Kalkış ve iniş sırasında bir astronot ne yaşar? Astronotlar insan vücudunun sınırlarını nasıl test ediyor: Biyolog Francis Ashcroft sınırlarımız konusunda

Müze Bilimsel Danışmanı "Deney" ve fizyolog Anton Zakharov insan vücuduna uzaya uçarken ve oradayken neler olduğunu anlatıyor.M24.ru çevrimiçi sürümü, dersin tam metin sürümünü sağlıyor.

Bir uzay istasyonunda bir insana ne olduğundan biraz sonra bahsedeceğiz ama şimdilik bir insanı uzaya çıkarken bekleyen zorluklarla uğraşmamız gerekiyor. Karşılaştığı ilk zorluk nedir? Sanırım tahmin edebilirsin?

- Ağırlıksızlık.

Hayır, ağırlıksızlık biraz sonra.

- Aşırı yükleme.

Aşırı yük, kesinlikle doğru. İşte küçük bir tablet, bir kişinin aşırı yüklenme yaşadığında sahip olduğu bir duyumlar tableti. Genel olarak, aşırı yük nedir, nereden geliyor? Sizce fikirler var mı? Lütfen.

- Uçak veya uzay istasyonu yükselmeye başlarken kişi diğer yöne sapmaya başlar, bir aşırı yüklenme meydana gelir.

Neden aşırı yük denir?

- Muhtemelen kişi kendini rahatsız hissettiği için.

Aslında, sen ve ben bir yükle yaşamaya çok alışkınız. Sen ve ben, şu anda olduğu gibi - siz oturuyorsunuz, ben ayaktayım - Dünya gezegenimizde, Dünya'ya çekiliyoruz ve kanımız Dünya'ya vücudumuzun diğer tüm bölümlerinden daha fazla çekilir, çünkü sıvıdır. . Sanki Dünya'ya gidiyor. Ve vücudumuzun geri kalanı daha sağlamdır, bu nedenle Dünya'ya biraz daha az çekilirler, ancak şekilleri daha sabittir. Ve biz bu yüke çok iyi adapte olduk ve bu yükü kaybettiğimizde pek de hoş olmayan bir duygu olacak, bundan sonra bahsedeceğim.

Ancak, bu yükün olmadığı ağırlıksızlığa girmeden önce, kişi aşırı yükler, yani aşırı yerçekimi etkisi yaşar. Çift aşırı yük ile - 2 g aşırı yük - insan vücudu ağırlıkla doludur, yüz biraz sarkar, kalkmak zordur, elbette, genellikle 50-60-70 kg kaldırmanız gerekmez. tart, ama iki katı kadar. Üçlü aşırı yüklenme ile bir kişinin ayakta durması artık mümkün değildir ve kişinin dijital görüşü ilk önce kapatılır, çünkü dijital görüşten sorumlu hücreler çok fazla enerji tüketir. 4,5 g'da görme tamamen kapanır, retinamızda zaten yeterince kan yoktur, bir kolu veya bacağı daha fazla kaldırmak imkansızdır. Ve 12 g'da çoğu insan bayılır. Şimdi söylediğim her şey anlık aşırı yüklenmelerle ilgili değil, bir süre, en az 10-20-30 saniye süren, anlık aşırı yüklenmeler daha güçlü. Sizce bu tür aşırı yüklemeler sıradan hayat uzaya çıkmadan karşılanabilir mi?

Uzaya çıkmadan 4,5 g aşırı yük yaşamak mümkün mü? Aslında, genellikle 1.5 civarında bir yerdedir, ancak binerseniz, sadece 3-4 gr'ı deneyimlemek oldukça mümkündür. Ve böylece, hareketsiz duran bir kişinin 1 g yaşadığı açıktır; uçakta - 1.5 civarında bir yerde; inen paraşütçü yaklaşık 2 gr; çok kısa bir süre için paraşütü açtığı anda 10 gr hissediyor, yani neredeyse bilincini kaybetmek üzere. Aynı zamanda, şu anda uçmakta olan astronotlar daha az deneyim yaşıyor - 3-4 g, bu 8-12'ye sahipler - çok güçlü aşırı yüklenmeler - hayır, sadece astronotlar onları deneyimledi, onlar sadece uzay gemileri inşa ederken, o zaman 7-8 oldu g, sorun oldu. Şimdi her şey yapıldı, böylece kalkış daha kolay oldu.

Aslında, askeri pilotlar genellikle en yoğun G kuvvetlerini yaşarlar. Bazı akrobasi yaparken, 12 g için oldukça mümkün, ancak kısa bir süre için, bilinçlerini kaybetmemek için - bu bir, iki - çok hazırlıklılar, bu yüzden başa çıkmaları daha kolay. Sağlık için izin verilen maksimum aşırı yük, kısa süreli olsalar bile yaklaşık 25 g'dır. Aşırı yük kısa bir süre için bile daha büyükse, bir kişinin omurgasını kırma olasılığı% 90'a yaklaşmaya başlar ve bu elbette çok iyi değildir.

Pozitif aşırı yüklenmeler olarak adlandırılan olağan aşırı yüklenmelerden bahsettik. Antigravitenin var olmadığını öğrendik. Ne düşünüyorsunuz, negatif aşırı yüklenmeler olabilir mi? (Ama g-kuvveti ve yerçekimi biraz farklı kavramlardır) Ve aslında, negatif g-kuvvetleri vardır, sadece başınızın üzerinde durursanız, -1 g'lık bir negatif g-kuvveti yaşayacaksınız, çünkü genellikle akan kan bacaklara ve vücudun genellikle bir yönde baskı yapan kısımlarına, diğer yönde birbirlerine baskı yapacaklar ve kan kafaya hücum etmeye başlayacak. Bu oldukça negatif bir g kuvvetidir ve elbette büyük negatif g kuvvetleri de sağlıksızdır ve herhangi bir uzaya uçmadan da deneyimlenebilirler. Örneğin, bungee jumperlar tarafından deneyimlenirler - İngilizce'de bungee jumping denir.

Aslında bu bungee jumping... Birincisi, fotoğraflara bakmaya bile korkuyorum ve ikincisi, bu çok ilginç bir ritüel. Nereden geldiğini bilen var mı? Gerçek şu ki, Vanuatu kabilesinin Kızılderilileri Güney Amerika bu şekilde erkekler erkek olarak görevlendirildi. Uzun bir ağaca tırmandılar, bir tür güçlü asma aldılar, ayaklarına bağladılar ve genç, bir iki metre yere ulaşmadan bu vize asmasından atlamak zorunda kaldı. Ve eğer sakince dayanırsa, bir erkek oldu. 1970'lerde Oxford öğrencileri bunu öğrendiğinde çılgınca sevindiler ve bu geleneğin tekrarlanması gerektiğine karar verdiler. Ancak ilk atlayışın ciddiyetle dolu olması ve kuyruklu ceketler giymesi gerektiğine karar verdiler. Şimdi bungee jumperlar gayri resmi insanlar ve ilk jumperlar takım elbise içinde atladı, oldukça güzeldi.

G-kuvvetlerinden bahsetmiştik, astronotların yaşadığı tek sorun bu değil. Astronotlar havalandı, aşırı yüklenmelerle başa çıktı, uzaya yükseldi ve tam orada ilk sevinçler ve ilk sorunlar onları bekliyor.

