sve svoje hobije. Neko skuplja vinske čepove, neko, a neko više voli da izazove mogućnosti svog tela. Svake godine 500 ljudi pokuša osvojiti Everest, dok svaki deseti penjač pogine na vrhu - i oni su itekako svjesni ove statistike. Zbog nedostatka kiseonika, lavina, poteškoća u podizanju i kvara opreme. Svaki deseti! Šansa da ostanete živi i da se vratite kući nakon spuštanja je skoro ista kao da igrate ruski rulet. Ali ljudi ustraju u iskušenju sudbine zbog pogleda koji oduzima dah i zadovoljstva zbog nemogućeg. Ronioci su pod velikim rizikom da umru od dekompresijske bolesti, kada otopljeni plin mjehuriće u krvotoku i blokira protok krvi. Ali to ne zaustavlja hiljade ronioca.

A šta je sa polarnim istraživačima koji žive na stanicama mnogo mjeseci zaredom, svakodnevno provode istraživanja i rizikuju da se smrzavaju?

Da, svako od nas stalno testira sposobnosti svog tijela (za to nije potrebno penjati se na Everest). Ne spavamo noću da završimo sledeću prezentaciju do roka, pijemo tone alkohola na žurkama, zimi idemo u tanke parkove, a leti odbijamo da nosimo panama šešire, jer to nije moderno, a ne ne živim više u 1990-im. Postoji li granica za ove mogućnosti? Od čega zavisi? Za šta je ljudsko tijelo sposobno?

Profesor Francis Ashcroft odgovara na ova pitanja u svojoj knjizi Ivica mogućeg: Nauka o preživljavanju, gdje detaljno razmatra mogućnosti našeg tijela u hladnoći, vrućini i svemiru, govori o tome kako naše tijelo reaguje na sve vrste ekstremnih situacija, i daje zanimljive savjete.oni koji su ipak odlučili da izazovu nemoguće.

Ashcroft je šef Centra za ljudsku genetiku Univerziteta Oksford i genetičar je sa strašću za nauku. AT slobodno vrijeme penje se na Kilimandžaro, roni i piše nefikcijske knjige.

FURFUR objavljuje izvod o najkul testu njihovih sposobnosti - astronautima. Šta se dešava sa tijelom kada brod poleti, kako astronauti uspijevaju da spavaju i koliko im je loše u nultom gravitaciji? Nakon čitanja poglavlja, lako možete zamisliti kako se osjećala lik Sandre Bullock u filmu Gravitacija dok je letjela kroz vrijeme i prostor na aparatu za gašenje požara, i koliko je prokleto imala sreće što je imala svemirsku bolest.

Rano jutro 21. jula 1969. zauvijek mi je urezano u sjećanje. Zajedno sa milionima drugih ljudi širom sveta, bio sam zaglavljen na malom treperećem crno-belom TV ekranu prekrivenom talasima i „snegom“. Riječi iza šištanja i pucketanja bile su gotovo nerazlučive, ali uzbuđenje i napetost u glasovima bili su nepogrešivi. Drhteći u mračnoj, nezagrijanoj prostoriji, jedva da otvorim pospane oči, zaboravljajući na šoljicu kakaa u rukama, preneo sam se hiljadama milja, zapanjen trijumfom nauke, tehnologije i željom da savladam nepoznato. Imao sam 17 godina i Neil Armstrong je upravo kročio na Mjesec kao prva osoba na Zemlji.

Jednom u svemiru bez vazduha, osoba će umreti trenutnom i bolnom smrću. Vazduh će izaći iz pluća, gasovi rastvoreni u krvi i telesnim tečnostima će se pretvoriti u paru, uništavajući ćelije i začepljujući kapilare mehurićima, kiseonik će prestati da dospeva u mozak, vazduh zarobljen u unutrašnjim organima će se širiti, cepajući unutrašnjost i bubne opne, a kosmička hladnoća će pretvoriti tijelo u led. Gubitak svijesti će se dogoditi u roku od 15 sekundi.

Čovjek može preživjeti u svemiru samo ako sa sobom ponese svoje prirodno stanište, ali čak i izvan zidova orbitalne stanice svemirsko putovanje ne može bez testova za tijelo. Prvi su g-sile uzrokovane ubrzanjem potrebnim za savladavanje Zemljine gravitacije. Drugi je sušta suprotnost preopterećenju, bestežinskom stanju. Može uzrokovati mučninu kretanja, preraspodjelu tjelesnih tekućina, smanjenje broja crvenih krvnih zrnaca i gubitak koštane i mišićne mase. Ako želimo da ispunimo dugogodišnji san čovječanstva o posjeti izvan Sunčevog sistema, moramo pronaći način da se nosimo sa ovim poteškoćama. U ovom poglavlju ćemo pogledati kako let u svemir utječe na ljudsko tijelo i kako se nositi s neugodnim posljedicama tog udara.

§1 Taster za početak

Astronauti su se iz ovog iskušenja izvukli neozlijeđeni, spustivši se padobranom na određenoj udaljenosti od starta. Ovako jaka preopterećenja ne prijete modernim istraživačima svemira.

Stres koji doživljava astronaut mijenja se tokom polijetanja jer je vođen Newtonovim zakonom kretanja, prema kojem je sila jednaka masi puta ubrzanju. Pokretanje je relativno glatko jer je potisak mlaznog motora samo malo veći od težine. svemirski brod. Najveće g-sile se javljaju kada brod uđe u orbitu, jer je do tada već dosta izgubio na težini (sagorevajući većinu goriva), a mlazni motori i dalje rade punom snagom.

Prvi astronauti morali su iskusiti vrlo teška preopterećenja. Tokom lansiranja svemirske letjelice Friendship-7 u sklopu programa Mercury 1962. godine, John Glenn je bio podvrgnut preopterećenjima od preko +6g tokom 90 sekundi, au nekom trenutku čak i do +8g. Glen je ležao na leđima, leđima okrenut tlu, a g-vektor je bio usmjeren odozgo prema dolje (od grudi prema leđima), kako bi se izbjegao bolne senzacije kada su g-sile usmjerene iz glave do stopala. Ali i u ovom slučaju, prema svjedočenju jednog od astronauta, "utisak je da mu je slon sjedio na grudima". Zapisi o preopterećenjima koje su kosmonauti morali da izdrže zabilježeni su prilikom lansiranja svemirske letjelice Sojuz u septembru 1983. godine. Pošto je 90 sekundi prije lansiranja izbio požar ispod lansirne rakete, lansiranje je moralo biti prekinuto, a sistem za hitno izbacivanje bacio je kapsulu kilometar u zrak, podvrgavajući posadu 17-strukim preopterećenjima. Astronauti su se iz ovog iskušenja izvukli neozlijeđeni, spustivši se padobranom na određenoj udaljenosti od starta. Ovako jaka preopterećenja ne prijete modernim istraživačima svemira. Posada šatla ili Sojuza, koji doprema astronaute na svemirske stanice, tokom lansiranja je izložena preopterećenjima, samo 3,5 puta većim od gravitacije Zemlje.

Vojni piloti, prilikom katapultiranja iz oštećenog lovca, moraju da izdrže mnogo veća preopterećenja (čak +25g) - ali manje duga. Nakon aktiviranja poluge, nadstrešnica aviona se spušta ili se otvara plafon i eksplodira pištolj postavljen ispod sjedišta, ispaljuje sjedište, zajedno sa privezanim pilotom, u zrak. Naravno, što brže dođe do izbacivanja, to bolje, ali ako je ubrzanje prejako, kralježnica može patiti. Kao rezultat eksperimenata i terenskih testova, utvrđeno je da maksimalno preopterećenje ne smije prelaziti + 25g - inače se rizik od ozljeda kralježnice dramatično povećava. Opremljeni su najnoviji modeli katapultnih sedišta mlazni motori, koji nastavljaju da gori oko pola sekunde nakon snimanja stolice, što vam omogućava da smanjite vršno preopterećenje i rizik od ozljede kralježnice.

Još jedan značajan problem sa kojim se astronaut suočava na startu su jake vibracije. Tresenje ne samo da izaziva nelagodu, već i otežava izvođenje ručnih operacija, izaziva mučninu i rezonanciju unutrašnjih organa sa vanjskim vibracijama. Iz razloga koji su još uvijek slabo poznati, također uzrokuje hiperventilaciju i ponekad nesvjesticu.

§2 Održavanje života

Prilikom disanja, između ostalog, oslobađa se vodena para - to je poznato svakome ko je ikada sjedio po hladnom vremenu u automobilu sa zatvorenim prozorima. Zamagljuju se iznutra prvenstveno zbog vlage koju isparavaju naša pluća.

Svemirska letjelica mora zaštititi posadu od ekstremnih uticaja svemira. Na sedam stotina kilometara od površine Zemlje, broj molekula gasa teži nuli, a pritisak se približava pritisku u apsolutnom vakuumu. Stoga letjelica mora osigurati i atmosferu koja diše i zaštitu od prevelikog pritiska. Osim toga, u ovom beskrajnom prostoru vlada svemirska hladnoća - otprilike -270°C, međutim, padajući pod sunčeve zrake, predmeti se trenutno zagrijavaju, tako da brod mora imati sistem za kontrolu temperature koji može da se nosi sa promjenama topline i hladnoće. Osim toga, ne smijemo zaboraviti na bombardiranje mikrometeoroidima i svemirskim otpadom.

