вами должны постоянно трудиться. Но мы вспоминаем, что в космосе трудиться непросто: нет необходимости, нет возможности. Поскольку там ничего не весит, чтобы вы ни делали, вы тратите намного меньше сил. И, несмотря на то что космонавты все время тренируются, они все равно не могут испытывать тот же уровень физической нагрузки, что и на Земле. Поэтому через 3-4 полета начинаются проблемы с костями, которые, в частности, приводят к остеопорозу, когда костная ткань разрушается.

Еще одна проблема – снова с кровью. Я говорил, что мы очень хорошо приспособлены к нагрузке на Земле. Как мы приспособлены? Крови у нас избыточное количество, у каждого из взрослых примерно 5 литров крови. Это больше, чем нам нужно. Зачем нам этот избыток? Потому что мы прямоходящие, и большая часть крови у нас остается в ногах, внизу нашего тела, а до головы дотягивает не все, поэтому нам нужно некоторый избыток хранить, чтоб хватило крови и голове. Но в космосе сразу пропадает сила тяжести, и поэтому вот эта лишняя кровь, которая была в ногах, начинает срочно перемещаться куда-нибудь по всем организму. В частности, попадает человеку в голову и к мозгу, в результате чего бывают инсульты, микроинсульты, потому что слишком много крови попадает, и сосуды просто лопаются. В результате этого космонавты в первую неделю особенно часто бегают в туалет, как раз теряют лишнюю жидкость, они теряют порядка 20% лишней жидкости за первую неделю нахождения на орбите.

Мышцы тоже не испытывают нагрузку. Независимо от размера груза, независимо от того, сколько он весит на Земле, в космосе его перекидывать трудности никакой не будет. Поэтому космонавты, я уже говорил, обязательно тренируются в космосе. Об этом следующее видео. Естественно, тяжести поднимать в космосе никакого смысла нет, можно попробовать побегать. Действительно, человек бегает, только, обратите внимание, он привязан к беговой дорожке, потому что, если бы он не был привязан к беговой дорожке, он бы просто улетел. Опять же, тяжести поднимать нельзя, но можно разгибать пружины, и космонавты минимум 4 часа в день проводят в физических упражнениях. Космонавты, как вы знаете, — это самые подготовленные люди, самые физически крепкие и стойкие. И все равно, когда они возвращаются из космоса, они, во-первых, никогда в жизни больше не достигают той формы, которая была до первого полета, а во-вторых, даже приблизительное восстановление после этих нагрузок занимает примерно столько же времени, сколько космонавт находился на орбите. То есть, если он был там полгода, он полгода будет восстанавливаться, первые несколько недель они ходить даже не могут. То есть у них мышцы ног практически атрофировались, они полгода ими не пользовались.

Идем дальше, очередная проблема, связанная с тем, чем космонавт должен дышать в космосе. Проблема двусторонняя: в первую очередь, нужно поднять на орбиту воздух или кислород. Как вы думаете, что лучше поднимать — воздух или кислород, чем мы дышим с вами?

— Кислород, вот американцы тоже думали, что лучше поднимать на орбиту чистый кислород, пускай немного разреженный. Хотя, на самом деле, чистый кислород — это довольно страшная штука. Во-первых, он опасен для организма, это яд — в больших количествах, а во-вторых, он очень хорошо взрывается. Первые несколько лет нормально взлетали ракеты, заполненные чистым кислородом, а потом в какой-то момент одна искорка побежала, и от космического корабля не осталось камня на камне. После этого решили делать так же, как делал Советский Союз, — просто баллоны с жидким воздухом. Это тяжелый вариант, это дорого, но безопасно.

Есть вторая проблема: когда мы дышим, мы выделяем углекислый газ. Если углекислого газа слишком много, сначала начинает болеть голова, появляется сонливость, а в какой-то момент человек может потерять сознание и умереть от избытка углекислого газа. Мы на Земле выделяем углекислый газ, и его поглощают растения; в космосе, даже если взять с собой одно-два растения, они не справятся с этой работой, а много растений с собой не возьмешь, потому что они тяжелые и занимают много места. Как же избавляться от углекислого газа? Есть одно специальное химическое вещество, которое может поглощать избыточный углекислый газ, называется гидроксид лития, его возят в космос, оно как раз поглощает избыточный углекислый газ. С этим веществом связана одна очень интересная, такая героическая история, история корабля «Апполон-13», я думаю, взрослые помнят эту историю.