Tabii ki, bir kişi uzaya yükseldiğinde sevinç, tam pantolon - bu anlaşılabilir bir durumdur. Ve astronotlarda, küçük çocuklarda olduğu gibi, bu olur - ve bu onaylandı biyokimyasal araştırma- kanda daha yüksek "mutluluk hormonu" sıradan insanlar. Ve prensipte anlaşılabilirler, orada çok güzel şeyler oluyor. ISS'den bir video izleyelim. Prensip olarak, insanlar elbette ellerinden geldiğince eğlenirler. Eşyaları elinizle taşımanıza gerek yok, ayaklarınızla da kötüleyebilirsiniz. Hareketler çok doğru hesaplanmalı, çok doğru olmalıdır. Astronotlar aslında ellerini bu şekilde yıkamazlar, özellikle video için çekilmiştir, bu 10 güzel saniye uğruna astronotlar daha sonra bu damlacıkları tek tek toplayarak çok fazla enerji harcarlar. Görünüşe göre - vay, ne güzel dağıldılar, ama gerçekten dağıldılar, şimdi hepsinin toplanması gerekiyor, sorun oldukça ciddi.

Yani astronotların uzayda nasıl yaşadıklarını kabaca gördük, şimdi orada onları ne gibi problemlerin beklediğini düşünelim. İlk sorun, bir kişinin orada yaşamamasıyla ilgilidir. Yerçekimi. Dünya yerçekimi, denge organları dahil, deneyimlenmez. Denge organlarımız nerede, bilen var mı?

- Kafada, beyincik?

kulakta Hayır beyincik denge koordinasyonunu sağlayan beyin merkezidir ama hassas kısım değil hassas kısım kulağımızdadır. Burada gösterilen güzel çakıl taşları otolit kristalleridir, bunlar vestibüler aparatta, kesesinde bulunan çakıllardır ve kafamızı bir yandan diğer yana çevirdiğimizde vestibüler aparatımızın içinde yuvarlanırlar, böylece başımızın olduğunu anlarız. vücudun geri kalanına göre döndü. İşte bu torbalarda bu kristaller var. Uzayda ne olur, uzayda basit bir şey olur, tüm çelikler gibi bu çakıllar vestibüler aparatın içinde yüzmeye başlar - bir kişi başarısız olur. Bir yandan gözleri ona hala dimdik ayakta olduğunu, her şeyin yolunda olduğunu söylerken, diğer yandan denge organları şöyle der: Ne olduğunu anlamıyorum, dört bir yana sallanıyorum, anlamıyorum. ne yapacağımı bilmiyorum. Uzay hastalığına benzer bir tezahür var - bu deniz tutması. Sonra aynı şey olur, vestibüler aparat farklı yönlerde sallanır ve gözler çok fazla sallanmaz ve vücut başarısız olur ve vücut ne yapmaya başlar?

- Hasta hissetmek.

Kendini hasta hissetmeye başlar ve uzayda da aynı şekilde kendini hasta hissetmeye başlar, ancak bu yeniden yapılanma uzayda çok daha ani gerçekleştiği için hemen hemen tüm astronotların uzay hastalığı vardır. Doğru, herkes hasta değildir, ancak hasta olanlar tehlikelidir. Çünkü insanlar genellikle uzay istasyonuna kenetlendikleri ve hala uzay giysileri içinde oldukları anda uzay hastalığı atakları yaşarlar. Uzay istasyonundan ayrılarak ilk hareketleri yapmaya başlarlar, yani kapalı uzay giysileri içindeler ve gülüyorlar, gülüyorlar, ancak bu, astronotların ölümünün ciddi nedenlerinden biri, çünkü uzay giysisi kapalı ve siz uzay giysisi olmadan uçamaz. Neden, bundan biraz sonra bahsedeceğim.

Daha da ileri gidecek olursak, uzayda insanları bekleyen bir diğer sorun da kan hücrelerinin sayısının azalmasıdır. Bunun çeşitli nedenleri vardır, nedenlerinden biri şudur: Uzayda kemik dokusunda azalma olur ve kemik dokusunun içinde kan hücreleri oluşur. Bu nedenle, kemikler küçülürse, hücreler küçülür. Genel olarak, oldukça nahoş bir şey, özellikle bir astronot Dünya'ya döndüğünde ve Dünya'daki koşullara uyum sağlama sürecinden geçmesi gerektiğinde nahoş bir şey. Diğer şeylerin yanı sıra, oksijen taşıyan bu kan hücrelerinden yoksun olduğu için güçlü bir oksijen eksikliği yaşar. Aslında, daha çok kemikler hakkında. Uzayda kemikler neden kırılır, biliyor musun? Herhangi bir fikir?

- Yük yok.

Yük yok, kesinlikle doğru, kemiklerimizin normal çalışması için sürekli bir tür yük almaları gerekiyor, sen ve ben sürekli çalışmalıyız. Ancak uzayda çalışmanın kolay olmadığını hatırlıyoruz: İhtiyaç yok, fırsat yok. Hiçbir şeyin ağırlığı olmadığı için ne yaparsanız yapın çok daha az çaba harcarsınız. Ve astronotların her zaman eğitim almalarına rağmen, yine de Dünya'dakiyle aynı seviyede fiziksel aktiviteyi deneyimleyemezler. Bu nedenle, 3-4 uçuştan sonra, kemik dokusu yok edildiğinde özellikle osteoporoza yol açan kemiklerle ilgili sorunlar başlar.

Başka bir sorun yine kanla ilgili. Dünyadaki yüke çok iyi adapte olduğumuzu söyledim. Nasıl adapte oluyoruz? Fazla miktarda kanımız var, yetişkinlerin her birinde yaklaşık 5 litre kan var. Bu ihtiyacımız olandan daha fazlası. Neden bu fazlalığa ihtiyacımız var? Çünkü biz dikiz ve kanımızın çoğu bacaklarda, vücudumuzun alt kısmında kalıyor ve her şey kafaya ulaşmıyor, bu yüzden kafa için yeterli kan olması için biraz fazlalık depolamamız gerekiyor. Ancak uzayda yerçekimi anında kaybolur ve bu nedenle bacaklarda bulunan bu fazla kan, vücudun her yerinde acilen hareket etmeye başlar. Özellikle, bir kişinin kafasına ve beynine girerek felçlere, mikro vuruşlara neden olur, çünkü çok fazla kan girer ve damarlar basitçe patlar. Bunun bir sonucu olarak, astronotlar özellikle ilk hafta tuvalete koşarlar, sadece fazla sıvı kaybederler, yörüngede oldukları ilk hafta boyunca fazla sıvının yaklaşık %20'sini kaybederler.