Čak i komad boje koji je otkinuo satelitsku kožu brzinom od nekoliko hiljada milja na sat može napraviti opasnu rupu u trupu svemirske letjelice. Prozori šatla, izdubljeni svemirskim gelerima, moraju se mijenjati svakih nekoliko letova.

1998. godine, teretni brod je udario u stanicu Mir, probušivši sićušnu rupu na trupu, manju od poštanske marke. Zrak je šištao u svemir, ali srećom rupa je bila premala i curenje je dovoljno sporo da posada zapečati oštećeni odjeljak.

Posada Sojuza-11 imala je manje sreće. Po povratku na Zemlju, silazno vozilo je savršeno automatski sletjelo, ali se ispostavilo da je cijela posada, na užas spasilačkog tima, mrtva. Kako se kasnije ispostavilo, ventil za izjednačavanje pritiska se neočekivano otvorio u orbiti - gotovo odmah nakon što se spušteno vozilo odvojilo od orbitalnog modula. Astronauti, koji su već skinuli odijela pod pritiskom da se uguraju u skučenu kapsulu za spuštanje, umrli su od gušenja. Trenutno, posade svemirskih letjelica nose svemirska odijela pri lansiranju i prilikom spuštanja kako bi se zaštitile od mogućeg pada pritiska, ali u orbiti nose običnu odjeću koja ne ograničava kretanje.

Posada prve američke svemirske letjelice udisala je čisti kisik pod pritiskom od jedne trećine atmosfere. Tako je bilo moguće učitati veći volumen za istu težinu nego u slučaju korištenja zraka istog sastava kao na Zemlji (sa 78% sadržaja dušika). Unatoč činjenici da kisik postaje toksičan ako ga udišete duže od jednog dana atmosferski pritisak, pod pritiskom od jedne trećine atmosfere, sasvim je sigurno. Čisti kiseonik je pumpan u brodove serije Merkur i Gemini na lansirnoj rampi pod pritiskom od jedne atmosfere, a zatim je, nakon ulaska u nisku Zemljinu orbitu, pritisak smanjen. Nakon strašnog požara tokom planiranog simuliranog lansiranja Apolla 1 u kojem su poginuli Gus Grissom, Ed White i Roger Chaffee, ova praksa je promijenjena. Pri atmosferskom pritisku, čisti kiseonik je izuzetno zapaljiv. Tragedija s Apolom 1, po svemu sudeći, kriva je za slučajnu iskru koja je pala na zapaljivi materijal u kokpitu, a vatrena oluja je odmah zahvatila komandni odjeljak ispunjen kisikom. Nakon ove katastrofe, lansiranje je izvršeno u normalnoj zemaljskoj atmosferi, a tek u orbiti su prešli na čisti kisik. U sovjetskim svemirskim letjelicama, od samog početka, stvarali su pritisak od jedne atmosfere i ubacivali mješavinu za disanje sličnu po sastavu kao zrak - 78% dušika i 21% kisika. Sada je NASA prešla na istu šemu, dato štetno dejstvočisti kiseonik, koji se manifestuje ako ga morate predugo udisati tokom dugog boravka u orbiti.

Kada udišete zrak, sadržaj ugljičnog dioksida raste, što može dovesti do glavobolje, vrtoglavice i gušenja. Stoga se CO2 mora ukloniti. U svemirskoj letjelici to se događa zbog hemijska reakcija sa litijum hidroksidom (koji se u procesu pretvara u litijum karbonat). U aprilu 1970. o kanisterima litijum hidroksida i opasnosti od nakupljanja ugljen-dioksida postalo je poznato i o njima se pričalo. Uzrok je nesreća koja se dogodila dva i po dana nakon lansiranja Apolla 13. Kao rezultat kratkog spoja, eksplodirao je jedan od tri odjeljka gorivne ćelije koji je napajao komandni modul. Eksplozijom je poremećeno i snabdevanje gorivom iz preostala dva odeljka, a letelica je ostala bez napajanja. Čamac za spašavanje za astronaute bilo je vozilo za spuštanje na Mjesec Aquarius, koje je imalo rezerve kisika, vode i struje. Nažalost, rezerve litijum hidroksida na njemu bile su dovoljne da dva dana očiste vazduh od ugljen-dioksida za samo dve osobe, dok bi povratak na Zemlju trajao više od tri dana, a posada se sastojala od troje. Međunarodna saopštenja za javnost brzo su obavijestila javnost o opasnostima astronauta od viška ugljičnog dioksida. Istovremeno, u komandnom modulu bilo je dovoljnih količina kanistera litijum hidroksida, ali oni nisu bili prikladni za jedinicu za čišćenje vazduha Aquarius zbog razlike u konfiguraciji. Inženjeri sa Zemlje su se cijeli dan borili da riješe problem, i konačno su razvili način da naprave improvizirani pročišćivač zraka od "pogrešnih" limenki i smeća različitih veličina - kartona, plastičnih vrećica, ljepljive trake i starih čarapa. Kao dijete, kao i mnogi moji vršnjaci, jako sam volio TV emisiju Plavi Petar, koja je pokazivala kako se prave različite stvari od čašica za jogurt i elastičnih traka. Pročišćivač zraka za Apollo 13 zauzeo bi prvo mjesto među njihovim remek-djelima. Na sreću, nije razočarao.

Prilikom disanja, između ostalog, oslobađa se vodena para - to je poznato svakome ko je ikada sjedio po hladnom vremenu u automobilu sa zatvorenim prozorima. Zamagljuju se iznutra prvenstveno zbog vlage koju isparavaju naša pluća. Sadržaj vodene pare u zraku letjelice mora se pažljivo kontrolisati, jer će višak uzrokovati kondenzaciju, a nedostatak - suhoću rožnice oka i sluznice ždrijela. Kako bi se održala optimalna ravnoteža, zrak u letjelici stalno cirkuliše u zatvorenom krugu, uklanjaju se čestice ugljičnog dioksida i prašine, a vlažnost i nivo kisika održavaju se na pravom nivou.

Unutar letjelice stvara se ugodna temperatura od 18-27 °C. Kontrola temperature je od velike važnosti, jer se brod s jedne strane „prži“ na suncu, a s druge smrznut od hladnoće svemira. Nakon što je stanica Mir nestala, unutra je postalo nepodnošljivo hladno kada je Zemlja zaklonila Sunce, a pakleno vruće kada se ponovo pojavilo. Za podršku konstantna temperatura dok su putovali od Zemlje do Meseca i nazad, Apolosi su se polako rotirali oko svoje ose (ova spiralna rotacija je u šali dobila nadimak "roštilj"). U šatlu, rasipanje toplote se vrši preko "svemirskih baterija" postavljenih na unutrašnjoj strani vrata vazdušne komore za teret koja se otvaraju kada šatl uđe u orbitu.

§3 Slobodan pad

čovjek gotovo u potpunosti rekreira svoje uobičajeno stanište u svemiru – uz jedan značajan izuzetak. Ovo je gravitacija. Stvorite umjetnu gravitaciju svemirski brod nepraktično, s jedne strane, jer zadatak istraživanje svemira je upravo suprotno - pobjeći od gravitacije, a s druge strane, jer kod kratkih letova mikrogravitacija ne ometa posebno rad. Ipak, fiziološki stres od bestežinskog stanja prilično je primjetan. Izaziva trenutnu preraspodjelu tjelesnih tekućina od nogu prema glavi i grudima i narušava kontrolu ravnoteže, izazivajući mučninu kretanja - tzv. svemirsku bolest. Na dugim ekspedicijama dovodi i do smanjenja broja crvenih krvnih zrnaca, ispiranja kalcija iz kostiju i atrofije mišića. U roku od oko šest sedmica, svi ovi poremećaji se stabiliziraju, osim gubitka koštane mase, koji se nastavlja do samog kraja leta, a adaptacija na njega, čak ni uz promjenu dužine od godinu dana, ne dolazi.

U stvari, svemirska letjelica u orbiti privlači Zemlju gotovo istom silom kao na Zemlji. zemljine površine. Betežinsko stanje proizlazi iz činjenice da su svi predmeti u njemu u stalnom slobodnom padu. Na Zemlji osjećamo silu gravitacije samo zato što nas površina drži, sprečavajući da nas privuče Zemljino jezgro. Ako površina nestane - u dugom skoku padobranom ili u kratkom skoku sa zida - nakratko ćemo se naći u bestežinskom stanju. Svemirska letjelica koja se okreće u orbiti nalazi se u stalnom padu, ali u isto vrijeme vlastita brzina joj ne dozvoljava da padne, već je nosi dalje u orbiti. Strogo govoreći, u brodu koji rotira u orbiti, to nije bestežinsko stanje (nulta gravitacija), već mikrogravitacija.

Najniže orbite nalaze se 200 kilometara od zemljine površine - na ovoj visini mora se uzeti u obzir otpor zraka. Na nižim visinama, otpor usporava letjelicu toliko da se može okretati i izgorjeti u nižoj atmosferi. Svemirska stanica Mir kružila je oko Zemlje na visini od oko 400 kilometara, ali je i tamo postepeno privlačila na površinu, pa je svakih nekoliko sedmica stanica morala da se vraća u prvobitnu orbitu. Gornju granicu ljudskih orbita postavlja potreba da se izbjegnu radijacijski pojasevi koji okružuju planet nešto iznad 400 kilometara od površine.