Дети когда-нибудь слышали про корабль «Апполон-13»? Слышали, даже фильм такой сняли, что произошло с этим кораблем? У него был очень неудачный полет, там много разных вещей было, нас интересует, что происходило с гидроксидом лития. История такая: «Апполон-13» уже не в первый, не во второй раз летел к Луне, исследовать Луну. Туда летели три человека, у них был собственный космический корабль и специальная капсула, которая должна была прилуняться, и два человека, которые должны были выйти на Луне, что-то там поделать, а потом вернуться на капсуле обратно и улететь на Землю. Но где-то на 3 сутки полета вдруг произошел взрыв, и часть основного корабля разворотило, в том числе повредило систему жизнеобеспечения. В принципе, не такая уж страшная проблема, потому что шлюпка, на которой нужно было подлетать к Луне, была цела, и на ней вполне можно было вернуться на Землю. Но была проблема совершенно идиотская: канистры с гидроксидом лития, которые хранились на шлюпке, и канистры с гидроксидом лития, которые хранились на корабле, были разными, в них были просто разные входные отверстия. И все инженеры Америки, которые были связаны с проектом, и многие инженеры мира примерно сутки занимались тем, чем обычно занимаются люди в передаче «Очумелые ручки». Они придумывали, как при помощи клея, обрывков газет, скрепок и того, что найдется на корабле, переделать один выход в другой, чтобы люди могли полететь обратно к Земле. У них это, слава Богу, получилось, и этот корабль (пока он приземлялся, тоже много было разных проблем), слава Богу, приземлился нормально.

Мы выяснили, что у людей в космосе бывают проблемы, когда они бодрствуют: с кровью плохо, с мышцами плохо, с костями плохо, и так далее, и так далее. Спать в космосе тоже плохо. Причины две: первая причина — на космической станции никто не выключает свет, она должна работать все время, там все время проводятся какие-то эксперименты. Работа очень напряженная, поэтому спят космонавты по вахтам: сначала одни, потом другие. Это тяжело, если так день поспать, два поспать, три, то ничего страшного, но если так поспать две-три недели или месяц, то начинаются перестройки в организме, и это вредно. Это вредно и для нас тоже, потому что сейчас много людей в крупных городах живет в неправильном световом режиме, из-за этого мы страдаем и даже этого не замечаем. Еще одна проблема связана с тем, что, поскольку нет притяжения, и человек не может ни на что опереться, а это очень важное чувство, как психологи выяснили. Для того чтобы заснуть, человеку нужно к чему-нибудь прислониться и чувствовать себя уверенно. Поэтому космонавты надевают специальные повязки под колени и надевают специальные повязки на глаза, чтобы создать хотя бы какую-то имитацию того, что их куда-то тянет. Получается не очень хорошо, но получается. Есть третья проблема, связанная уже с углекислым газом: пока мы с вами спим, мы дышим и выделяем углекислый газ, мы с вами не двигаемся, и углекислый газ накапливается на поверхности нашего лица. На Земле это не страшно, почему?

— Он действительно все время двигается, а почему? Потому что есть небольшой ветерок, но дело даже не в этом. Мы, когда выдыхаем углекислый газ, выдыхаем его теплым, а теплый газ будет подниматься наверх, потому что он легче, чем холодный. В космосе ни теплый, ни холодный газ веса не имеют, поэтому выдыхаемый газ будет накапливаться над человеком, и он просто в этом облаке будет спать, если с этим ничего не делать. Но с этим действительно что-то делают – и в космосе очень мощные системы вентиляции, которые разгоняют углекислый газ, чтобы мы могли спокойно спать. И эти же системы вентиляции фильтруют воздух от разных инфекций и болезнетворных организмов. Сейчас с этим научились справляться более или менее, а первое время космонавты очень много болели, потому что карантин был недостаточно строгим, а заразиться в космосе чем-нибудь намного легче. Потому что, когда мы чихаем на Земле, то, что мы чихнули, падает на землю и остается в пыли какой-нибудь, мы это напрямую не вдыхаем. А если космонавт чихает, то все, что он чихнул, остается в воздухе, поэтому вероятность подхватить эту инфекцию намного выше, поэтому там все фильтруют. Там действительно очень много пыли у космонавтов, по-прежнему много чихают, но уже болеют меньше, потому что карантин более строгий.

