6 способов ощутить невесомость на Земле
Индустрия космического туризма оценивается в сотни миллионов долларов и связана с множеством нюансов: после внесения оплаты надо встать в многолетнюю очередь из желающих, а потом долго готовиться к полету. Впрочем, состояние невесомости — главное космическое ощущение — можно испытать гораздо быстрее и дешевле. И главное — не покидая пределов Земли.
Конечно, испытать длительную невесомость — такую, какую испытывают космонавты на орбите — в земных условиях, само собой, не получится. А вот так называемая кратковременная невесомость совсем другое дело. В основном подобные услуги предоставляют в Звездном городке, в Центре подготовки космонавтов (ЦПК). Чтобы ненадолго испытать невесомость на Земле, надо быть старше 21 года. Минимум за полтора месяца необходимо записаться в очередь, подробнейшим образом заполнить анкету (будто в налоговой), указав все данны е о семье, работе и здоровье (все это местная служба безопасности потом проверит). Потом кандидатам предстоит пройти медкомиссию в районной поликлинике и предоставить в ЦПК небезызвестную справку по форме №86 о том, что у вас нет никаких проблем с сердцем и сосудами. Помимо этого врачи ЦПК проведут повторный осмотр, по окончании которого они могут не допустить кандидата до своих «аттракционов», однако деньги за подобную экскурсию уже не вернут.
Вполне естественно, что помимо Звездного городка существуют и другие способы испытать невесомость и близкие к ней ощущения. Forbes предлагает вашему вниманию 6 разных вариантов.
Искусственная гравитация перестаёт быть фантастикой
Искусственная гравитация давно была описана в фантастических романах и показана в фильмах вроде «Космической одиссеи 2001 года». Теоретически возможность создания искусственной гравитации не отрицается. Однако до проектов, которые можно было бы протестировать в условиях космических станций в ближайшее время, дело практически не доходило. Но совсем скоро все может измениться благодаря стараниям команды CU Boulder.
Зачем нужна искусственная гравитация
На самом деле тут все довольно просто и суть заключена в человеческой физиологии. Дело в том, что наши тела устроены таким образом, чтобы существовать, когда на все наши внутренние органы и костно-мышечный аппарат действует сила притяжения. В условиях космических станций этого воздействия, как вы понимаете, практически нет, что в перспективе чревато возникновением различных проблем со здоровьем. И если мускулатуру и суставы можно поддерживать в тонусе, занимаясь на специальных тренажерах, то вот внутренние органы таким образом не «потренируешь».
«Астронавты испытывают потерю костной и мышечной массы, сильную нагрузку на сердечно-сосудистую систему и имеют массу других рисков», — говорит Торин Кларк, один из руководителей CU Boulder. » Конечно, есть ряд упражнений и мер по поддержанию здоровья космонавтов, но искусственная гравитация помогла бы решить все проблемы разом.»
Как устроена установка по созданию искусственной гравитации
Сами разработчики называют машину «центрифугой с коротким радиусом действия». Установка представляет собой металлическую платформу, похожую на больничную каталку. На нее ложится человек, после чего платформа начинает вращаться. Сначала она вращается медленно, со временем набирая обороты.
«Угловая скорость, создаваемая центрифугой, толкает тело к основанию платформы. Это почти то же самое, как если бы вы стояли на земле.» — объяснил принцип действия господин Кларк.
При этом в ходе разработки инженеры столкнулись с весьма очевидной проблемой: при долгом вращении человека начинает тошнить. Можно ли избавиться от такого побочного эффекта? Как выяснилось, можно. Во время испытаний к 10 сеансу все испытуемые комфортно вращались в центрифуге, не испытывая никаких проблем. Скорость вращения при этом составляла 17 оборотов в минуту.
Почему нельзя использовать установку прямо сейчас
Прежде, чем приступать к полномасштабным испытаниям в космосе, ученым нужно ответить на ряд вопросов. А именно, надолго ли закрепляется эффект от обучения нахождению в центрифуге, не имеет ли такой подход отдаленных последствий для здоровья и, самое главное, как долго астронавту нужно принимать это «гравитационную ванну» для того, чтобы компенсировать все негативные последствия невесомости. Как только целесообразность и безопасность подхода, разработанного командой CU Boulder, будет доказана, можно будет ожидать появления первой рабочей установки по созданию искусственной гравитации в условиях космоса.