Astronauti se često žale da im je teško spavati u svemiru. Dijelom, naravno, to je zbog neobične prirode same situacije. Drugo, svemirski brod je prilično bučan, a kolege na dužnosti ne ćute uvijek. Međutim, naizgled, glavni uzrok nesanice je kršenje takozvanih cirkadijanskih ritmova tijela (biološki sat). Mnogi fiziološki procesi, uključujući san, kontrolirani su cirkadijanskim ritmovima, koji zauzvrat reagiraju na promjenu dana i noći. Utvrđeno je da na sjevernim geografskim širinama tokom polarnog ljeta, kada sunce jedva zalazi, ljudi spavaju mnogo manje nego tokom polarne noći zimi. Budući da letjelica obiđe Zemlju za 90 minuta, Sunce izlazi i zalazi istom frekvencijom, a astronautov dan/noć ciklus je značajno poremećen.

Dodaje probleme i mikrogravitaciju. Da ne bi plutali oko broda u snu, astronauti su spakovani u vreće za spavanje pričvršćene za zidove. Većini ljudi je potreban osjećaj sigurnosti da bi dobro spavali, ali u mikrogravitaciji nema pritiska, pa se ne osjećate kao da ležite na površini. Neki astronauti nose poseban zavoj na čelu kako bi lakše zaspali, što stvara osjećaj jastuka ispod glave. Isti zavoji se nose na koljenima da se u snu mogu saviti. Osim toga, astronauti moraju spavati u zračnoj struji kako se izdahnuti ugljični dioksid ne bi nakupljao i izazivao gušenje. Na Zemlji konstantnu cirkulaciju zraka stvara vjetar ili konvekcijske struje, ali u mikrogravitaciji ne postoji konvekcijska izmjena koja može odnijeti izdahnuti ugljični dioksid, jer se topli zrak nigdje ne diže (u svemiru, topao i hladan zrak, kao i sve ostalo , nemaju težinu).

§5 Svemirska bolest

Pokreti astronauta, koji je prvi ušao u svemir, su nekoordinirani, promašuje, čak i samo pokušava da zgrabi željeni predmet ili nešto podigne. Mnogi imaju osjećaj prevrtanja ili okretanja naopačke, može početi vrtoglavica. Oko dvije trećine astronauta pati od svemirske bolesti - ponekad u prilično akutnom obliku. Simptomi uključuju glavobolju, mučninu, vrtoglavicu, gubitak apetita, apatiju, pospanost, razdražljivost. Iznenada može početi povraćanje, često čak i bez nagona - nepravilni napadi, između kojih se osoba osjeća sasvim normalno. Svemirska bolest može ozbiljno zatrovati život astronauta, spriječiti ga u obavljanju posla, a za osobu obučenu u svemirsko odijelo može završiti i smrću. Posebno je loše što svemirska bolest zahvati astronauta već u prvom satu nakon ulaska u uslove mikrogravitacije - u početnoj, najvažnijoj, fazi leta. Srećom, nakon dva-tri dana svemirska bolest obično nestane.

Obično svemirska bolest počinje naginjanjem ili klimanjem glave, iako je ponekad čak i optička dezorijentacija može uzrokovati. Ako ste upoznati s morskom bolešću, vjerojatno i sami znate da simptome možete ublažiti fokusiranjem očiju na liniju horizonta. Astronautima je teže, jer su svi orijentiri oboreni. U prostoru nema "gore" i "dole". Svijet oko njih je okrenut naglavačke, a orijentiri se neprestano pomiču, kao u poznatom Vitgenštajnovom paradoksu sa zecem i patkom. Za neke astronaute ovo je u početku vrlo uznemirujuće, dok se drugi brzo naviknu. Evo šta kaže Džon Glen: „Pre leta, lekari su upozorili da bi mogla da počne nekontrolisana mučnina ili vrtoglavica, kada tečnost u unutrašnjem uhu počne slobodno da pluta u bestežinskom stanju... Ali nije bilo ništa slično... zaista volio bestežinsko stanje.” Međutim, tokom svog kratkog leta, Glenn je sjedio privezan za svoje sjedište. Moderni astronauti se slobodno kreću po brodu, a najnesretniji napad svemirske bolesti može se prikriti čak i pri pogledu na druga okrenutog naopačke, a da ne spominjemo vlastiti akrobatski salto.

Uprkos činjenici da uzrok svemirske bolesti još nije utvrđen, pretpostavlja se da je izazvan sukobom signala o položaju tijela u svemiru. Prostornu orijentaciju stvara kombinacija signala iz organa za ravnotežu u unutrašnjem uhu, mišićnih i zglobnih receptora koji „kazuju“ položaj udova i vizuelnih orijentira. U svemiru mnogi receptori prestaju da primaju uobičajene podatke. Vizuelne reference se gube dok šatl, na primjer, leti "naopako" u odnosu na Zemlju, okrećući svoj repni stabilizator prema njoj. Prvih nekoliko dana posada obično pokušava da zadrži svoju uobičajenu "kopnenu" orijentaciju (tj., u stvari, lebdi naopačke na brodu), navikavajući se na destabilizujući efekat bestežinskog stanja, ali kasnije, nakon što se navikne na novim uslovima, pozicioniraju telo u prostoru kako moraju.

§6 Povratak

prolazak u zemljinu atmosferu i slijetanje - možda najopasniji dio svemirskog leta. Ne bez razloga, u svom čuvenom govoru, predsednik Kenedi je predvideo ne samo sletanje čoveka na Mesec, već i njegov siguran povratak na Zemlju. Astronaut koji se vraća suočava se s fizičkim i fiziološkim izazovima. Glavna poteškoća je nevjerovatna toplina koja nastaje trenjem kada brod uđe u Zemljinu atmosferu. Istom brzinom kojom se brod razvija pri ulasku, elektroni se odvajaju od atoma zraka, obavijajući trup broda joniziranom narandžasto-crvenom plazmom. Temperatura u njemu doseže 1650 °C, pa brod i posada moraju biti zaštićeni posebnom vatrostalnom oblogom. Dodatna komplikacija leži u činjenici da gornji sloj atmosfere nije ujednačen, već je savijen poput valova, pa se pri povratku brod jako trese, bacajući ga od vrha do vrha. Proces povratka je posebno opasan za astronauta koji je dugo boravio u svemiru, jer se ulazak u atmosferu događa usporavanjem koje stvara preopterećenja. U ranim letovima bili su veoma visoki - do +6g, dok astronauti sadašnjih šatlova dobijaju preopterećenja koja su samo 1,2 puta veća od zemljine gravitacije. Međutim, čak su i oni vrlo opipljivi. Reentry shuttle je postavljen tako da g-vektor djeluje u najneprijatnijem smjeru za astronauta, jer srcu postaje teže da pumpa krv iz nogu, a potrebno mu je oko 20 minuta da ih izdrži. To je posebno teško onima koji su proveli dosta vremena u svemiru i čije se tijelo već prilagodilo mikrogravitaciji. Kod takvih astronauta pritisak naglo pada, prijeteći vrtoglavicom i gubitkom svijesti u najvažnijem trenutku, prilikom slijetanja. Britanski astronaut Majkl Foul, koji je na stanici Mir skoro pet meseci, ležao je u šatlu na ulazu u atmosferu, vezan pojasevima tako da je g-vektor bio usmeren od grudi ka leđima. Ponekad, da bi pružili vanjski pritisak kako bi se potaknuo protok krvi u srce, astronauti nose anti-g pantalone, poput pilota lovaca.

22. marta 1995. kosmonaut Valerij Poljakov vratio se iz svemira nakon 438 dana leta. Ovaj rekord u trajanju do sada nije oboren. To je postalo moguće kao rezultat tekućih istraživanja utjecaja kosmičkih faktora na ljudsko tijelo u orbiti.

1. G-sile tokom poletanja i sletanja

Možda je Poljakov, kao niko drugi, bio spreman da ostane u orbiti godinu i po dana. I to ne zato što navodno ima fenomenalno zdravlje. I bio je angažovan na pripremama prije leta ne više od drugih. Samo što je Poljakov, kao profesionalni doktor - kandidat medicinskih nauka, koji je radio u Institutu za biomedicinske probleme Ruske akademije nauka, kao niko drugi u kosmonautskom korpusu, poznavao "ljudsku strukturu", reakcije tela na destabilizujući faktori i metode za njihovu kompenzaciju. Šta su oni?

Prilikom lansiranja letjelice, preopterećenja su u rasponu od 1g do 7g. Ovo je izuzetno opasno ako djeluje preopterećenje vertikalna osa tj. od glave do pete. U ovom položaju, čak i kod preopterećenja od 3g, koje traje tri sekunde, kod osobe dolazi do ozbiljnog oštećenja perifernog vida. Ako se ove vrijednosti prekorače, promjene mogu postati nepovratne, a osoba će zajamčeno izgubiti svijest.

