ROSSIYA FEDERASİYASI TA'LIM VA FAN VAZIRLIGI

SHAHAR TA'LIM MASSASI

№4 O'RTA TA'LIM MAKTABI

nomi

FIZIKA FANIDAN MAVZUDA:

VAZNsizlik

Ish tugallandi:

10 "B" sinf Xlusova Anastasiya

Nazoratchi:

Fizika o'qituvchisi

Kirish

Vaznsizlik fenomeni doimo qiziqishimni uyg'otdi. Shunga qaramay, har bir inson uchishni xohlaydi va vaznsizlik parvoz holatiga yaqin narsadir. Tadqiqot boshlanishidan oldin men faqat vaznsizlik kosmosda kuzatiladigan holat ekanligini bilardim kosmik kema, unda barcha jismlar uchadi va kosmonavtlar Yerdagi kabi oyoqqa turolmaydi.

Endi tortishish kuchini bostirish boshqa, uning ta'sirini bostirish boshqa narsa, ya'ni tortishish ta'sirisiz o'zini tutadigan shartlar yoki mos yozuvlar doiralariga erishish, ya'ni tortishish mavjud emas. Yaxshiyamki, bu ikkinchi maqsad mumkin, shuning uchun vaznsizlik yoki vaznsizlik haqida gapirganda, biz buni hech bo'lmaganda shu ma'noda tushunishimiz kerak.

Amalda esa, moddiy ob'ekt uchun vaznsizlik qat'iyan mumkin emas va olimlar atamalarni belgilashga qaror qilishdi. Massaga ega bo'lgan har qanday ob'ekt tortishish maydonini hosil qiladi, shuning uchun kosmosning o'rtasida joylashgan kapsula ichida o'rganilayotgan ob'ekt yoki tirik mavjudot kapsulaning massasi va uning tarkibidagi narsalar tufayli yuzaga keladigan kichik tortishish kuchi ta'sirida bo'ladi.

Vaznsizlik kosmonavtika uchun g'ayrioddiy hodisadan ko'ra ko'proq muammodir. Kosmik kemada parvoz paytida sog'liq muammolari paydo bo'lishi mumkin va qo'ngandan so'ng kosmonavtlar yurish va turishni qayta o'rganishlari kerak. Shunday qilib, vaznsizlik nima ekanligini va u kosmosda sayohat qilayotgan odamlarning farovonligiga qanday ta'sir qilishini bilish juda muhimdir. Natijada, vaznsizlikning tanaga salbiy ta'sirini kamaytirish uchun dasturlarni yaratish orqali ushbu muammoni hal qilish kerak.

Boshqa tomondan, uzoq muddatda jiddiylikning etishmasligini taqlid qiladigan sharoitlarga erishish mumkin bo'lgan holatlarda, masalan, orbitadagi kemada, odatda mo'ljallangan vaznsizlikni buzadigan kichik tezlashtirishlarni qo'shadigan tebranishlar hosil bo'ladi. Shuning uchun, to'g'ri gapiradigan bo'lsak, vaznsizlik, garchi tushuncha sifatida haqiqiy bo'lsa-da, moddiy ob'ektni o'rganishda qisqa vaqtdan ko'proq vaqt davomida sodir bo'lolmaydi. Shu sababli, olimlar "mikrogravitatsiya" atamasini ob'ekt faqat o'z materialining yoki idishining zaif tortishish kuchlariga bo'ysunadigan sharoitlarga nisbatan afzal ko'rdilar.

Mening ishimning maqsadi - vaznsizlik tushunchasini murakkab shaklda berish (ya'ni, uni turli tomonlardan ko'rib chiqish), bu tushunchaning nafaqat kosmosni o'rganishda, balki odamlarga salbiy ta'sirida ham dolzarbligini qayd etishdir. bu ta'sirni kamaytirish uchun ixtiro qilingan er yuzida texnologiyadan foydalanish imkoniyati doirasida; yer sharoitida amalga oshirish qiyin yoki imkonsiz bo'lgan ba'zi texnologik jarayonlarni amalga oshirish.

Miqdoriy jihatdan mikrogravitatsiya, ta'sir etuvchi tezlanishlar tortishish kuchining o'n mingdan bir qismidan kam bo'lsa, hisobga olinadi. Mikrogravitatsiyaning intensivligi shunchalik ahamiyatsizki, aksariyat tadqiqotlarda uning oqibatlarini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Boshqacha qilib aytganda, agar vaznsizlikning matematik shartlariga erishilganda, tajribalar natijalari boshqacha bo'lmaydi. Biroq, qat'iy bo'lish va bu haqiqatni tan olish uchun vaznsizlik yoki vaznsizlik sharoitlari o'rniga mikrogravitatsiya shartlari haqida gapirish afzalroqdir.