Обсудить эту и другие новости вы можете в нашем чате в Телеграм.
Невесомость
— Правда ли, что в космосе нет притяжения?
— НЕТ, не правда: закон Всемирного тяготения действует везде.
-Почему же тогда космонавты «летают» внутри своего корабля, пристегиваются к кровати на время сна и ловят «летающие чипсы» по всей каюте?
Они испытывают невесомость потому, что движутся по окружности (вокруг Земли) с огромной скоростью (7,9 километров в секунду); примерно это можно продемонстрировать, налив в маленькое ведерко воды и сильно раскрутив. Вода не будет выливаться, её будет придавливать к донышку «центробежной силой», а точнее — силой инерции: поскольку инерция действует прямолинейно, а «закругление» траектории движения постоянно изменяет направление движения.
Именно инерция движения пр круговой орбите вокруг Земли — и компенсирует силу тяжести. Если бы космический корабль не летел с этой скоростью — а был неподвижным — он тут же рухнул бы на Землю — не важно, что он находится на расстоянии несколько сот километров от Земли: её сила тяготения огромна и распространяется на очень большое (теоретически — бесконечное) расстояние. Если бы из земли торчала огромная башня, высотой 500 километров (примерно на такой высоте постоянно движется МКС), и мы бы стояли на вершине этой башни — то не испытывали бы никакой невесомости, а обычное притяжение Земли (разве что чуть-чуть меньше, чем на поверхности).
Стало быть Космос, в этом плане, ничем особым не отличается; но только в космосе, где нет атмосферы — можно двигаться со столь огромной скоростью, чтобы можно было компенсировать земное притяжение. А возможно ли каким-то способом «получить» невесомость на Земле? Это, довольно приятное ощущение, когда ничто не заставляет мышцы напрягаться. Когда можно парить, не касаясь предметов, один раз оттолкнуться ногами — и пролететь огромное расстояние — причем быстро, быстрее, чем бегущий человек! Наверное здорово было бы посетить какой-нибудь специальный салон, где предоставляют услуги «невесомости»!
Но на Земле, с этим проблема. Вода отпадает: хоть человек в воде и может «не падать на дно», и в принципе может не всплывать — а как будто «зависать» на месте — это, все же никакая не невесомость. Если под водой долго находиться вниз головой — то кровь прильет к мозгу так же, как и на суше. Мышцы будут так же напряжены, как и в другом месте Земли: на них действует такая же самая сила тяжести, и органы тела, в том числе внутренние — будут имеют обычный вес. Невесомость — это нечто совсем другое!
Пожалуй, единственно возможный способ создать полную потерю веса — это находиться на борту быстро снижающегося самолета. И то, продолжительность такого эффекта не больше пары минут. Можно конечно просто подпрыгнуть — но тогда в невесомости тело будет меньше секунды. Во время затяжного прыжка с парашютом, невесомость хоть и будет длиться дольше — но не будет полной, из-за сильно возросшего трения об воздух, который до некоторой степени станет «твердым», как опора и тело чувствует некоторый вес.
-А существует ли, хотя бы теоретически способ получить невесомость без
необходимости движения или падения, в неподвижной лаборатории, при чем неограниченно долго?
-Ну а если все-же на Земле, и чуть более реальный способ, чем в земном ядре?