Stoga je sjedište u brodu postavljeno na način da ubrzanje djeluje u horizontalnoj ravni. Astronaut koristi i posebno odijelo za kompenzaciju. To omogućava održavanje normalne cerebralne cirkulacije tokom dugotrajnih preopterećenja od 10g, a kratkotrajnih do 25g. Brzina povećanja ubrzanja je takođe izuzetno važna. Ako pređe određenu granicu, tada čak i manja preopterećenja mogu postati kobna za astronauta.

Nakon dužeg boravka u orbiti, derenirani organizam podnosi preopterećenja koja nastaju prilikom sletanja, mnogo teže nego prilikom lansiranja. Stoga, nekoliko dana prije slijetanja, astronaut se priprema prema specijalna tehnika uključujući vežbu i lekove. Prilikom slijetanja od velike je važnosti takva orijentacija broda u gustim slojevima atmosfere tako da je os preopterećenja horizontalna. Tokom prvih svemirskih letova nije bilo moguće postići odgovarajuću stabilizaciju broda, pa su astronauti ponekad gubili svijest prilikom slijetanja.

2. bestežinsko stanje

Betežinsko stanje je mnogo teži test za tijelo od preopterećenja. Jer djeluje dugo i kontinuirano, uzrokujući promjene u nizu vitalnih funkcija u ljudskom tijelu. Dakle, bestežinsko stanje stavlja u središte nervni sistem i receptori mnogih sistema analizatora (vestibularni aparat, mišićno-zglobni aparat, krvni sudovi) u neuobičajenim uslovima funkcionisanja. Kao rezultat toga, protok krvi se usporava, krv se nakuplja u gornjem dijelu tijela.

„Zločest“ bestežinskog stanja leži u činjenici da adaptivni procesi u fiziološkim sistemima, stepen njihove manifestacije, praktično ne zavise od individualne karakteristike organizma, ali samo na dužinu boravka u bestežinskom stanju. Odnosno, bez obzira na to kako se osoba priprema za to na zemlji, bez obzira koliko je moćno njegovo tijelo, to ima malo utjecaja na proces adaptacije.

Istina, osoba se brzo navikne na bestežinsko stanje: vrtoglavica i druge negativne pojave prestaju. Astronaut "okusi" plodove bestežinskog stanja kada se vrati na Zemlju.

Ako se u orbiti ne koriste metode za suzbijanje destruktivnog efekta bestežinskog stanja, tada u prvih nekoliko dana sleteli kosmonaut doživljava sljedeće promjene:

1. Kršenje metaboličkih procesa, posebno metabolizma vode i soli, što je praćeno relativnom dehidracijom tkiva, smanjenjem volumena cirkulirajuće krvi, smanjenjem sadržaja niza elemenata u tkivima, posebno kalija i kalcija;

2. Kršenje režima kiseonika tela tokom fizičkog napora;

3. Kršenje sposobnosti održavanja vertikalnog držanja u statičnom i dinamičkom; osjećaj težine dijelova tijela (okolni predmeti se percipiraju kao neobično teški; postoji nedostatak treninga u doziranju mišićnih napora);

4. Kršenje hemodinamike pri radu srednjeg i visokog intenziteta; moguća su stanja prije nesvjestice i nesvjestice nakon prelaska iz horizontalnog u vertikalni položaj;

5. Smanjen imunitet.

U orbiti se koristi čitav niz mjera za suzbijanje destruktivnog efekta bestežinskog stanja na tijelo. Povećan unos kalijuma i kalcijuma. Negativan pritisak koji se primjenjuje na donju polovicu tijela radi odvodnje krvi. Barokompenzacijsko donje rublje. Električna stimulacija mišića. Dozirani lijekovi. Trening na traci za trčanje i drugim simulatorima.

3. Hipodinamija

Traka za trčanje i razni simulatori mišića također se koriste za borbu protiv fizičke neaktivnosti. U orbiti je to neizbježno, jer pokreti u bestežinskom stanju zahtijevaju mnogo manje napora nego na zemlji. A vraćajući se na zemlju čak i nakon svakodnevnog napornog treninga, astronauti doživljavaju smanjenje mišićne mase. Osim toga, fizička aktivnost ima blagotvoran učinak na srce, koje je, kao što znate, također mišić.

4. Zračenje

Učinak ovog faktora na ljudski organizam je dobro proučen. Svjetska zdravstvena organizacija razvila je standarde za doze zračenja, čiji je višak štetan po zdravlje. Ovi propisi se ne odnose na astronaute.

Vjeruje se da se osoba može podvrgnuti fluorografiji ne više od jednom godišnje. Istovremeno, prima dozu od 0,8 mSv (milisivert). Astronaut prima dnevnu dozu do 3,5 mSv. Međutim, po standardima svemirske medicine, takva pozadinu zračenja smatra prihvatljivim. Budući da se u određenoj mjeri neutralizira lijekovima. Dnevna doza zračenja nije konstantna. Svaki kosmonaut ima individualni dozimetar koji broji milisiverte nakupljene u tijelu. Za godinu dana boravka u svemiru možete dobiti od 100 do 300 mSv.

„Naravno, ovo nije dar“, kaže Vjačeslav Šuršakov, šef laboratorije za metode i sredstva svemirske dozimetrije na Institutu za biomedicinske probleme Ruske akademije nauka, „ali takva je specifičnost profesije kosmonauta. ”

Godišnja granična doza je 500 mSv. Što je 25 puta veći prag za zaposlene u nuklearnim elektranama, a to je 20 mSv.

Pa, a ukupna doza, nakon koje astronaut ne smije letjeti, je 1000 mSv. Istovremeno, kada je Gagarin leteo, ova brojka je bila 4000 mSv. Najbliže pragu je bio Sergej Avdejev, koji je leteo ukupno 747 dana. Doza koju je primio je 380 mSv.

Foto: ITAR-TASS/Albert Puškarev

Preopterećenje- omjer apsolutne vrijednosti linearnog ubrzanja uzrokovanog negravitacijskim silama prema ubrzanju slobodan pad na površini zemlje. Budući da je omjer dvije sile, g-sila je bezdimenzionalna veličina, međutim g-sila se često izražava u jedinicama gravitacijskog ubrzanja. g. Preopterećenje od 1 jedinice (tj. 1 g) numerički je jednaka težini tijela koje miruje u Zemljinom gravitacijskom polju. Preopterećenje na 0 g testira ga tijelo u stanju slobodnog pada pod utjecajem samo gravitacijskih sila, odnosno u bestežinskom stanju.

Preopterećenje je vektorska veličina. Za živi organizam važan je smjer djelovanja preopterećenja. Kada su preopterećeni, ljudski organi imaju tendenciju da ostanu u istom stanju (ujednačeno pravolinijsko kretanje ili mirovanje). Kod pozitivnog preopterećenja (glava - noge), krv ide od glave do nogu, stomak se spušta. Negativna G-sila povećava dotok krvi u glavu. Najpovoljniji položaj ljudskog tijela, u kojem može uočiti najveća preopterećenja, je ležanje na leđima, licem u smjeru ubrzanja kretanja, najnepovoljniji za prenošenje preopterećenja je u uzdužnom smjeru sa stopalima u smjeru kretanja. ubrzanje. Kada se automobil sudari sa fiksnom preprekom, osoba koja sjedi u automobilu doživjet će preopterećenje leđa i grudi. Takvo preopterećenje se toleriše bez većih poteškoća. Obična osoba može izdržati preopterećenja do 15 g oko 3-5 sekundi bez gubitka svijesti. Preopterećenja od 20 - 30 g i više osoba može izdržati bez gubitka svijesti ne više od 1 - 2 sekunde i ovisno o veličini preopterećenja.

Simptomi i mehanizam djelovanja preopterećenja
Opšti simptomi. Odgovor osobe na preopterećenja određen je njihovom veličinom, gradijentom rasta, trajanjem djelovanja, smjerom u odnosu na glavne krvne sudove tijela, kao i početnim funkcionalnim stanjem tijela. U zavisnosti od prirode, veličine i kombinacije ovih faktora, promjene u suptilnim funkcionalnim pomacima mogu nastati u organizmu do ekstremno teških stanja, praćenih potpunim gubitkom vida i svijesti uz prisustvo dubokih poremećaja funkcija kardiovaskularnog, respiratornog, nervnog i drugog sistema organizma.

Opće promjene stanja osobe pod djelovanjem preopterećenja manifestiraju se osjećajem težine u cijelom tijelu, u početku otežano, a sa povećanjem veličine preopterećenja i potpunim izostankom pokreta, posebno u udovima. u nekim slučajevima bol u mišićima leđa i vrata [Babushkin V.P., 1959; deGraef P., 1983]. Postoji izraženo pomicanje mekih tkiva i njihova deformacija. Prilikom dugotrajnog izlaganja dovoljno velikim pozitivnim g-silama na područjima nogu, zadnjice i skrotuma koja nisu zaštićena kontrapritiskom, mogu se pojaviti petehijalne hemoragije kože u obliku tačaka ili velikih mrlja, intenzivno obojene, ali bezbolne. spontano nestaju u roku od nekoliko dana. Ponekad se na tim mjestima javlja otok, a kod negativnih g-sila - otok lica. Poremećaj vida se javlja rano. Pri visokim g-silama dolazi do gubitka svijesti, koji traje 9-21 s.