Kaslar da stres yaşamazlar. Yükün boyutu ne olursa olsun, Dünya üzerinde ağırlığı ne kadar olursa olsun, uzayda hareket ettirmekte hiçbir zorluk olmayacaktır. Bu nedenle, astronotlar, daha önce de söylediğim gibi, kesinlikle uzayda eğitim alırlar. Bu bir sonraki video. Doğal olarak uzayda ağırlık kaldırmanın bir anlamı yok, koşmayı deneyebilirsiniz. Gerçekten de, bir kişi koşar, sadece dikkat edin, bir koşu bandına bağlıdır, çünkü bir koşu bandına bağlı olmasaydı, uçup giderdi. Yine ağırlık kaldıramazsınız ama yayları bükebilirsiniz ve astronotlar günde en az 4 saatini fiziksel egzersizlerle geçirirler. Astronotlar bildiğiniz gibi en hazırlıklı, fiziksel olarak en güçlü ve dirençli insanlardır. Ve yine de, uzaydan döndüklerinde, ilk olarak, ilk uçuştan önceki formuna bir daha asla ulaşamazlar ve ikinci olarak, bu yüklerden sonra yaklaşık bir toparlanma bile bir astronotun yörüngede olduğu süre kadar sürer. Yani altı ay orada kalsa altı ay iyileşir, ilk birkaç hafta yürüyemezler bile. Yani, bacak kasları pratik olarak köreldi, onları altı ay boyunca kullanmadılar.

Devam edelim, bir astronotun uzayda ne soluması gerektiği ile ilgili başka bir sorun. Sorun iki taraflı: her şeyden önce havayı veya oksijeni yörüngeye taşımanız gerekiyor. Sence ne kaldırmak daha iyidir - hava mı yoksa oksijen mi seninle soluduğumuzdan?

- Oksijen.

Oksijen, bu yüzden Amerikalılar da biraz nadir de olsa saf oksijeni yörüngeye taşımanın daha iyi olduğunu düşündüler. Her ne kadar aslında saf oksijen oldukça korkutucu bir şey olsa da. Birincisi, vücut için tehlikelidir, bir zehirdir - büyük miktarlarda ve ikincisi çok iyi patlar. İlk birkaç yıl, saf oksijenle dolu roketler normal şekilde havalandı ve sonra bir noktada bir kıvılcım çıktı ve uzay gemisi taştan taşa gitti. Ondan sonra, yaptıklarının aynısını yapmaya karar verdiler. Sovyetler Birliği, - sadece sıvı hava içeren silindirler. Ağır bir seçenek, pahalı ama güvenli.

İkinci bir sorun daha var: Nefes aldığımızda karbondioksit salıyoruz. Çok fazla karbondioksit varsa, ilk başta baş ağrımaya başlar, uyuşukluk görülür ve bir noktada kişi bilincini kaybedebilir ve aşırı karbondioksitten ölebilir. Yeryüzünde biz karbondioksit salıyoruz ve bitkiler onu alıyor; uzayda, yanınıza bir veya iki bitki alsanız bile, işi yapmazlar ve çok fazla bitkiyi yanınıza alamazsınız çünkü ağırdırlar ve çok yer kaplarlar. Karbondioksitten nasıl kurtulur? özel biri var Kimyasal madde Fazla karbondioksiti emebilen, lityum hidroksit olarak adlandırılır, uzaya taşınır, sadece fazla karbondioksiti emer. Bu maddeyle bağlantılı çok ilginç, böyle kahramanca bir hikaye, Apollo 13 uzay aracının hikayesi, sanırım yetişkinler bu hikayeyi hatırlıyor.

Çocuklar Apollo 13 uzay aracını hiç duydular mı? Böyle bir film bile yaptıklarını duydunuz mu, bu gemiye ne oldu? Çok başarısız bir uçuş geçirdi, birçok farklı şey vardı, lityum hidroksit ile ne olduğuyla ilgileniyoruz. Hikaye şudur: "Apollo 13" ilk değil, ayı keşfetmek için aya ikinci kez uçtu. Üç kişi oraya uçtu, kendi uzay araçları ve aya inmesi gereken özel bir kapsülleri vardı ve aya çıkması, orada bir şeyler yapması ve sonra kapsüle geri dönüp uçması gereken iki kişi vardı. Toprak. Ancak uçuşun 3. gününde bir yerde aniden bir patlama meydana geldi ve ana geminin bir kısmı, yaşam destek sistemine zarar vermek de dahil olmak üzere geri döndü. Prensip olarak, o kadar da korkunç bir sorun değil, çünkü Ay'a uçmanın gerekli olduğu tekne sağlamdı ve üzerinde Dünya'ya geri dönmek oldukça mümkündü. Ancak tamamen aptalca bir sorun vardı: Teknede depolanan lityum hidroksit bidonları ve gemide depolanan lityum hidroksit bidonları farklıydı, sadece girişleri farklıydı. Ve Amerika'daki projeyle ilişkili tüm mühendisler ve dünyadaki birçok mühendis, yaklaşık bir gün boyunca, Crazy Hands programında insanların genellikle yaptığı şeyi yaptı. Yapıştırıcıyı, gazete artıklarını, ataşları ve gemideki her şeyi insanların Dünya'ya geri uçabilmeleri için bir çıkışı diğerine dönüştürmek için nasıl kullanacaklarını buldular. Allah'a şükür başardılar ve bu gemi (inerken de birçok farklı sorun vardı) çok şükür normal bir şekilde indi.

Uzaydaki insanların uyanık olduklarında sorunları olduğunu öğrendik: kötü kan, kötü kaslar, kötü kemikler vb. Uzayda uyumak da kötüdür. Bunun iki nedeni var: Birinci neden, uzay istasyonundaki ışığı kimsenin kapatmaması, sürekli çalışması gerekiyor, orada sürekli bazı deneyler yapılıyor. İş çok stresli, bu yüzden kozmonotlar vardiyalı uyuyorlar: önce biri, sonra diğeri. Zor, bir gün böyle uyursan iki, üç uyursan sorun olmaz ama iki üç hafta ya da bir ay böyle uyursan vücutta değişiklikler başlar ve bu zararlıdır. Bu bizim için de zararlı çünkü artık çok fazla insan var. büyük şehirler yanlış ışık rejiminde yaşıyor, bu yüzden acı çekiyoruz ve bunu fark etmiyoruz bile. Bir başka sorun da, çekim olmadığı ve insanın hiçbir şeye dayanamayacağı gerçeğiyle ilgilidir ve bu, psikologların keşfettiği gibi çok önemli bir duygudur. Bir kişinin uykuya dalabilmesi için bir şeye yaslanması ve kendinden emin hissetmesi gerekir. Bu nedenle, astronotlar dizlerinin altına özel bandajlar koyarlar ve kendilerini bir yere çeken şeyin en azından bir tür taklidini yaratmak için gözlerinin üzerine özel bandajlar koyarlar. Çok iyi çalışmıyor, ama işe yarıyor. Karbondioksitle ilgili üçüncü bir problem daha var: Uyurken nefes alıyoruz ve karbondioksit salıyoruz, hareket etmiyoruz ve karbondioksit yüzümüzün yüzeyinde birikiyor. Dünya'da korkutucu değil, neden?

- Sürekli hareket ediyor.