Еще одна проблема, которая поджидает космонавтов, — это космическая радиация. Мы на Земле от космической радиации защищены атмосферой, которая не пропускает радиацию, в частности, озоновым слоем неплохо от нее защищены. А в космосе озонового слоя нет, и космонавты испытывают повышенную радиацию. Это опасно, и этого очень долго боялись, пока не проверили, какое количество радиации человек там испытывает. Он испытывает примерно столько же, сколько испытывают жители тех мест, которые расположены в гранитных скалах, например. Гранитные скалы тоже немножко радиации излучают, примерно столько же получает космонавт. То есть жители, допустим, Корнуолла (это в Англии), считайте, космонавты в этом отношении, даже немножко больше радиации получают. А совсем много радиации получают пилоты и стюардессы сверхзвуковых самолетов («Конкорд», например), которые летают на больших высотах.

Но мы надеемся, что когда-то человек не только будет летать на космические станции, а и до Марса долетит, до других планет. И в этих случаях нас поджидает угроза, потому что обычно космические станции летают вокруг Земли — там, где радиационное поле не очень сильное. Но вокруг Земли есть два «бублика» мощных радиационных полей, через которые нужно пролететь, чтобы добраться до Луны, Марса, других планет. И там радиация очень сильная, и одна из проблем отправки на Марс сейчас — это воздействие радиации на протяжении нескольких месяцев. Люди, может, и долетят туда, но долетят очень больными — этого, естественно, никто не хочет. Поэтому сейчас придумывают, как сделать одновременно легкий скафандр и легкую обшивку космического корабля, которая притом защищала бы от радиации. Потому что в принципе от радиации защититься не трудно, можно свинцом корабль обложить и окей – от радиации мы защищены, но свинец очень тяжелый.

Мы с вами говорили про минусы, минусы, минусы. Но не только минусы есть при полете в космос. Когда мы летим в космос, (это не то чтобы большой плюс, это просто очень приятно) мы становимся немножко выше. Под действием силы тяжести, пока мы весь день куда-то ходим, наши позвонки давят друг на друга, а главное — давят на межпозвоночные диски. Они в течение дня немножко «сплющиваются», поэтому человек с утра на несколько сантиметров выше, чем вечером. Можете, если не пробовали, дома проверить. Почему советуют всегда рост мерять в одно и то же время, потому что в течение дня он меняется. Так вот, в космосе сила тяжести не действует, поэтому космонавты немного вырастают, иногда даже слишком. Один космонавт вырос на целых 7 сантиметров, он был очень рад, ему много лет в этот момент уже было, одна проблема — скафандр при этом не вырос, было достаточно тесно. Сейчас все скафандры делают — сантиметров 10 оставляют на случай, если космонавт вырастет.

Интересная штука: в космосе, оказывается, быстрее идут процессы регенерации, ранки заживают быстрее и даже целые части тела могут восстанавливаться. Сейчас будет видео с улиткой. Здесь, конечно, ускоренная съемка, на самом деле, это две недели примерно росло. На земле улитки тоже регенерируют, но хуже. Почему это происходит, непонятно. К чему я все это говорю? Я сказал уже в начале: на наших глазах в ближайшем будущем количество людей, которые будут летать в космос, будет расти, и расти, и расти. Возможно, скоро это будет не тема для научно-популярной лекции, а стандартный урок в школе: нужно будет знать, что происходит с человеком, когда он просто решил полететь на экскурсию в космос. Я очень верю, что скоро это произойдет, и надеюсь, что вы тоже верите. Если есть вопросы, пожалуйста, задавайте.

— Скажите, а если перегрузки были, отключение сознания, как потом быстро человек восстанавливается, приходит в сознание?

— Когда отключается сознание, система такая же, как когда человек падает в обморок. Кто-то сразу встает, кто-то не сразу, на кого-то сильно действует, на кого-то меньше. Вообще это, конечно, вредно. Человек теряет сознание, потому что у него недостаточно кислорода поступает в кровь, а значит, недостаточно кислорода поступает в мозг. В результате какие-то клетки мозга могут начать умирать, у кого-то более активно, у кого-то менее активно.

источник