Mehanizam djelovanja pozitivnih i negativnih preopterećenja je složen i nastaje zbog primarnih efekata uzrokovanih inercijskim silama. Najvažniji od njih su: preraspodjela krvi u tijelu u donju (+G Z) ili gornju (-G z) polovicu tijela, pomjeranje organa i deformacije tkiva koje su izvor neobičnih impulsa u centralnom dijelu tijela. nervni sistem, poremećena cirkulacija, disanje i reakcija na stres. Razvijanje hipoksemije i hipoksije dovodi do poremećaja funkcije centralnog nervnog sistema, srca, endokrinih žlijezda. Narušena biohemija životnih procesa. Može doći do oštećenja ćelijskih struktura reverzibilne ili ireverzibilne prirode, otkrivena citokemijskim i histološkim metodama.

Jedan od glavnih zahtjeva za vojne pilote i astronaute je sposobnost tijela da izdrži preopterećenja. Obučeni piloti u anti-G odijelima mogu izdržati G-sile od -3 do -2 g do +12 g. Otpor negativnim g-silama prema gore je mnogo manji. Obično u 7-8 g oči „crvene“, vid nestaje, a osoba postepeno gubi svijest zbog naleta krvi u glavu. Astronauti tokom poletanja podnose preopterećenje ležeći. U ovom položaju, preopterećenje djeluje u smjeru prsa - leđa, što vam omogućava da izdržite nekoliko minuta preopterećenja od nekoliko jedinica g. Postoje posebna anti-g odijela, čiji je zadatak olakšati djelovanje preopterećenja. Odijela su korzet sa crevima koja se naduvavaju iz vazdušnog sistema i drže spoljnu površinu ljudskog tela, blago sprečavajući odliv krvi.

Preopterećenje povećava opterećenje konstrukcije strojeva i može dovesti do njihovog kvara ili uništenja, kao i do pomicanja labavih ili loše osiguranih tereta. Dozvoljena vrijednost preopterećenja za civilne avione je 2,5 g

Muzejski naučni savjetnik "Eksperimentanijum" i fiziolog Anton Zakharov govori šta se dešava sa ljudskim tijelom dok on leti u svemir i dok je tamo.Online izdanje M24.ru pruža punu tekstualnu verziju predavanja.

O tome šta se dešava sa osobom na svemirskoj stanici, govorićemo nešto kasnije, ali za sada treba da se pozabavimo poteškoćama koje čoveka čekaju prilikom poletanja u svemir. Prva poteškoća s kojom se susreće je koja? Mislim da možeš pogoditi?

- Betežinski.

Ne, bestežinsko stanje malo kasnije.

- Preopterećenje.

Preopterećenje, apsolutno tačno. Evo male tablete, tablete senzacija koje osoba ima kada doživi preopterećenje. Generalno, šta je preopterećenje, odakle dolazi? Mislite li da postoje ideje? Molim te.

- Avion ili svemirska stanica počinje da se diže, dok osoba počinje da skreće u drugom pravcu, dolazi do preopterećenja.

Zašto se to zove preopterećenje?

- Verovatno zato što se osoba oseća neprijatno.

U stvari, ti i ja smo jednostavno navikli živjeti s teretom. Kada smo ti i ja, kao sada - ti sediš, ja stojim - na našoj planeti Zemlji, privlači nas Zemlja, a naša krv je privučena Zemljom više nego svi ostali delovi našeg tela, jer je tečna . Kao da ide na Zemlju. I ostatak našeg tijela je čvršći, pa ih Zemlja nešto manje privlači, ali im je oblik postojaniji. I mi smo jako dobro prilagođeni ovom opterećenju, a kada izgubimo ovo opterećenje, biće ne baš prijatan osećaj, o čemu ću kasnije.

Ali prije nego što uđe u bestežinsko stanje, gdje ovo opterećenje nema, osoba doživljava preopterećenja, odnosno pretjerani učinak gravitacije. Uz dvostruko preopterećenje - preopterećenje od 2 g - ljudsko tijelo je ispunjeno težinom, lice malo klonulo, teško je ustati, naravno, morate podići ne 50-60-70 kg, što obično teži, ali duplo više. Kod trostrukog preopterećenja osoba više ne može da stoji, a prvo se isključuje digitalni vid osobe, jer ćelije koje su odgovorne za digitalni vid troše mnogo energije. Sa 4,5 g vid je potpuno isključen, već nema dovoljno krvi u našoj mrežnici, nemoguće je dalje podići ruku ili nogu. A sa 12 g većina ljudi se onesvijesti. Sve ovo što sada govorim ne tiče se trenutnih preopterećenja, već koja traju neko vrijeme, barem 10-20-30 sekundi, trenutna preopterećenja su jača. Mislite li da su takva preopterećenja običan život može se sresti bez odlaska u svemir?

Da li je moguće doživjeti preopterećenje od 4,5 g bez poletanja u svemir? Zapravo, obično negdje oko 1,5, ali ako se vozite, samo 3-4 g je sasvim moguće doživjeti. I tako, jasno je da osoba koja stoji nepomično doživljava 1 g; u avionu - negdje oko 1,5; padobranac koji sleti ima oko 2 g; u trenutku otvaranja padobrana na vrlo kratko vrijeme doživljava 10 g, odnosno skoro na ivici gubitka svijesti. Istovremeno, astronauti koji sada lete doživljavaju manje - 3-4 g, imaju ovih 8-12 - vrlo jaka preopterećenja - ne, samo astronauti su ih iskusili, kada su samo pravili svemirske brodove, tada je bilo 7-8 g, to je bio problem. Sada je sve urađeno tako da je bilo lakše skinuti.

U stvari, vojni piloti često doživljavaju najintenzivnije G-sile. U trenutku izvođenja akrobatike, sasvim je moguće za 12 g, ali na kratko, da ne izgube svijest - ovo je jedan, ali dva - vrlo su pripremljeni, pa im je lakše da se nose. Maksimalno dozvoljeno preopterećenje za zdravlje, čak i kratkotrajno, je otprilike 25 g. Ako je preopterećenje veće, čak i na kratko, tada se vjerovatnoća da će osoba slomiti kičmu počinje približavati 90%, a to, naravno, nije baš dobro.

Govorili smo o običnim preopterećenjima, takozvanim pozitivnim preopterećenjima. Saznali smo da antigravitacija ne postoji. Šta mislite, negativna preopterećenja mogu biti? (Ali g-sila i gravitacija su malo drugačiji koncepti) I, zaista, postoje negativne g-sile, ako samo stojite na glavi, doživjet ćete negativnu g-silu od -1 g, jer krv koja obično juri na noge i delove tela koji se obično pritiskaju u jednom pravcu, oni će se pritiskati jedno o drugo u drugom smeru, a krv će početi da juri u glavu. Ovo je prilično negativna g-sila i, naravno, velike negativne g-sile su također nezdrave, a mogu se doživjeti i bez letenja u bilo koji prostor. Na primjer, doživljavaju ih bungee jumperi - ono što se na engleskom zove bungee jumping.

Zapravo, ovaj bungee jumping... Prvo, plašim se čak i pogledati fotografije, a drugo, ovo je vrlo zanimljiv ritual. Da li neko zna odakle je došao? Činjenica je da su Indijanci iz plemena Vanuatu u južna amerika na taj način su dečaci zaređeni u muškarce. Popeli su se na visoko drvo, uzeli nekakvu jaku lozu, vezali je za noge, a tinejdžer je morao da skoči sa ove loze viza, ne došavši do zemlje metar-dva. I ako je mirno izdržao, postao je čovjek. Kada su studenti Oksforda 1970-ih saznali za ovo, bili su oduševljeni i odlučili da ovu tradiciju treba ponoviti. Ali odlučili su da prvi skok bude pun svečanosti i obučeni u frakove. Sad su bandži skakači neformalni ljudi, a prvi skakači su skakali u odijelima, bilo je dosta lijepo.

Razgovarali smo o g-silama, to nije jedini problem sa kojim se astronauti susreću. Astronauti su poletjeli, izborili se sa preopterećenjima, uzletjeli u svemir i tu ih čekaju prve radosti i prvi problemi.

Pa, radost, naravno, kada se osoba diže u svemir, pune pantalone - to je razumljivo. I kod astronauta, kao i kod male djece, to se događa - i to je potvrđeno biohemijsko istraživanje- viši "hormon sreće" u krvi od obični ljudi. I oni se, u principu, mogu razumjeti, tamo se dešava mnogo cool stvari. Pogledajmo jedan video sa ISS-a. U principu, ljudi se zabavljaju kako mogu, naravno. Nije potrebno nositi stvari rukama, možete ih ocrniti i nogama. Pokreti moraju biti vrlo precizno proračunati, moraju biti vrlo precizni. Ovako astronauti zapravo ne peru ruke, snimljeno je specijalno za video, za ovih 10 prelijepih sekundi astronauti će kasnije trošiti mnogo energije skupljajući te kapljice jednu po jednu. Samo se čini - vau, kako su se super raspršili, ali stvarno su se raspršili, sad ih sve treba skupiti, problem je prilično ozbiljan.

Dakle, otprilike smo vidjeli kako astronauti žive u svemiru, a sada razmislimo koji ih problemi tamo čekaju. Prvi problem je vezan za činjenicu da osoba tamo ne doživljava gravitaciju. Zemljina gravitacija se ne doživljava, uključujući i njene organe za ravnotežu. Gdje imamo organe ravnoteže, zna li neko?