Gerçekten sürekli hareket ediyor, neden? Çünkü hafif bir esinti var, ama mesele bu bile değil. Karbondioksiti dışarı verdiğimizde, onu sıcak olarak veririz ve sıcak gaz soğuktan daha hafif olduğu için yukarı çıkar. Uzayda ne sıcak ne de soğuk gazın ağırlığı yoktur, bu nedenle solunan gaz kişinin üzerinde birikecek ve bu konuda hiçbir şey yapılmazsa bu bulutta uyuyacaktır. Ama gerçekten bu konuda bir şeyler yapıyorlar - ve uzayda, huzur içinde uyuyabilmemiz için karbondioksiti dağıtan çok güçlü havalandırma sistemleri var. Ve aynı havalandırma sistemleri, havayı çeşitli enfeksiyon ve patojenlerden filtreler. Şimdi bununla az çok başa çıkmayı öğrendiler ve ilk başta astronotlar çok hastaydı, çünkü karantina yeterince katı değildi ve uzayda bir şeyle enfekte olmak çok daha kolaydı. Çünkü Dünya'da hapşırdığımızda, hapşırdığımız şey yere düşer ve bir çeşit toz içinde kalır, onu doğrudan solumayız. Ve eğer bir astronot hapşırırsa, hapşırdığı her şey havada kalır, bu nedenle bu enfeksiyonu yakalama olasılığı çok daha yüksektir, bu yüzden her şey orada filtrelenir. Kozmonotların orada gerçekten çok tozu var, hala çok hapşırıyorlar ama karantina daha katı olduğu için zaten daha az hastalanıyorlar.

Astronotları bekleyen bir diğer problem ise kozmik radyasyondur. Dünya üzerindeki bizler, özellikle radyasyon iletmeyen bir atmosfer tarafından kozmik radyasyondan korunuyoruz. ozon tabakası ondan iyi korunmuştur. Ve uzayda ozon tabakası yoktur ve astronotlar artan radyasyon yaşarlar. Bu tehlikelidir ve bir kişinin orada ne kadar radyasyon yaşadığını kontrol edene kadar çok uzun bir süre bundan korkulmuştu. Örneğin, granit kayalarda bulunan bu yerlerin sakinleriyle aynı şeyleri yaşıyor. Granit kayalar da bir astronotun aldığı kadar az miktarda radyasyon yayar. Yani, örneğin Cornwall sakinleri (burası İngiltere'de), astronotları bu açıdan düşünüyor, hatta biraz daha fazla radyasyon alıyor. Ve yüksek irtifalarda uçan süpersonik uçakların (örneğin Concorde) pilotları ve hostesleri tarafından oldukça fazla radyasyon alınır.

Ancak bir gün bir kişinin sadece uzay istasyonlarına uçacağını değil, aynı zamanda Mars'a, diğer gezegenlere de uçacağını umuyoruz. Ve bu durumlarda, bizi bir tehdit bekliyor, çünkü genellikle uzay istasyonları Dünya'nın etrafında uçuyor - radyasyon alanının çok güçlü olmadığı yerlerde. Ancak, Dünya'nın etrafında, Ay'a, Mars'a ve diğer gezegenlere ulaşmak için uçmanız gereken iki güçlü radyasyon alanı "çöreği" vardır. Ve orada radyasyon çok güçlü ve şimdi Mars'a gitmenin sorunlarından biri birkaç ay boyunca radyasyona maruz kalmak. İnsanlar oraya uçabilir, ancak çok hasta uçacaklar - doğal olarak kimse bunu istemez. Bu nedenle, şimdi hem hafif bir uzay giysisi hem de dahası radyasyona karşı koruma sağlayacak hafif uzay aracı derisinin nasıl yapılacağını buluyorlar. Prensip olarak, kendinizi radyasyondan korumak zor olmadığı için, gemiyi kurşunla kaplayabilirsiniz ve tamam - radyasyondan korunuyoruz, ancak kurşun çok ağır.

Eksilerini, eksilerini, eksilerini konuştuk. Ancak uzaya uçarken sadece dezavantajlar yoktur. Uzaya uçtuğumuzda (bu gerçekten büyük bir artı değil, çok güzel) biraz daha yükseğe çıkıyoruz. Yerçekiminin etkisi altında bütün gün bir yerde yürürken omurlarımız birbirine baskı yapar ve en önemlisi omurlararası disklere baskı yapar. Gün boyunca biraz "düzleşirler", bu nedenle bir kişi sabahları akşama göre birkaç santimetre daha uzundur. Denemediyseniz evde kontrol edebilirsiniz. Gün içinde değiştiğinden, yüksekliği her zaman aynı anda ölçmeniz neden tavsiye edilir? Yani uzayda yerçekimi etki etmez, bu nedenle astronotlar biraz, hatta bazen çok fazla büyür. Bir kozmonot 7 santimetre kadar büyüdü, çok mutluydu, o anda zaten çok yaşındaydı, tek bir sorun vardı - uzay giysisi aynı anda büyümedi, oldukça kalabalıktı. Şimdi tüm uzay kıyafetleri yapıldı - astronotun büyümesi durumunda 10 santimetre kaldı.

İlginç bir şey: Uzayda, yenilenme süreçleri daha hızlı ilerliyor, yaralar daha hızlı iyileşiyor ve hatta vücudun tüm kısımları iyileşebiliyor. Şimdi salyangozlu bir video olacak. Burada, elbette, hızlandırılmış çekim, aslında yaklaşık iki haftadır büyüyor. Yerde salyangozlar da yenilenir, ancak daha da kötüsü. Bunun neden olduğu belli değil. Bütün bunları neden mi söylüyorum? Zaten en başta söyledim: gözlerimizin önünde, yakın gelecekte uzaya uçacak insanların sayısı artacak, büyüyecek ve artacak. Belki de yakında bu popüler bir bilim dersinin konusu değil, okulda standart bir ders olacak: Bir kişiye sadece bir uzay gezisine uçmaya karar verdiğinde ne olduğunu bilmeniz gerekecek. Bunun yakında olacağına gerçekten inanıyorum ve umarım siz de yaparsınız. Eğer sorularınız varsa, lütfen sorun.

- Söyle bana, aşırı yüklenmeler varsa, bilincin kapanması, bir kişi daha sonra ne kadar çabuk iyileşir, bilincini geri kazanır?

Bilinç kapatıldığında, sistem bir kişinin bayılmasıyla aynıdır. Biri hemen kalkar, biri hemen kalkmaz, biri üzerinde güçlü bir etkisi vardır, biri üzerinde daha az. Genel olarak, elbette, zararlıdır. Kişi, kana yeterince oksijen girmediği için bilincini kaybeder, bu da beyne yeterince oksijen girmediği anlamına gelir. Sonuç olarak, bazı beyin hücreleri ölmeye başlayabilir, bazıları daha aktif, bazıları daha az aktiftir.

22 Mart 1995'te kozmonot Valery Polyakov, 438 günlük uçuştan sonra uzaydan döndü. Bu süre rekoru şimdiye kadar kırılamadı. Kozmik faktörlerin insan vücudu üzerindeki etkisinin devam eden yörünge içi çalışmaların bir sonucu olarak mümkün oldu.

1. Kalkış ve iniş sırasında G kuvvetleri

Belki de hiç kimse gibi yörüngede bir buçuk yıl kalmaya hazır olan Polyakov'du. Ve sözde olağanüstü bir sağlığa sahip olduğu için değil. Ve uçuş öncesi hazırlıkla diğerlerinden daha fazla meşgul değildi. Sadece, Rusya Bilimler Akademisi Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü'nde çalışan, profesyonel bir doktor olan ve tıp bilimleri adayı olan Polyakov, kozmonot birliklerinde başka hiç kimse gibi, vücudun tepkilerini "insan yapısını" biliyordu. istikrarsızlaştırıcı faktörler ve bunları telafi etme yöntemleri. Onlar neler?