-Пожалуй можно, но он мало понравится другим земным обитателям: разогнать скорость вращение планеты примерно в 17 раз! Сутки на Земле будут длиться около полутора часов (40 минут день и примерно столько же ночь). Зато — в любом месте на экваторе будет настоящая невесомость! Поверхность Земли, в экваториальной части — будет двигаться с той же скоростью, с которой вращаются спутники, то есть с первой космической; сила инерции на этой широте, полностью компенсирует земное притяжение и можно будет летать! Но, летать будут не только люди, и в этом есть проблема…
Все предметы: ключи, зажигалки, головные уборы, стулья, чемоданы, велосипеды, автомобили — все будет находиться не на земле — а там, где им «заблагорассудится». Мелкие камни, средние камни, огромные булыжники будут плавать в воздухе, сталкиваться, разлетаться, подлетать к земле, ударяться, потом отпрыгивать, подниматься очень высоко, возвращаться — в общем это такой переполох… Вся земля, в общем то — не монолитная скала, а наложенные один на другой камни, песчинки, пылинки и все такое. Все это больше не будет придавлено к земле и станет перемещаться беспорядочно. От пыли ничего не будет видно. Здания, к
-Да, при таком сценарии лучше уж копать в сторону ядра… Может все-таки есть «нормальный» способ «спродуцировать» невесомость? Чтобы не трогать целую планету, а выкопать бункер под какой-нибудь горой: гора сверху, близко: притягивает вверх. А центр Земли далеко — притягивает вниз. Можно ведь достичь «баланса»?
-Тогда придется «закопаться» до трети радиуса Земли, а гора, должна быть размером с Луну… Хотя… Нужно, чтобы гора была из такого материала, чтобы он был в сто тысяч раз плотнее золота! Обычная гора, весом в миллиард тонн — имела размер несколько метров. Вот такую «болванку» положить на крышу бункера — и будет первый в мире пансионат, в котором предлагают развлечься в невесомости! Нужно только хорошо укрепить конструкцию потолка потому, что столь тяжелое тело таких маленьких размеров — продавит все на свете, и постепенно погрузится в самые недра земли… И еще… Нужно как-то отломать миллиард тонн такого вещества от ближайшего потухшего Белого Карлика и привезти его…
И все же, если серьёзней: неужели не существует ни какого реального способа? использовать анти-гравитацию, или заэкранировать немного притяжение снизу, или включить искусственную гравитацию сверху? Нужно-то поднять всего-то тело человека, в несколько десятков килограмм, ведь не нужна для этого огромная энергия? Лифт же поднимает, да и ноги каждый день поднимают ого-го на какую высоту… Увеличить многократно собственный вес можно на центрифуге, или даже на простой карусели. Может можно так же легко как-то уменьшить? Это же, в принципе не будет противоречить закону сохранения энергии? Анти-материю уже давно получили, может её можно как-то использовать?
-Анти-материя не дает анти-гравитации: по большому счету это та же материя, только имеющая противоположный электрический заряд. На качелях-каруселях можно получить невесомость — но кратковременно; в целом тот же эффект, что и от обычного «прыжка»: пол-секунды потери веса, а за тем столько же перегрузки. Способ создания долговременной невесомости на Земле пока не известен. Хотя, скорей всего возможность должна быть.
Может кто-то уже придумал? Напишите комментарий или спросите у друзей в соц. сетях:
«Невесомость на Земле» (2 фото + 2 видео)
Космические исследования проводятся не только для улучшения полетов в космос, но и часто применяются в земной медицине. Эксперименты с сухой иммерсией помогают, например, в разработке методов поддержки мышечной системы стареющего поколения.
Вырезки из Википедии:
Для реализации данного метода специально была разработана иммерсионная ванна эргономического дизайна строго рассчитанной глубины, со встроенным подъёмным механизмом и высокоэластичной водонепроницаемой тканью, прикреплённой к внешнему краю ванны. Испытуемый, одетый в нижнее бельё, укладывался на гидроизолирующую плёнку и погружался в небольшой бассейн наполненный тёплой водой до уровня шеи. Площадь поверхности используемой ткани значительно превышала площадь водной поверхности. Таким образом, при погружении, человек находиться не просто в безопорном подвешенном состоянии, на него ещё давит объём воды, в котором он пребывает, ни смотря на то, что вода отделена плёнкой. Высокоэластичные свойства ткани искусственно повышали плотность жидкости, создавая практически условия нулевой плавучести.