- U glavi, malom mozgu?

U uhu Ne, mali mozak je moždani centar koji osigurava koordinaciju ravnoteže, ali to nije osjetljivi dio, već je osjetljivi dio u našem uhu. Predivni kamenčići koji su ovdje prikazani su kristali otolita, to su kamenčići koje imamo u vestibularnom aparatu, njegovoj vrećici i kada okrećemo glavu s jedne na drugu stranu, oni se kotrljaju unutar našeg vestibularnog aparata, tako da razumijemo da je naša glava okrenut u odnosu na ostatak tela. Ovdje u ovim vrećicama su ovi kristali. Ono što se dešava u svemiru, dešava se jedna jednostavna stvar u svemiru, ovi kamenčići, kao i sav čelik, počinju da plutaju unutar vestibularnog aparata - osoba zakaže. S jedne strane mu oči govore da i dalje stoji uspravno, sve je u redu, a s druge strane organi za ravnotežu kažu: ne razumijem šta se dogodilo, klackam se na sve strane, ne razumijem. ne znam šta da radim. Postoji manifestacija slična svemirskoj bolesti - ovo je morska bolest. Onda se isto dogodi, vestibularni aparat se ljulja u različitim smjerovima, a oči se ne njišu toliko, i tijelo zakaže, i tijelo počinje šta da radi?

- Osjećati se bolesno.

Počinje da se oseća bolesno, a u svemiru počinje da se oseća bolesno na isti način, ali pošto se ovo restrukturiranje dešava mnogo naglo u svemiru, skoro svi astronauti imaju svemirsku bolest. Istina, nisu svi bolesni, ali oni koji su bolesni su opasna stvar. Jer ljudi obično doživljavaju napade svemirske bolesti u trenutku kada su već pristali na svemirsku stanicu i još uvijek u svemirskim odijelima. Oni počinju da prave prve pokrete, napuštaju svemirsku stanicu, odnosno nalaze se u zatvorenim skafanderima i smeju se, smeju se, ali to je jedan od ozbiljnih razloga smrti astronauta, jednostavno zato što je svemirsko odelo zatvoreno, a vi ne mogu letjeti bez svemirskog odijela. Zašto, o tome ću malo kasnije.

Dalje, još jedan problem koji čeka ljude u svemiru je smanjenje broja krvnih zrnaca. Za to postoje razni razlozi, jedan od razloga je ovaj: u svemiru dolazi do smanjenja koštanog tkiva, a unutar koštanog tkiva nastaju krvna zrnca. Stoga, ako kosti postanu manje, tada će stanice biti manje. Općenito, prilično neugodna stvar, posebno neugodna kada se astronaut vrati na Zemlju i treba da prođe kroz period adaptacije na uslove na Zemlji. On, između ostalog, doživljava snažan nedostatak kiseonika upravo zato što mu nedostaju ove krvne ćelije koje prenose kiseonik. Zapravo, više o kostima. Zašto se kosti lome u svemiru, znaš? Ima li ideja?

- Nema tereta.

Nema opterećenja, apsolutno tačno, da bi naše kosti normalno radile, moraju stalno da primaju nekakvo opterećenje, ti i ja moramo stalno da radimo. Ali sjećamo se da nije lako raditi u svemiru: nema potrebe, nema mogućnosti. S obzirom da tu ništa ne teži, šta god da radite, trošite mnogo manje truda. I uprkos činjenici da astronauti stalno treniraju, oni i dalje ne mogu iskusiti isti nivo fizičke aktivnosti kao na Zemlji. Stoga, nakon 3-4 leta, počinju problemi s kostima, koji, posebno, dovode do osteoporoze, kada je koštano tkivo uništeno.

Drugi problem je opet krv. Rekao sam da smo jako dobro prilagođeni opterećenjima na Zemlji. Kako smo se prilagodili? Imamo višak krvi, svaka odrasla osoba ima oko 5 litara krvi. Ovo je više nego što nam treba. Zašto nam treba ovaj višak? Jer mi smo uspravni, i najveći dio naše krvi ostaje u nogama, na dnu tijela, a ne dopire sve do glave, pa treba da uskladištimo nešto viška kako bi krvi bilo dovoljno za glavu. Ali u svemiru gravitacija odmah nestaje, pa se taj višak krvi koji je bio u nogama počinje hitno kretati negdje po tijelu. Konkretno, ulazi u glavu i mozak osobe, što rezultira moždanim udarima, mikroudarima, jer ulazi previše krvi, a žile jednostavno pucaju. Kao rezultat toga, astronauti posebno često trče u toalet u prvoj sedmici, samo gube višak tečnosti, gube oko 20% viška tečnosti tokom prve nedelje boravka u orbiti.

Mišići takođe ne doživljavaju stres. Bez obzira na veličinu tereta, koliko god da je težak na Zemlji, neće biti poteškoća u premeštanju ga u svemiru. Stoga, astronauti, kao što sam već rekao, svakako treniraju u svemiru. Ovo je sljedeći video. Naravno, nema smisla dizati utege u svemiru, možete pokušati trčati. Zaista, čovjek trči, samo, obratite pažnju, vezan je za traku za trčanje, jer da nije vezan za traku, jednostavno bi odletio. Opet, ne možete dizati utege, ali možete odvojiti opruge, a astronauti provode najmanje 4 sata dnevno u fizičkim vježbama. Astronauti su, kao što znate, najspremniji ljudi, fizički najjači i najotporniji. A svejedno, kada se vrate iz svemira, oni, prvo, nikada više ne dostignu formu koju su imali prije prvog leta, a drugo, čak i približni oporavak nakon ovih opterećenja traje otprilike isto vrijeme koliko je astronaut bio u orbiti. Odnosno, ako je bio šest mjeseci, oporavljat će se šest mjeseci, prvih nekoliko sedmica ne mogu ni hodati. Odnosno, mišići nogu su im praktički atrofirali, nisu ih koristili šest mjeseci.

Idemo dalje, još jedan problem vezan za ono što astronaut treba da diše u svemiru. Problem je dvostrani: prije svega, morate podići zrak ili kisik u orbitu. Šta mislite da je bolje podići - vazduh ili kiseonik nego što udišemo sa vama?

- Kiseonik.

Kiseonik, pa su i Amerikanci smatrali da je bolje u orbitu dizati čisti kiseonik, doduše malo razređen. Iako je, u stvari, čisti kiseonik prilično zastrašujuća stvar. Prvo, opasan je za organizam, to je otrov - u velikim količinama, a drugo, vrlo dobro eksplodira. Prvih nekoliko godina rakete punjene čistim kiseonikom su normalno poletele, a onda je u nekom trenutku proletela jedna iskra i svemirski brod je otišao s kamena na kamen. Nakon toga su odlučili da učine isto što i oni Sovjetski savez, - samo cilindri sa tečnim vazduhom. To je teška opcija, skupa je, ali je sigurna.

Postoji drugi problem: kada dišemo, emitujemo ugljični dioksid. Ako ima previše ugljičnog dioksida, u početku počinje boljeti glava, javlja se pospanost, a u nekom trenutku osoba može izgubiti svijest i umrijeti od viška ugljičnog dioksida. Mi na Zemlji emitujemo ugljični dioksid i biljke ga unose; u svemiru, čak i ako uzmete jednu ili dvije biljke sa sobom, one neće obaviti posao, a ne možete ponijeti mnogo biljaka sa sobom, jer su teške i zauzimaju puno prostora. Kako se riješiti ugljičnog dioksida? Postoji jedna posebna Hemijska supstanca, koji može apsorbirati višak ugljičnog dioksida, zove se litijum hidroksid, nosi se u svemir, samo apsorbira višak ugljičnog dioksida. Jedna vrlo zanimljiva, tako herojska priča je povezana sa ovom supstancom, priča o letjelici Apollo 13, mislim da se odrasli sjećaju ove priče.

Jesu li djeca ikada čula za svemirsku letjelicu Apollo 13? Jeste li čuli da su uopće snimili takav film, šta se dogodilo sa ovim brodom? Imao je vrlo neuspješan let, bilo je mnogo raznih stvari, zanima nas šta je bilo sa litijum hidroksidom. Priča je sljedeća: "Apolo 13" nije prvi, niti drugi put odletio na Mjesec, da istražuje Mjesec. Troje ljudi je letjelo tamo, imali su svoju svemirsku letjelicu i specijalnu kapsulu koja je trebala sletjeti na Mjesec, a dvoje ljudi koji su trebali izaći na Mjesec, tamo nešto uraditi, a onda se vratiti kapsulom i odletjeti na Zemlja. Ali negdje trećeg dana leta iznenada se dogodila eksplozija, a dio glavnog broda se okrenuo, uključujući i oštećenje sistema za održavanje života. U principu, nije tako strašan problem, jer je čamac, na kojem je trebalo odletjeti na Mjesec, bio netaknut i na njemu je bilo sasvim moguće vratiti se na Zemlju. Ali postojao je potpuno idiotski problem: kanistri litijum hidroksida koji su bili pohranjeni na brodu i kanistri litijum hidroksida koji su bili uskladišteni na brodu bili su različiti, samo su imali različite ulaze. I svi inženjeri u Americi koji su bili povezani s projektom, i mnogi inženjeri u svijetu, oko jedan dan su radili ono što ljudi obično rade u programu Crazy Hands. Shvatili su kako da iskoriste ljepilo, komadiće novina, spajalice i sve što je bilo na brodu da pretvore jedan izlaz u drugi kako bi ljudi mogli letjeti nazad na Zemlju. Uspjeli su, hvala Bogu, i ovaj brod (dok je pristajao bilo je i mnogo raznih problema) hvala Bogu, sletio je normalno.