Uzay aracının lansmanında, aşırı yükler 1g ila 7g aralığındadır. Aşırı yük etki ederse bu son derece tehlikelidir. dikey eksen yani tepeden tırnağa. Bu pozisyonda, üç saniye süren 3g'lık bir aşırı yüklenme ile bile, bir kişide ciddi çevresel görme bozukluğu meydana gelir. Bu değerler aşılırsa değişiklikler geri döndürülemez hale gelebilir ve kişinin bilincini kaybetmesi garanti edilir.

Bu nedenle gemideki koltuk, ivmenin yatay düzlemde etki ettiği şekilde yerleştirilir. Astronot ayrıca özel bir tazminat takımı kullanır. Bu, 10 g'lık uzun süreli aşırı yüklenmeler ve 25 g'a kadar kısa süreli aşırı yükler sırasında normal serebral dolaşımın korunmasını mümkün kılar. Hızlanmadaki artış oranı da son derece önemlidir. Belirli bir sınırı aşarsa, küçük aşırı yükler bile astronot için ölümcül olabilir.

Yörüngede uzun süre kaldıktan sonra, eğitimden yoksun bir organizma, iniş sırasında meydana gelen aşırı yüklere, fırlatma sırasında olduğundan çok daha sert dayanır. Bu nedenle, inişten birkaç gün önce astronot, aşağıdakilere göre hazırlanır. özel teknik egzersiz ve ilaç içerir. İniş sırasında, geminin atmosferin yoğun katmanlarında böyle bir yönelimi, aşırı yük ekseninin yatay olması için büyük önem taşır. İlk uzay uçuşları sırasında geminin düzgün bir şekilde stabilizasyonunu sağlamak mümkün olmadı ve bu nedenle astronotlar bazen iniş sırasında bilinçlerini kaybettiler.

2. Ağırlıksızlık

Ağırlıksızlık, vücut için aşırı yüklenmeden çok daha zor bir testtir. Çünkü uzun süre ve sürekli etki ederek insan vücudunda bir takım hayati fonksiyonlarda değişikliklere neden olur. Böylece ağırlıksızlık, merkezi gergin sistem ve alışılmadık çalışma koşullarında birçok analizör sisteminin (vestibüler aparat, kas-eklem aparatı, kan damarları) reseptörleri. Sonuç olarak, kan akışı yavaşlar, kan üst vücutta birikir.

Ağırlıksızlığın “anlamsızlığı”, fizyolojik sistemlerdeki adaptif süreçlerin, tezahürlerinin derecesinin pratik olarak aşağıdakilere bağlı olmadığı gerçeğinde yatmaktadır. bireysel özellikler organizma, ancak yalnızca ağırlıksızlıkta kalma süresinde. Yani insan yeryüzünde buna nasıl hazırlanırsa hazırlansın, vücudu ne kadar güçlü olursa olsun, bunun adaptasyon sürecine çok az etkisi vardır.

Doğru, bir kişi hızla ağırlıksızlığa alışır: baş dönmesi ve diğer olumsuz olaylar durur. Astronot, dünyaya döndüğünde ağırlıksızlığın meyvelerini “tatıyor”.

Yörüngede ağırlıksızlığın yıkıcı etkisine karşı koymak için herhangi bir yöntem kullanılmazsa, ilk birkaç gün içinde inmiş bir kozmonot aşağıdaki değişiklikleri yaşar:

1. Metabolik süreçlerin ihlali, özellikle dokuların nispi dehidrasyonu, dolaşımdaki kan hacminde bir azalma, dokulardaki bir dizi elementin içeriğinde bir azalma, özellikle potasyum ve kalsiyum ile birlikte su-tuz metabolizması;

2. Fiziksel efor sırasında vücudun oksijen rejiminin ihlali;

3. Statik ve dinamik olarak dikey bir duruş sağlama yeteneğinin ihlali; vücut parçalarında ağırlık hissi (çevredeki nesneler olağandışı derecede ağır olarak algılanır; kas eforunu dozlama konusunda eğitim eksikliği vardır);

4. Orta ve yüksek yoğunluklu çalışma sırasında hemodinamik ihlali; yatay konumdan dikey konuma geçişten sonra bayılma öncesi ve bayılma durumları mümkündür;

5. Azaltılmış bağışıklık.

Yörüngede, ağırlıksızlığın vücut üzerindeki yıkıcı etkisiyle mücadele etmek için bir dizi önlem kullanılır. Artan potasyum ve kalsiyum alımı. Kanı boşaltmak için vücudun alt yarısına uygulanan negatif basınç. Barokompanzasyon iç çamaşırı. Kas elektrik stimülasyonu. Dozajlı ilaç. Koşu bandı ve diğer simülatörler üzerinde eğitim.

3. Hipodinamik

Koşu bandı ve çeşitli kas simülatörleri de fiziksel hareketsizlikle mücadele etmek için kullanılır. Yörüngede, ağırlıksızlıktaki hareketler yere göre çok daha az çaba gerektirdiğinden, bu kaçınılmazdır. Ve günlük yorucu eğitimden sonra bile dünyaya dönen astronotlar, kas kütlesinde bir azalma yaşarlar. Ek olarak, fiziksel aktivite, bildiğiniz gibi aynı zamanda bir kas olan kalp üzerinde de faydalı bir etkiye sahiptir.

4. Radyasyon

Bu faktörün insan vücudu üzerindeki etkisi iyi çalışılmıştır. Dünya Sağlık Örgütü, fazlası sağlığa zararlı olan radyasyon dozları için standartlar geliştirmiştir. Bu düzenlemeler astronotlar için geçerli değildir.

Bir kişinin yılda bir defadan fazla florografiye giremeyeceğine inanılmaktadır. Aynı zamanda 0,8 mSv (millisievert) doz alır. Bir astronot günlük 3.5 mSv'ye kadar doz alır. Ancak, uzay tıbbı standartlarına göre, bu tür radyasyon arka planı kabul edilebilir olarak kabul edilir. Bir dereceye kadar ilaçla nötralize edildiğinden. Günlük radyasyon dozu sabit değildir. Her kozmonot, vücutta biriken milisievertleri sayan bireysel bir dozimetreye sahiptir. Uzayda bir yıl kalmak için 100 ila 300 mSv alabilirsiniz.

Rusya Bilimler Akademisi Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü'nde uzay dozimetri yöntemleri ve araçları laboratuvarı başkanı Vyacheslav Shurshakov, “Tabii ki, bu bir hediye değil” diyor, “ancak kozmonot mesleğinin özelliği budur. ”

Yıllık eşik dozu 500 mSv'dir. 20 mSv olan nükleer santral çalışanları için eşiğin 25 katı.

Peki, astronotun uçmasına izin verilmeyen toplam doz 1000 mSv'dir. Aynı zamanda Gagarin uçtuğunda bu rakam 4000 mSv idi. Sergei Avdeev eşiğe en yakın geldi ve toplamda 747 gün uçtu. Aldığı doz 380 mSv'dir.

Fotoğraf: ITAR-TASS/Albert Pushkarev

Aşırı yükleme- yerçekimi olmayan kuvvetlerin neden olduğu doğrusal ivmenin mutlak değerinin ivmeye oranı serbest düşüş yeryüzünün yüzeyinde. İki kuvvetin oranı olan g-kuvveti boyutsuz bir niceliktir, ancak g-kuvveti genellikle yerçekimi ivmesi birimlerinde ifade edilir. g. 1 birim aşırı yük (yani 1 g) Dünya'nın yerçekimi alanında duran bir cismin ağırlığına sayısal olarak eşittir. 0'da aşırı yük g sadece yerçekimi kuvvetlerinin etkisi altında serbest düşüş durumunda, yani ağırlıksızlık durumunda bir vücut tarafından test edilir.