СИ позволяет воспроизводить такие факторы космического полёта как опорная и весовая аксиальная разгрузка, перераспределение жидких сред организма, гиподинамия. Также СИ даёт возможность решать космическим психологам такие задачи как: психологическая подготовка к условиям в изменённом пространстве; развитие стрессоустойчивости, саморегуляции и работоспособности в условиях невесомости, а также поло-ролевые особенности изменений в когнитивной, эмоциональной и поведенческой сферах личности в условиях невесомости. Модель позволяет проводить исследования эффективности различных средств и методов профилактики негативных влияний гравитационной разгрузки. Все более широкое применение метод находит в спортивной и клинической медицине
.
В целом, в иммерсионной среде полностью воспроизводятся такие эффекты невесомости, как гиподинамия, устранение вертикального сосудистого градиента, устранение весовой нагрузки и, соответственно, опорных раздражений. Три этих фактора являются фундаментальной основой развития неблагоприятных эффектов невесомости, как в реальном космическом полёте, так и в «сухой» иммерсии. С момента появления новой модели она стала основной для изучения эффектов невесомости при воздействиях длительностью 5-7 дней, равной длительности так называемых коротких полётов на космических станциях.
Не чего, я бы с удовольствием приобрёл бы такую штуковину спать ночью в невесомости вместо дивана.
Кровать, которая позволит спать в невесомости
Необычное изобретение принадлежит компании Starpool. Кровать, которая даёт возможность человеку почувствовать себя в невесомости не отправляясь при этом в космос. Производитель планировал продавать необычное изобретение спа-салонам. Она идеально подходит для медитации и расслабления так как имеет подогрев и встроенную аудиосистему.
«Если улечься поудобней и включить смартфон, то начнутся чудеса на Zerobody», обещают авторы идеи и профессионалы в области SPA. Изобретение позволит ощутить себя погруженным в воду или парящим в воздухе. На самом деле кровать «водяная», но снабжена встроенными интеллектуальными технологиями.
Согласно программе, механизм сам подбирает необходимую музыку и настраивает на медитацию. Устройство снабжено необычным режимом «радость». Цена оригинальной кровати пока не разглашается, предполагается, что она составит несколько тысяч долларов.
В России впервые точно воссоздали условия невесомости
Разработана первая в мире система обезвешивания
Человек теперь может «парить» на Земле, не хуже, чем на Международной космической станции, в условиях невесомости. Первая в мире система обезвешивания создана в Государственном научном центре «Институте медико-биологических проблем РАН».
«Обезвешивание» – это новое слово в лексиконе испытателей, привязанное к конкретной системе, изобретенной в России. Раньше ученые использовали для имитации невесомости или сниженной силы гравитации только вывешивающие тело приспособления.
О некоторых деталях инновации инновации «МК» рассказала заведующая отделом сенсомоторной физиологии и профилактики Елена Томиловская.
При вывешивании тело испытателя, лежащего на специальном ложементе, поднимали вверх, а ноги, которые должны быть свободны для работы на бегущей дорожке, поддерживались специальными резиновыми тяжами. «Это было не всегда удобно, – говорит Томиловская. – К тому же человек все равно не чувствовал такой легкости в движениях, какую ощущают космонавты в реальной невесомости. Биомеханика была не соответствующая».
Принципиально новая система обезвешивания, не имеющая аналогов в мире, отличается наличием специальных уравновешивающих элементов для каждого сегмента тела. Если ранее использовавшиеся резиновые тяжи создавали определенное давление и сопротивление при движении, теперь тело человека поддерживается в горизонтальном положении при помощи сервоприводов (механических приводов с автоматической коррекцией состояния через отрицательную обратную связь). Тело прикрепляется к устройству во многих точках, после чего сервоприводы, которые получают команды по натяжению или расслаблению тросов от одного компьютера, облегчают подъемы и повороты любых частей тела. Единственным местом, где может ощущаться гравитация, может быть вертикально установленная бегущая дорожка, на которой, как и в космосе, фиксируют ноги испытателя.
По словам Томиловской, для того, чтобы отрегулировать систему натяжения-ослабления тросов, перед экспериментом ученые взвешивают по отдельности каждый сегмент тела испытателя.
В настоящее время ученые приступают к физиологическим испытаниям нового приспособления.