Saznali smo da ljudi u svemiru imaju problema kada su budni: loša krv, loši mišići, loše kosti i tako dalje i tako dalje. Spavanje u svemiru je takođe loše. Dva su razloga: prvi je taj što niko ne gasi svjetlo na svemirskoj stanici, mora stalno raditi, tamo se stalno izvode neki eksperimenti. Posao je veoma stresan, pa kosmonauti spavaju po smenama: prvo jedna, pa druga. Teško je, ako tako spavaš jedan dan, spavaš dva, tri, onda je u redu, ali ako tako spavaš dve, tri nedelje ili mesec, onda počinju promene u telu, a ovo je štetno. Ovo je štetno i za nas, jer sada ima dosta ljudi glavni gradoviživi u pogrešnom svjetlosnom režimu, zbog toga patimo i to i ne primjećujemo. Drugi problem je vezan za to što nema privlačnosti, a osoba se ni na šta ne može osloniti, a to je vrlo važan osjećaj, kako su saznali psiholozi. Da bi zaspao, čovek treba da se nasloni na nešto i da se oseća samopouzdano. Stoga astronauti stavljaju posebne zavoje ispod koljena i stavljaju posebne zavoje preko očiju kako bi stvorili barem neku imitaciju onoga što ih nekamo vuče. Ne ide baš dobro, ali radi. Postoji i treći problem vezan za ugljični dioksid: dok spavamo, dišemo i oslobađamo ugljični dioksid, ne krećemo se, a ugljični dioksid se nakuplja na površini našeg lica. Na Zemlji nije strašno, zašto?

- On se stalno kreće.

On se zaista stalno kreće, zašto? Jer postoji mali povjetarac, ali to nije ni poenta. Kada izdišemo ugljični dioksid, izdišemo ga toplog, a topli plin će se podići na vrh jer je lakši od hladnog. U svemiru ni topli ni hladni gas nemaju težinu, pa će se izdahnuti gas akumulirati iznad osobe i on će jednostavno spavati u ovom oblaku ako se ništa ne preduzme. Ali oni zaista rade nešto po tom pitanju – a u svemiru postoje vrlo moćni ventilacijski sistemi koji raspršuju ugljični dioksid kako bismo mogli mirno spavati. A ti isti ventilacioni sistemi filtriraju vazduh od raznih infekcija i patogena. Sada su naučili da se nose sa tim manje-više, a u početku su se astronauti jako razboljeli, jer karantin nije bio dovoljno strog, a mnogo je lakše zaraziti se nečim u svemiru. Jer kada kihnemo na Zemlji, ono što kijemo pada na zemlju i ostaje u nekoj vrsti prašine, mi to ne udišemo direktno. A ako astronaut kihne, onda sve što je kihnuo ostaje u zraku, pa je vjerovatnoća da će se zaraziti ovom infekcijom mnogo veća, pa se tamo sve filtrira. Tamo kosmonauti zaista imaju puno prašine, još uvijek puno kiju, ali već manje obolijevaju jer je karantena stroža.

Drugi problem koji čeka astronaute je kosmičko zračenje. Mi na Zemlji smo zaštićeni od kosmičkog zračenja atmosferom koja ne propušta zračenje, posebno, ozonski sloj dobro zaštićen od toga. A u svemiru nema ozonskog omotača, a astronauti doživljavaju povećano zračenje. Opasno je, a toga se jako dugo bojalo, dok nisu provjerili koliko radijacije čovjek tamo doživljava. On doživljava otprilike isto kao i stanovnici onih mjesta koja se nalaze u granitnim stijenama, na primjer. Granitne stijene također emituju malo zračenja, otprilike istu količinu koju primi astronaut. Odnosno, stanovnici, recimo, Cornwalla (ovo je u Engleskoj), smatraju astronautima u tom pogledu, čak dobijaju malo više zračenja. A dosta zračenja primaju piloti i stjuardese nadzvučnih aviona (Concorde, na primjer), koji lete na velikim visinama.

Ali nadamo se da će jednog dana čovjek ne samo letjeti na svemirske stanice, već i na Mars, na druge planete. I u tim slučajevima nas čeka prijetnja, jer obično svemirske stanice lete oko Zemlje - gdje polje zračenja nije jako jako. Ali oko Zemlje postoje dvije "krofne" moćnih radijacijskih polja, kroz koje morate proletjeti da biste došli do Mjeseca, Marsa i drugih planeta. A radijacija je tamo jako jaka, a jedan od problema sadašnjeg odlaska na Mars je izlaganje radijaciji nekoliko mjeseci. Ljudi mogu leteti tamo, ali će leteti veoma bolesni - naravno, niko ovo ne želi. Stoga sada smišljaju kako napraviti i lagano svemirsko odijelo i kožu od lake svemirske letjelice, koja bi, osim toga, štitila od zračenja. Jer, u principu, nije teško zaštititi se od radijacije, možete pokriti brod olovom, i ok - zaštićeni smo od zračenja, ali olovo je jako teško.

Razgovarali smo o nedostacima, nedostacima, nedostacima. Ali ne postoje samo nedostaci letenja u svemir. Kada letimo u svemir (ovo baš i nije veliki plus, jednostavno je jako lijepo) postajemo malo više. Pod uticajem gravitacije, dok negdje hodamo cijeli dan, naši pršljenovi se pritiskaju jedni na druge, a što je najvažnije, vrše pritisak na intervertebralne diskove. Tokom dana se malo „spljošti“, pa je osoba ujutro nekoliko centimetara viša nego uveče. Možete ga provjeriti kod kuće ako ga niste probali. Zašto se savetuje da se visina uvek meri u isto vreme, jer se ona menja tokom dana. Dakle, u svemiru gravitacija ne djeluje, pa astronauti rastu malo, ponekad čak i previše. Jedan kosmonaut je porastao za čak 7 centimetara, bio je jako sretan, u tom trenutku je već imao mnogo godina, postojao je samo jedan problem - svemirsko odijelo nije raslo u isto vrijeme, bila je velika gužva. Sada su sva svemirska odijela napravljena - ostalo je 10 centimetara za slučaj da astronaut odraste.

Zanimljiva stvar: u svemiru, ispostavilo se, procesi regeneracije idu brže, rane brže zacjeljuju, a čak se i cijeli dijelovi tijela mogu oporaviti. Sada će biti video sa pužem. Ovdje, naravno, ubrzano pucanje, u stvari, raste oko dvije sedmice. Na tlu se i puževi obnavljaju, ali gore. Zašto se to dešava nije jasno. Zašto sve ovo govorim? Rekao sam već na početku: pred našim očima, u bliskoj budućnosti, broj ljudi koji će letjeti u svemir će rasti, rasti i rasti. Možda uskoro ovo neće biti tema za naučno-popularno predavanje, već standardna lekcija u školi: moraćete da znate šta se dešava sa osobom kada jednostavno odluči da leti na ekskurziju u svemir. Zaista vjerujem da će se to uskoro dogoditi, a nadam se da ćete i vi. Ako imate pitanja, pitajte.

- Recite mi, ako je bilo preopterećenja, isključivanja svijesti, koliko brzo se osoba kasnije oporavi, osvijesti?

Kada je svijest isključena, sistem je isti kao kada se osoba onesvijesti. Neko odmah ustane, neko ne odmah, na nekoga to jako deluje, na nekoga manje. Općenito, to je, naravno, štetno. Osoba gubi svijest jer nema dovoljno kisika koji ulazi u krv, što znači da u mozak ne ulazi dovoljno kisika. Kao rezultat toga, neke moždane stanice mogu početi umirati, neke su aktivnije, neke manje aktivne.

Svako veliko dostignuće nauke na kraju nekako promeni život svakog od nas. Tako je bilo i sa otkrićem elektriciteta i elektromagnetnih talasa, sa pronalaskom aviona teži od vazduha, stvaranjem poluprovodnika... Sada rakete i svemirski brodovi ulaze u život čovečanstva.

Nema sumnje da će proći nekoliko decenija i ljudi će koristiti raketni transport za interkontinentalne komunikacije sa istom mirnoćom i staloženošću s kojom se sada ukrcavaju na putnički avion. Svemirska komunikacija između Zemlje i Mjeseca također će postati uobičajena. Ljudi će živjeti i raditi na svemirskim stanicama, pojaviće se zanimanja svemirskih zavarivača, montera itd.

Ali možda po prvi put, zahvaljujući naučnih i tehnoloških dostignuća u istraživanju svemira, čovjek će se naći u fundamentalno novim uvjetima, gdje se uobičajeni fizički zakoni manifestiraju na drugačiji način. Ovako nešto se može dogoditi samo s razvojem dubokog mora.