Aşırı yük bir vektör miktarıdır. Canlı bir organizma için aşırı yükün hareket yönü önemlidir. Aşırı yüklendiğinde, insan organları aynı durumda kalma eğilimindedir (tekdüze doğrusal hareket veya dinlenme). Pozitif bir aşırı yüklenme ile (baş - bacaklar), kan baştan bacaklara gider, mide aşağı iner. Negatif G kuvveti, kafaya kan akışını arttırır. İnsan vücudunun en büyük aşırı yükleri algılayabildiği en uygun konumu, sırt üstü uzanıyor, hareketin hızlanma yönüne bakıyor, aşırı yükleri aktarmak için en elverişsiz konum, ayakları yönüne doğru uzunlamasına yönde. hızlanma. Bir araba sabit bir engelle çarpıştığında, arabada oturan bir kişi sırt-göğüs aşırı yüklenme yaşayacaktır. Böyle bir aşırı yüklenme, fazla zorluk çekmeden tolere edilir. Sıradan bir kişi 15'e kadar aşırı yüklere dayanabilir g bilinç kaybı olmadan yaklaşık 3 - 5 saniye. 20 - 30 arası aşırı yükler g ve bir kişi, aşırı yükün büyüklüğüne bağlı olarak, 1-2 saniyeden fazla olmayan bilinç kaybı olmadan dayanabilir.

Aşırı yüklenmelerin belirtileri ve etki mekanizması
Genel semptomlar. Bir kişinin aşırı yüklere tepkisi, büyüklüğü, büyüme gradyanı, etki süresi, vücudun ana damarlarına göre yönü ve ayrıca vücudun ilk işlevsel durumu ile belirlenir.Bunların doğasına, büyüklüğüne ve kombinasyonlarına bağlı olarak faktörler, ince fonksiyonel kaymalardaki değişiklikler, vücutta kardiyovasküler, solunum, sinir ve vücudun ikinci sistemlerinin işlevlerinin derin bozukluklarının varlığında tam bir görme ve bilinç kaybı ile birlikte son derece şiddetli koşullara neden olabilir.

Aşırı yüklenme etkisi altındaki bir kişinin durumundaki genel değişiklikler, tüm vücutta, başlangıçta zorlukla ve aşırı yükün büyüklüğünde bir artış ve özellikle uzuvlarda hareketlerin tamamen yokluğu ile kendini gösteren bir ağırlık hissi ile kendini gösterir. , bazı durumlarda sırt ve boyun kaslarında ağrı [Babushkin V.P., 1959; deGraef P., 1983]. Yumuşak dokuların belirgin bir yer değiştirmesi ve deformasyonu vardır. Bacaklar, kalçalar ve skrotumun karşı basınçla korunmayan bölgelerinde yeterince büyük pozitif g-kuvvetlerine uzun süreli maruz kalma sırasında, deride peteşiyal kanamalar, yoğun renkli, ancak ağrısız, noktalar veya büyük noktalar şeklinde görünebilir. birkaç gün içinde kendiliğinden kaybolur. Bazen bu yerlerde ve negatif g-kuvvetleri ile şişlik vardır - yüzün şişmesi. Görme bozukluğu erken oluşur. Yüksek g-kuvvetlerinde, 9-21 s süren bilinç kaybı gelişir.

Pozitif ve negatif aşırı yüklerin etki mekanizması karmaşıktır ve atalet kuvvetlerinin neden olduğu birincil etkilerden kaynaklanmaktadır. Bunlardan en önemlileri şunlardır: vücuttaki kanın vücudun alt (+G Z) veya üst (-G z) yarısına yeniden dağıtılması, merkezde olağandışı impuls kaynakları olan organların yer değiştirmesi ve dokuların deformasyonu. sinir sistemi, bozulmuş dolaşım, solunum ve stres reaksiyonu. Gelişmekte olan hipoksemi ve hipoksi, merkezi sinir sistemi, kalp, endokrin bezlerinin işlev bozukluklarını gerektirir. Yaşam süreçlerinin biyokimyasını ihlal etti. Sitokimyasal ve histolojik yöntemlerle tespit edilen, geri döndürülebilir veya geri döndürülemez nitelikteki hücresel yapılarda hasar meydana gelebilir.

Askeri pilotlar ve astronotlar için temel gereksinimlerden biri, vücudun aşırı yüklere dayanabilmesidir. G karşıtı giysiler giyen eğitimli pilotlar, -3'ten -2'ye kadar G kuvvetlerine dayanabilir g+12'ye kadar g. Negatif, yukarı doğru g-kuvvetlerine karşı direnç çok daha düşüktür. Genellikle 7-8 g gözler “kızarır”, görme kaybolur ve kişi kafasına kan akması nedeniyle yavaş yavaş bilincini kaybeder. Kalkış sırasında astronotlar, uzanarak aşırı yüklenmeye katlanırlar. Bu pozisyonda, aşırı yük göğüs - sırt yönünde hareket eder, bu da birkaç dakika g'lik bir aşırı yüke birkaç dakika dayanmanıza izin verir. Görevi aşırı yüklenme eylemini kolaylaştırmak olan özel anti-g takımları vardır. Takım elbiseler, hava sisteminden şişen ve insan vücudunun dış yüzeyini tutan, kanın dışarı çıkmasını bir miktar engelleyen hortumları olan bir korsedir.

Aşırı yükleme, makinelerin yapısındaki yükü arttırır ve bunların bozulmasına veya tahrip olmasına ve ayrıca gevşek veya zayıf şekilde sabitlenmiş yüklerin hareket etmesine neden olabilir. Sivil uçaklar için izin verilen aşırı yük değeri 2,5'tir. g

1. Kalkış ve iniş sırasında G kuvvetleri

Uzay aracının lansmanında, aşırı yükler 1g ila 7g aralığındadır. Aşırı yük dikey eksen boyunca, yani baştan ayağa hareket ederse, bu son derece tehlikelidir. Bu pozisyonda, üç saniye süren 3g'lık bir aşırı yüklenme ile bile, bir kişide ciddi çevresel görme bozukluğu meydana gelir. Bu değerler aşılırsa değişiklikler geri döndürülemez hale gelebilir ve kişinin bilincini kaybetmesi garanti edilir.

Yörüngede uzun süre kaldıktan sonra, eğitimden yoksun bir organizma, iniş sırasında meydana gelen aşırı yüklere, fırlatma sırasında olduğundan çok daha sert dayanır. Bu nedenle, inişten birkaç gün önce astronot, fiziksel egzersizler ve ilaçlar içeren özel bir yönteme göre hazırlanır. İniş sırasında, geminin atmosferin yoğun katmanlarında böyle bir yönelimi, aşırı yük ekseninin yatay olması için büyük önem taşır. İlk uzay uçuşları sırasında geminin düzgün bir şekilde stabilizasyonunu sağlamak mümkün olmadı ve bu nedenle astronotlar bazen iniş sırasında bilinçlerini kaybettiler.