Ushbu inshoning maqsadlari:

1) Ushbu hodisaning paydo bo'lish mexanizmini tushunish;

2) Ushbu mexanizmni matematik va fizik jihatdan tavsiflang;

3) vaznsizlik haqida qiziqarli faktlarni aytib bering;

4) Vaznsizlik holati kosmik kemada, stansiyada va hokazolarda odamlarning sog'lig'iga qanday ta'sir qilishini tushunish, ya'ni vaznsizlikka biologik va tibbiy nuqtai nazardan qarash;

Mikrogravitatsiya sharoitlarini qanday olish mumkin

Mikrogravitatsiya sharoitlariga erishish uchun bir nechta strategiyalar mavjud. harakatlar erkin tushish Agar kuch massaga ta'sir qilganda, siz uning tezligida yoki yo'nalishida progressiv o'zgarishlarga olib kelishini bilasiz, biz buni tezlanish deb ataymiz. Gravitatsiyaning odatiy ta'siri, tortishish natijasida jismlar yoki tirik mavjudotlar o'zgarishi mumkin bo'lgan qarshilik tufayli qayd etiladi. Biz tanamizni sayyoramizning markaziga "tortib yuboradigan" tortishish kuchiga er taklif qiladigan qarshilik tufayli tanamizning oyoqlarimizdagi og'irligini sezamiz.

5) materialni qayta ishlash, uni umumiy qabul qilingan qoidalarga muvofiq tartibga solish;

6) Qayta ishlangan material asosida taqdimot yaratish.

Insho yozish jarayonida men foydalangan manbalar bu darsliklar, ensiklopediyalar, Internet.

1-bob. Tana vazni va vaznsizlik

Bu harakatga qarshilik tortishish kuchi sifatida qabul qilinadi. Ammo agar ob'ekt erkin harakatlansa, faqat tortishish natijasida hosil bo'lgan tezlanish bilan boshqarilsa, unda tortishish effektlari endi ko'rinmaydi. Shunday qilib, tortishish ta'sirini zararsizlantirishning eng oson yo'li - erkin tushish harakatida "uni olib ketish". Bu tortishish kuchining o'z-o'zidan yo'qolishiga olib kelmaydi, lekin uning ta'sirini inkor etadi.

Boshqariladigan erkin tushish traektoriyalariga erishishning bir necha yo'li mavjud. Isla Magiki ozodlik minorasi. Eng oddiy misol, ba'zi o'yin parklarida bo'lgani kabi, erkin qulash minoralari. Darhaqiqat, ularda ba'zan bunday turdagi ilmiy tajribalar o'tkazildi. Muammo shundaki, kuzning davomiyligi juda qisqa, ko'pchilik biologik jarayonlarni o'rganish uchun etarli emas va asosiy kimyoviy jarayonlar. Ikkinchi variant - maxsus samolyotlar tomonidan amalga oshiriladigan bepul parvozlardan foydalanish.

1.1. Tana vazni

Texnologiyada va kundalik hayotda tana vazni tushunchasi keng qo'llaniladi.

tana vazni barcha tayanchlarda, suspenziyalarda tortishish kuchi ishtirokida ta'sir qiluvchi umumiy elastik kuch deb ataladi.

Tana og'irligi P, ya'ni tananing tayanchga ta'sir qiladigan kuchi va Nyutonning uchinchi qonuniga muvofiq tayanchning tanaga ta'sir qiladigan elastik kuchi FY (1-rasm) mutlaq qiymatda tengdir. va qarama-qarshi yo'nalishda: P = - Fu

O'zgartirilgan kokpitlarga ega tijorat samolyotlarining ba'zi versiyalari yuqori qismida mikrogravitatsiyani yoqish mumkin bo'lgan parabolik parvoz yo'llarini uchishi mumkin. Parabolik parvoz paytida tortishish sharoitlari. Oddiy tortishish, gipergravitatsiya va mikrogravitatsiya sohalari.

Odatda, bir nechta ko'tarilish va tushish tsikllari bitta parvozda amalga oshiriladi, ularning har biri mikrogravitatsiya sharoitlari mavjud bo'lgan taxminan yarim daqiqalik qisqa muddatlarga erishadi. Ushbu turdagi parvozlar kosmonavtlarni tayyorlash va ushbu samolyotlar ichida ba'zi ilmiy tajribalarni o'tkazish uchun keng tarqalgan. So'nggi paytlarda turistik maqsadlarda "vaznsiz" parvozlar ham modaga aylandi. Ammo ko'p turdagi tajribalar uchun vaqt hali ham qisqa va xarajatlar, albatta, ancha yuqori. Agar biz uzoq vaqt erkin yiqilish harakatini xohlasak, biz sayyorani barqaror tarzda aylanib yuradigan kapsulalarga yoki orbital stantsiyalarga murojaat qilishimiz kerak.