Naravno, osnovni zakoni fizike i, posebno, mehanike su isti i na Zemlji, i pod vodom, i u svemiru. Ali se manifestuju različito u zavisnosti od uslova. A ovi uslovi na Zemlji i u svemiru su daleko od istih. Na našoj planeti ih karakteriziraju dvije glavne okolnosti. Prvo, nema primjetnih promjena u brzini - ubrzanja u kretanju tačaka na zemljinoj površini. I drugo, naša planeta privlači sve objekte k sebi i prisiljava ih da vrše pritisak na svoje oslonce.

Odsustvo primjetnih ubrzanja povezano je s posebnostima kretanja Zemlje u svjetskom prostoru. Zajedno sa našom planetom učestvujemo u njena dva glavna kretanja: dnevnoj rotaciji oko sopstvene ose i godišnjoj revoluciji oko Sunca. I iako jurimo zajedno sa Zemljom oko Sunca brzinom od 30 km/s, i zajedno sa Solarni sistem oko središta Galaksije monstruoznom brzinom od oko 230 km/s, to ne osjećamo, budući da je ljudsko tijelo potpuno neosjetljivo na brzinu ravnomjernog kretanja.

Međutim, prema jednoj od osnovnih odredbi mehanike, generalno je nemoguće otkriti jednolično i pravolinijsko kretanje bilo kakvim unutrašnjim fizičkim eksperimentima i mjerenjima.

Pa, šta ako neki sistem, npr. svemirska raketa, hoće li se kretati ubrzano pod djelovanjem motora ili doživljavajući otpor okoline? Kod takvog kretanja dolazi do preopterećenja, odnosno povećanja pritiska na oslonac. Naprotiv, ako se kretanje dogodi s ugašenim motorima u vakuumu, pritisak na oslonac nestaje i nastupa stanje bestežinskog stanja.

U uslovima Zemlje, pritisak na oslonac je povezan sa dejstvom gravitacione sile. Ali neki ljudi misle da je sila pritiska na oslonac sila kojom tijelo privlači Zemlja. Da je to slučaj, onda, na primjer, u svemirskoj letjelici koja se kreće prema Mjesecu, ne bi bilo bestežinskog stanja, jer bi u bilo kojoj tački orbite sila gravitacije djelovala na brod. I općenito, teško je moguće pronaći mjesto u svemiru gdje bi rezultanta gravitacijskih sila bila jednaka nuli.

Imajte na umu da pritisak na oslonac može biti uzrokovan ne samo djelovanjem gravitacije, već i drugim faktorima, kao što je ubrzanje. Za nepomično tijelo koje počiva na zemljinoj površini, sila privlačenja zapravo se poklapa sa silom pritiska na oslonac. Ali to je samo poseban slučaj. Na Zemlji, osoba nekom silom pritiska njenu površinu. Zauzvrat, prema trećem zakonu mehanike, površina Zemlje pritišće osobu odozdo prema gore potpuno istom silom. Ova "suprotna" sila naziva se reakcija podrške. Sile djelovanja i reakcije uvijek se primjenjuju na različita tijela. Konkretno, u razmatranom slučaju sila pritiska na oslonac se primjenjuje na oslonac, a reakcija oslonca na samo tijelo.

U međuvremenu, sila privlačenja se ne primjenjuje na oslonac, već na tijelo. Dakle, sila pritiska na oslonac i sila privlačenja su potpuno različite sile.

Ako se svemirska raketa kreće ubrzano, pritisak na tijelo raste za isti faktor kao što je mlazno ubrzanje rakete veće od ubrzanja slobodnog pada, jednakog 9,81 m/s2. Drugim riječima, reakcija oslonca se povećava u ubrzanom dijelu kretanja. Ali u isto vrijeme, u skladu s trećim zakonom mehanike, pritisak na oslonac se povećava za isti iznos.

Odnos stvarnog pritiska na oslonac i njegovog pritiska na oslonac u zemaljskim uslovima naziva se preopterećenje. Za osobu na površini zemlje, preopterećenje je tako jednako jedan. Ljudsko tijelo se prilagodilo djelovanju ovog stalnog preopterećenja, a mi to jednostavno ne primjećujemo.

Fizička suština fenomena preopterećenja je da sve tačke tela ne dobijaju ubrzanje u isto vreme. Sila koja djeluje na tijelo, na primjer, vučna sila raketni motor, nanosi se u ovom slučaju na relativno mali dio njegove površine. Ostalo materijalne tačke tijela primaju ubrzanje sa određenim zakašnjenjem kroz deformaciju. Drugim riječima, tijelo izgleda spljošteno, pritisnuto uz oslonac.

Brojne eksperimentalne studije, koje je započeo K. E. Tsiolkovsky, pokazali su da fiziološki efekat preopterećenja značajno zavisi ne samo od njegovog trajanja, već i od položaja tela. Kada se osoba nalazi u okomitom položaju, značajan dio krvi se pomjera u donju polovicu tijela, što dovodi do poremećaja dotoka krvi u mozak. Unutrašnji organi, kao rezultat povećanja njihove težine, također se pomiču prema dolje, uzrokujući jaku napetost ligamenata.

Kako bi se izbjegla preopterećenja opasna za tijelo u područjima ubrzanog kretanja, potrebno je postaviti se tako da je djelovanje preopterećenja usmjereno od leđa prema grudima. Ova pozicija vam omogućava da prenesete oko tri puta veće preopterećenje.

Inače, iz tog razloga je bolje ležati nego stajati...

Ako se stanovnici Zemlje, iako ne često, ipak moraju susresti s efektom preopterećenja, onda im praktički nije poznata bestežinska težina..

Ovo nevjerovatno stanje nastaje nakon što se raketni motori ugase, kada i pritisak na oslonac i reakcija oslonca potpuno nestanu. Također nestaju smjerovi vrha i dna, uobičajeni za osobu, a labavi predmeti slobodno lebde u zraku.

Postoje brojne zablude o bestežinskom stanju. Neki misle da se ovo stanje dešava kada se letelica nalazi u svemiru bez vazduha, "izvan sfere gravitacije". Drugi smatraju da se bestežinsko stanje u Zemljinom satelitu postiže djelovanjem "centrifugalnih sila" na njega.

Sve je to, međutim, potpuno lažno.

Pod kojim uslovima nastaje bestežinsko stanje i pritisak na oslonac nestaje? Ovaj fenomen je zbog činjenice da slobodno kretanje u svemiru se i sama raketa i svi objekti u njoj kreću istim ubrzanjem pod uticajem gravitacionih sila. Podrška cijelo vrijeme, takoreći, izlazi ispod tijela, a tijelo nema vremena da izvrši pritisak na njega.

Međutim, i kretanje u aktivnim područjima pod dejstvom raketnog motora i kretanje pod dejstvom gravitacionih sila su ubrzana kretanja. Oba se izvode pod dejstvom sila. Zašto se u jednom slučaju javlja preopterećenje, a u drugom bestežinsko stanje?

Ovaj paradoks je očigledan. Već je gore navedeno da kada dođe do preopterećenja, ubrzanja se prenose na različite točke tijela kroz deformaciju. Druga stvar je kada se raketa kreće u gravitacionom polju. Unutar dimenzija rakete gravitaciono polje je gotovo ujednačeno, što znači da su sve čestice rakete istovremeno pod uticajem jednake sile. Na kraju krajeva, gravitacijske sile pripadaju takozvanim silama mase, odnosno silama koje se istovremeno primjenjuju na sve tačke sistema koji se razmatra.

Zbog toga sve tačke rakete istovremeno dobijaju ista ubrzanja i svaka interakcija između njih nestaje. Reakcija oslonca nestaje, pritisak na oslonac nestaje. Nastupa stanje potpunog bestežinskog stanja.

Nije sasvim uobičajeno nastaviti u nultoj gravitaciji i nekim fizički procesi. Čak je i A. Ajnštajn, mnogo pre svemirskih letova, postavio zanimljivo pitanje: hoće li u kokpitu svemirskog broda gorjeti svijeća?

Veliki naučnik je odgovorio negativno - vjerovao je da zbog bestežinskog stanja vrući plinovi neće napustiti zonu plamena. Tako će pristup kiseonika fitilju biti blokiran, a plamen će se ugasiti.

Međutim, pedantni moderni eksperimentatori su ipak odlučili da eksperimentom testiraju Einsteinovu izjavu. U jednoj od laboratorija izveden je sljedeći prilično elementaran eksperiment. Zapaljena svijeća postavljena u zatvorenu staklenu posudu pala je sa visine od oko 70 m. Predmet koji je padao je bio u bestežinskom stanju (ako se ne računa otpor zraka). Međutim, svijeća se uopće nije ugasila, promijenio se samo oblik plamenog jezika - postao je sferniji, a svjetlost koju je emitirala postala je manje sjajna.

Očigledno, cijela poenta je difuzija, zbog koje kisik iz okolnog prostora i dalje ulazi u zonu plamena. Na kraju krajeva, proces difuzije ne ovisi o djelovanju gravitacijskih sila.

Ipak, uslovi sagorevanja u bestežinskom stanju su drugačiji nego na Zemlji. Ovu okolnost morali su uzeti u obzir sovjetski dizajneri koji su stvorili jedinstveni aparat za zavarivanje za zavarivanje u nultom stanju.

Kao što je poznato, ovaj aparat je testiran 1969. godine na sovjetskom svemirskom brodu Sojuz-8 i uspješno je radio.