2. Ağırlıksızlık

Ağırlıksızlık, vücut için aşırı yüklenmeden çok daha zor bir testtir. Çünkü uzun süre ve sürekli etki ederek insan vücudunda bir takım hayati fonksiyonlarda değişikliklere neden olur. Bu nedenle, ağırlıksızlık, merkezi sinir sistemini ve birçok analiz sisteminin (vestibüler aparat, kas-eklem aparatı, kan damarları) reseptörlerini olağandışı çalışma koşullarına sokar. Sonuç olarak, kan akışı yavaşlar, kan üst vücutta birikir.

Ağırlıksızlığın “anlamsızlığı”, fizyolojik sistemlerdeki adaptif süreçlerin, pratik olarak tezahürlerinin derecesinin organizmanın bireysel özelliklerine değil, sadece ağırlıksızlıkta kalma süresine bağlı olduğu gerçeğinde yatmaktadır. Yani insan yeryüzünde buna nasıl hazırlanırsa hazırlansın, vücudu ne kadar güçlü olursa olsun, bunun adaptasyon sürecine çok az etkisi vardır.

Doğru, bir kişi hızla ağırlıksızlığa alışır: baş dönmesi ve diğer olumsuz olaylar durur. Astronot, dünyaya döndüğünde ağırlıksızlığın meyvelerini “tatıyor”.

Yörüngede ağırlıksızlığın yıkıcı etkisine karşı koymak için herhangi bir yöntem kullanılmazsa, ilk birkaç gün içinde inmiş bir kozmonot aşağıdaki değişiklikleri yaşar:

2. Fiziksel efor sırasında vücudun oksijen rejiminin ihlali;

4. Orta ve yüksek yoğunluklu çalışma sırasında hemodinamik ihlali; yatay konumdan dikey konuma geçişten sonra bayılma öncesi ve bayılma durumları mümkündür;

5. Azaltılmış bağışıklık.

3. Hipodinamik

4. Radyasyon

Bir kişinin yılda bir defadan fazla florografiye giremeyeceğine inanılmaktadır. Aynı zamanda 0,8 mSv (millisievert) doz alır. Bir astronot günlük 3.5 mSv'ye kadar doz alır. Bununla birlikte, uzay tıbbı standartlarına göre, bu tür arka plan radyasyonu kabul edilebilir olarak kabul edilir. Bir dereceye kadar ilaçla nötralize edildiğinden. Günlük radyasyon dozu sabit değildir. Her kozmonot, vücutta biriken milisievertleri sayan bireysel bir dozimetreye sahiptir. Uzayda bir yıl kalmak için 100 ila 300 mSv alabilirsiniz.

Yıllık eşik dozu 500 mSv'dir. 20 mSv olan nükleer santral çalışanları için eşiğin 25 katı.

Fotoğraf: ITAR-TASS/Albert Pushkarev

Bilimin herhangi bir büyük başarısı nihayetinde bir şekilde her birimizin hayatını değiştirir. Böylece elektrik ve elektromanyetik dalgaların keşfiyle, buluşla birlikte oldu. uçak havadan ağır, yarı iletkenlerin yaratılmasıyla... Artık roketler ve uzay gemileri insanlığın hayatına giriyor.

Hiç şüphe yok ki birkaç on yıl geçecek ve insanlar kıtalararası iletişim için roket taşımacılığını şimdi bir yolcu uçağına bindikleri aynı sakinlik ve soğukkanlılıkla kullanacaklar. Dünya ve Ay arasındaki uzay iletişimi de olağan hale gelecek. İnsanlar uzay istasyonlarında yaşayacak ve çalışacak, uzay kaynakçıları, tesisatçıları vb. meslekler ortaya çıkacak.

Ama belki de ilk kez, sayesinde bilimsel ve teknolojik başarılar uzay araştırmalarında, bir kişi, olağan fiziksel yasaların kendilerini farklı bir şekilde gösterdiği temelde yeni koşullarda kendini bulacaktır. Böyle bir şey ancak derin denizin gelişmesiyle olabilir.

Tabii ki, fiziğin ve özellikle mekaniğin temel yasaları Dünya'da, su altında ve uzayda aynıdır. Ancak koşullara bağlı olarak kendilerini farklı gösterirler. Ve Dünya'daki ve uzaydaki bu koşullar aynı olmaktan uzaktır. Gezegenimizde, iki ana koşulla karakterize edilirler. İlk olarak, hızda gözle görülür bir değişiklik yok - noktaların hareketinde hızlanmalar yeryüzü. İkincisi, gezegenimiz tüm nesneleri kendine çeker ve onları desteklerine baskı yapmaya zorlar.

Algılanabilir ivmelerin yokluğu, Dünya'nın dünya uzayındaki hareketinin özellikleri ile ilişkilidir. Gezegenimizle birlikte iki ana hareketine katılıyoruz: kendi ekseni etrafında günlük dönüş ve Güneş çevresinde yıllık dönüş. Ve Dünya ile birlikte Güneş'in etrafında 30 km / s hızında ve onunla birlikte acele etmemize rağmen Güneş Sistemi Galaksinin merkezi etrafında yaklaşık 230 km / s'lik korkunç bir hızda, insan vücudu tek tip hareket hızına tamamen duyarsız olduğu için bunu hissetmiyoruz.

Bununla birlikte, mekaniğin temel hükümlerinden birine göre, herhangi bir dahili fiziksel deney ve ölçümle düzgün ve doğrusal hareketi tespit etmek genellikle imkansızdır.

Peki ya bir sistem, örneğin, uzay Roketi, motorların etkisi altında ivme ile hareket edecek mi yoksa ortamın direncini mi yaşayacak? Böyle bir hareketle, aşırı yüklenme meydana gelir, yani. destek üzerindeki baskıda bir artış. Aksine, hareket bir boşlukta motorlar kapalıyken gerçekleşirse, destek üzerindeki baskı ortadan kalkar ve bir ağırlıksızlık durumu başlar.

Dünya koşulları altında, destek üzerindeki baskı, yerçekimi kuvvetinin etkisiyle ilişkilidir. Ancak bazı insanlar, destek üzerindeki baskı kuvvetinin, vücudun Dünya tarafından çekilme kuvveti olduğunu düşünüyor. Eğer durum buysa, örneğin, uzay gemisi Ay'a doğru hareket ederken, yörüngenin herhangi bir noktasında yerçekimi kuvveti gemiye etki edeceğinden, ağırlıksızlık olmayacaktı. Ve genel olarak, uzayda yerçekimi kuvvetlerinin bileşkesinin sıfıra eşit olacağı bir yer bulmak pek mümkün değildir.

Destek üzerindeki baskının yalnızca yerçekimi etkisinden değil, aynı zamanda hızlanma gibi diğer faktörlerden de kaynaklanabileceğini unutmayın. Yer yüzeyinde duran hareketsiz bir cismin çekim kuvveti, destek üzerindeki baskı kuvvetiyle örtüşür. Ama bu sadece özel durum. Dünya'da, bir kişi yüzeyine biraz kuvvetle bastırır. Buna karşılık, mekaniğin üçüncü yasasına göre, Dünya'nın yüzeyi tamamen aynı kuvvetle aşağıdan yukarıya bir kişiye baskı yapar. Bu "karşıt" kuvvete destek tepkisi denir. Etki ve tepki kuvvetleri her zaman farklı cisimlere uygulanır. Özellikle, söz konusu durumda, destek üzerindeki baskı kuvveti desteğe uygulanır ve desteğin tepkisi vücudun kendisine uygulanır.

