Цяжка з гравітацыяй, але яшчэ горш без яе
Не раз убачанае ў кіно "уключэнне" гравітацыі на борце касмічнага карабля, які вандруе ў адкрытым космасе, выглядае вельмі крута. Акрамя таго, што іх стваральнікі амаль ніколі не тлумачаць, як гэта робіцца. Часам, як у «2001: Касмічная адысея» (1) або ў навейшых «Пасажырах», паказана, што для імітацыі гравітацыі карабель трэба прывесці ў кручэнне.
Можна некалькі правакацыйна спытаць - навошта наогул патрэбна гравітацыя на борце касмічнага карабля? Бо без агульнай гравітацыі лягчэй, людзі менш стамляюцца, пераносныя рэчы нічога не важаць, выкананне шматлікіх задач патрабуе значна менш фізічных намаганняў.
Аказваецца, аднак, што гэтае намаганне, звязанае з пастаянным пераадоленнем сілы цяжару, вельмі неабходна нам і нашаму целу. Няма гравітацыіяк даўно даказана, касманаўты адчуваюць страту касцяной і цягліцавай тканіны. Астранаўты на МКС займаюцца фізічнымі практыкаваннямі, змагаюцца з цягліцавай слабасцю і стратай касцяной масы, але ўсё роўна губляюць касцяную масу ў космасе. Ім неабходна выконваць дзве-тры гадзіны практыкаванняў у дзень, каб падтрымліваць мышачную масу і сардэчна-сасудзістую сістэму. Прычым не толькі гэтыя элементы, непасрэдна злучаныя з нагрузкай на цела, падвяргаюцца ўздзеянню адсутнасці гравітацыі. Узнікаюць праблемы з падтрыманнем балансу, арганізм абязводжваецца. І гэта толькі пачатак праблем.
Аказваецца, ён таксама слабее. Некаторыя імунныя клеткі не могуць выконваць сваю працу, і эрытрацыты паміраюць. Ён выклікае камяні ў нырках і аслабляе сэрца. Група навукоўцаў з Расіі і Канады прааналізавала наступствы апошніх гадоў мікрагравітацыя на склад бялкоў ва ўзорах крыві васямнаццаці расійскіх касманаўтаў, якія пражылі на Міжнароднай касмічнай станцыі паўгода. Вынікі паказалі, што ў бязважкасці імунная сістэма паводзіць сябе гэтак жа, як пры заражэнні арганізма, паколькі арганізм чалавека не ведае, што рабіць, і спрабуе актываваць усе магчымыя сістэмы абароны.
Шанец у цэнтрабежнай сіле
Дык вось, мы ўжо добра ведаем, што няма гравітацыі гэта нядобра, нават небяспечна для здароўя. І што зараз? Не толькі кінематаграфісты, але і даследчыкі бачаць магчымасць у цэнтрабежная сіла. Быць добрым сілы інэрцыі, ён імітуе дзеянне гравітацыі, эфектыўна дзейнічаючы ў напрамку, процілеглым цэнтру інерцыяльнай сістэмы адліку.
Дастасавальнасць даследуецца на працягу многіх гадоў. У Масачусецкім тэхналагічным інстытуце, напрыклад, былы астранаўт Лоўрэнс Янг выпрабаваў цэнтрыфугу, што нечым нагадала бачанне з фільма «2001: Касмічная адысея». Людзі ляжаць на баку на платформе, пхаючы інэрцыйную канструкцыю, якая круціцца.
Паколькі мы ведаем, што цэнтрабежная сіла можа хаця б часткова замяніць гравітацыю, чаму б нам не будаваць караблі ў гэты ход? Што ж, аказваецца, не ўсё так проста, таму што, па-першае, такія караблі павінны былі б быць нашмат буйнейшымі за тыя, што мы будуем, а кожны дадатковы кілаграм масы, які выносіцца ў космас, каштуе немалых выдаткаў.
Разгледзім, напрыклад, Міжнародную касмічную станцыю ў якасці эталона для параўнанняў і адзнак. Ён памерам з футбольнае поле, але жылыя памяшканні складаюць толькі частку яго памеру.
Імітаваць гравітацыю У гэтым выпадку да цэнтрабежнай сілы можна падысці двума спосабамі. Або кожны элемент круціўся б асобна, што стварала б невялікія сістэмы, але тады, як адзначаюць спецыялісты, гэта магло быць звязана з не заўсёды прыемнымі ўражаннямі для касманаўтаў, якія маглі, напрыклад, адчуйце іншую сілу цяжару ў нагах, чым у верхняй частцы цела. У больш маштабным варыянце круцілася б уся МКС, якая, вядома, павінна была б быць сканфігуравана інакш, хутчэй як кольца (2). На дадзены момант будаўніцтва такой структуры будзе азначаць вялізныя выдаткі і здаецца нерэальным.
2. Бачанне арбітальнага кольца, які забяспечвае штучную гравітацыю
Аднак ёсць і іншыя ідэі. напрыклад, група навукоўцаў з Універсітэта Каларада ў Боўлдэры працуе над рашэннем з некалькі меншымі амбіцыямі. Замест вымярэння "аднаўлення гравітацыі" навукоўцы засяроджваюцца на вырашэнні праблем са здароўем, звязаных з адсутнасцю гравітацыі ў космасе.
Па задумцы даследнікаў з Боўлдэра, астранаўты маглі запаўзаць у спецыяльныя памяшканні на некалькі гадзін у дзень, каб атрымаць сутачную дозу гравітацыі, якая павінна вырашыць праблемы са здароўем. Падыспытныя размяшчаюцца на металічнай платформе, падобнай на бальнічную каляску (3). Гэта называецца цэнтрыфуга, якая круціцца з нераўнамернай хуткасцю. Вуглавая хуткасць, якая ствараецца цэнтрыфугай, штурхае ногі чалавека да падставы платформы, як калі б ён стаяў пад уласнай вагой.
3. Прылада пратэставана ва Універсітэце Боўлдэра.
Нажаль, гэты выгляд практыкаванняў непазбежна злучаны са млоснасцю. Даследнікі вырашылі высветліць, ці сапраўды млоснасць з'яўляецца неад'емным цэннікам, звязаным з ёй. штучная гравітацыя. Ці могуць касманаўты трэніраваць сваё цела так, каб яно было гатова да дадатковых перагрузак? У канцы дзясятага сеансу добраахвотнікаў усе падыспытныя круціліся з сярэдняй хуткасцю каля сямнаццаці абарачэнняў у хвіліну без якія-небудзь непрыемных наступстваў, млоснасці і т. д. Гэта значнае дасягненне.
Ёсць альтэрнатыўныя ідэі гравітацыі на караблі. Да іх адносіцца, напрыклад, канадская канструкцыя сістэмы тыпаў (LBNP), якая сама па сабе стварае баласт вакол таліі чалавека, ствараючы адчуванне цяжару ў ніжняй частцы цела. Але ці дастаткова чалавеку пазбегнуць непрыемных для здароўя наступстваў касмічнага палёту? Нажаль, гэта не дакладна.