Bu arada çekim kuvveti desteğe değil, vücuda uygulanır. Böylece, destek üzerindeki baskı kuvveti ve çekim kuvveti tamamen farklı kuvvetlerdir.

Uzay roketi ivme ile hareket ederse, gövde üzerindeki basınç, roketin jet ivmesi serbest düşüş ivmesini aştığında aynı faktör kadar artar, 9,81 m/s2'ye eşittir. Başka bir deyişle, hareketin hızlandırılmış bölümünde desteğin tepkisi artar. Ancak aynı zamanda, mekaniğin üçüncü yasasına göre, destek üzerindeki baskı da aynı miktarda artar.

Destek üzerindeki gerçek basıncın, Dünya koşullarında destek üzerindeki basınca oranına aşırı yük denir. Dünya yüzeyindeki bir kişi için aşırı yük bire eşittir. İnsan vücudu bu sürekli aşırı yüklenmeye adapte oldu ve biz bunu fark etmiyoruz.

Aşırı yüklenme olgusunun fiziksel özü, vücudun tüm noktalarının aynı anda ivmelenmemesidir. Vücuda etki eden kuvvet, örneğin çekiş kuvveti roket motoru, bu durumda yüzeyinin nispeten küçük bir kısmına uygulanır. Geri kalan maddi noktalar cisimler deformasyon yoluyla bir miktar gecikmeyle ivme alırlar. Başka bir deyişle, vücut düzleşmiş, desteğe bastırılmış gibi görünüyor.

Sayısız Deneysel çalışmalar K. E. Tsiolkovsky tarafından başlatılan , aşırı yükün fizyolojik etkisinin sadece süresine değil, aynı zamanda vücudun pozisyonuna da bağlı olduğunu gösterdi. Bir kişi dikey konumdayken, kanın önemli bir kısmı vücudun alt yarısına kaydırılır ve bu da beyne giden kan akışının bozulmasına neden olur. Ağırlıklarındaki artışın bir sonucu olarak iç organlar da aşağı doğru kayarak bağlarda güçlü bir gerginliğe neden olur.

Hızlandırılmış hareket alanlarında vücut için tehlikeli olan aşırı yüklenmelerden kaçınmak için, kendinizi aşırı yüklenme hareketi sırttan göğse doğru yönlendirilecek şekilde konumlandırmanız gerekir. Bu konum, büyük aşırı yükün yaklaşık üç katını aktarmanıza olanak tanır.

Bu arada, bu nedenle uzanmak ayakta durmaktan daha iyidir ...

Dünya sakinleri, sık sık olmasa da, yine de aşırı yükün etkisi ile karşılaşmak zorundaysa, o zaman pratik olarak ağırlıksızlığa aşina değiller ..

Bu şaşırtıcı durum, roket motorları kapatıldıktan sonra, hem destek üzerindeki baskı hem de desteğin tepkisi tamamen ortadan kalktığında ortaya çıkar. Bir kişi için alışılmış olan üst ve alt yönler de kaybolur ve gevşek nesneler havada serbestçe yüzer.

Ağırlıksızlık hakkında bir takım yanlış anlamalar var. Bazıları bu durumun uzay aracı havasız uzayda, "yerçekimi küresinin dışında" olduğunda meydana geldiğini düşünüyor. Diğerleri, Dünya uydusundaki ağırlıksızlığın, üzerindeki "merkezkaç kuvvetlerinin" etkisi nedeniyle elde edildiğine inanıyor.

Ancak bütün bunlar tamamen yanlıştır.

Hangi koşullar altında ağırlıksızlık ortaya çıkar ve destek üzerindeki baskı ortadan kalkar? Bu fenomen şu gerçeğinden kaynaklanmaktadır: serbest dolaşım uzayda, hem roketin kendisi hem de içindeki tüm nesneler, yerçekimi kuvvetlerinin etkisi altında aynı ivme ile hareket eder. Destek her zaman olduğu gibi vücudun altından çıkar ve vücudun ona baskı yapacak zamanı yoktur.

Ancak hem roket motorunun etkisi altındaki aktif alanlardaki hareket hem de yerçekimi kuvvetlerinin etkisi altındaki hareket hızlandırılmış hareketlerdir. Her ikisi de kuvvetlerin etkisi altında gerçekleştirilir. Neden bir durumda aşırı yüklenme, diğerinde ağırlıksızlık meydana geliyor?

Bu paradoks açıktır. Aşırı yüklenmeler meydana geldiğinde, hızlanmaların deformasyon yoluyla vücudun çeşitli noktalarına iletildiği yukarıda zaten belirtilmişti. Başka bir şey, roketin yerçekimi alanında hareket etmesidir. Roket boyutları içinde, yerçekimi alanı neredeyse tekdüzedir, bu da roketin tüm parçacıklarının aynı anda etkilendiği anlamına gelir. eşit kuvvetler. Sonuçta, yerçekimi kuvvetleri sözde kütle kuvvetlerine, yani söz konusu sistemin tüm noktalarına aynı anda uygulanan kuvvetlere aittir.

Bu nedenle, roketin tüm noktaları aynı anda aynı ivmeleri alır ve aralarındaki herhangi bir etkileşim ortadan kalkar. Desteğin tepkisi kaybolur, destek üzerindeki baskı ortadan kalkar. Tam bir ağırlıksızlık durumu başlar.

Sıfır yerçekiminde ilerlemek pek olağan değildir ve bazı fiziksel süreçler. A. Einstein bile uzay uçuşlarından çok önce ilginç bir soru sordu: Bir uzay gemisinin kokpitinde bir mum yanar mı?

Büyük bilim adamı olumsuz cevap verdi - ağırlıksızlık nedeniyle sıcak gazların alev bölgesinden ayrılmayacağına inanıyordu. Böylece fitile oksijen erişimi engellenecek ve alev sönecektir.

Bununla birlikte, titiz modern deneyciler yine de Einstein'ın ifadesini deneyle test etmeye karar verdiler. Laboratuarlardan birinde, aşağıdaki oldukça basit deney yapıldı. Kapalı bir cam kavanoza yerleştirilen yanan bir mum yaklaşık 70 m yükseklikten düşürüldü Düşen cisim ağırlıksız durumdaydı (hava direnci dikkate alınmazsa). Ancak mum hiç sönmedi, sadece alev dilinin şekli değişti - daha küresel hale geldi ve yaydığı ışık daha az parlak hale geldi.

Görünüşe göre, tüm nokta, çevreleyen alandan gelen oksijenin hala alev bölgesine girmesi nedeniyle difüzyondur. Sonuçta, difüzyon süreci yerçekimi kuvvetlerinin etkisine bağlı değildir.

Yine de, ağırlıksızlıkta yanma koşulları, Dünya'dakinden farklıdır. Bu durum, sıfır yerçekiminde kaynak yapmak için benzersiz bir kaynak makinesi yaratan Sovyet tasarımcıları tarafından dikkate alınmak zorundaydı.

Bilindiği üzere bu aparat 1969 yılında Sovyet Soyuz-8 uzay aracı üzerinde test edilmiş ve başarılı bir şekilde çalışmıştır.

Kalkış ve iniş sırasında bir astronot ne yaşar? Astronotlar insan vücudunun sınırlarını nasıl test ediyor: Biyolog Francis Ashcroft sınırlarımız konusunda

İlgili Makaleler