Agar tana gorizontal yuzada tinch holatda bo'lsa yoki bir tekis harakatlansa va unga faqat tortishish kuchi FT va tayanch tomondan elastik FU ta'sir qilsa, u holda tenglikdan nolga teng. vektor yig'indisi bu kuchlar teng bo'lishi kerak: FT=- FY.

http://pandia.ru/text/78/040/images/image005_5.png" width="22" height="12">.png" width="22" height="12"> Tezlashtirilgan tana harakati bilan va qo'llab-quvvatlash og'irligi P tortishish FT dan farq qiladi.

Ehtimol siz shunday deb o'ylaysiz gaplashamiz kosmik stantsiya aylanayotganini va erga tushmasligini, lekin mikrogravitatsiya sharoitlari yuzaga kelishi uchun ob'ektning sayyora yuzasiga perpendikulyar harakatlanishi haqiqatan ham zarur emasligini kuzating.

Hamma narsa faqat tortishish kuchi harakat qiladigan paytda ob'ektning dastlabki harakatiga bog'liq bo'ladi. Xalqaro kosmik stantsiya. Eng yirik kosmik stansiya bortida mikrogravitatsiya sharoitlarining turli xil fizik, kimyoviy va biologik jarayonlarga qanday ta'sir qilishini o'rganish uchun turli tajribalar o'tkazilmoqda.

Nyutonning ikkinchi qonuniga koʻra, massasi m boʻlgan jism FT tortishish kuchi va elastik Fy taʼsirida a tezlanish bilan harakat qilganda FT+FY=ma tengligi bajariladi.

http://pandia.ru/text/78/040/images/image016_2.png" width="22" height="12">.png" width="22" height="12">.png" width= "22" height="12">.png" width="22" height="12">.png" width="22" height="12">P = - Fy va FT + Fy = ma tenglamalaridan : P \u003d FT - ma \u003d mg - ma yoki P \u003d m (g - a).

http://pandia.ru/text/78/040/images/image026_1.png" width="21" height="12"> Tezlanish a vertikal pastga yo'naltirilganda lift harakati holatini ko'rib chiqamiz.Agar koordinata o'qi bo'lsa. OY (2-rasm) vertikal pastga yo'naltirilgan, keyin P, g va a vektorlari OY o'qiga parallel bo'lib, ularning proyeksiyalari musbat bo'lsa, P = m(g - a) tenglama quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi: Py = m(gY - aY).

E'tibor bering, sun'iy yo'ldoshning sayyora atrofidagi yo'li egri chiziqli bo'lib, har doim Yer yuzasidan bir xil masofada joylashgan. Aytish mumkinki, orbital stansiya doimiy ravishda "tushib ketardi", lekin uning aniq tezligi va Yerning egriligi uning yerga qulashiga to'sqinlik qiladi.

Sayyoradan uzoqligi sababli kosmik stansiyada vaznsizlik sharoitlari mavjud deb hisoblaydiganlar bor. Aslida, 400 kilometr balandlikda, bu kosmik stantsiyaning o'rtacha balandligida, tortishish hali ham juda kuchli, bu sayyora yuzasida bo'lgan narsaning 90% ni tashkil qiladi. Xalqaro fazo stansiyasi tarixdagi eng qimmat xalqaro texnologiya loyihasi ekanligi ajablanarli emas. Magnitizm va tortishish Barchamiz magnitning kuchi ba'zi materiallarga qanday ta'sir qilishini tajribaga egamiz, lekin boshqalarga emas.

Proyeksiyalar musbat va koordinata o'qiga parallel bo'lgani uchun ularni vektor modullari bilan almashtirish mumkin: P = m(g - a).

Erkin va tushish va tezlanishning tezlanish yo'nalishi bir xil bo'lgan jismning og'irligi tinch holatda bo'lgan tananing og'irligidan kichikdir.


1.2. Tezlanish bilan harakatlanadigan tananing og'irligi

Biroq, agar magnit maydon etarlicha kuchli bo'lsa, u odatda magnit bo'lmagan materiallarga yoki moddalarga ta'sir qilishi mumkin. Bu hodisalar paramagnit deb ataladi. Suv, uning molekulalarining zaif polarizatsiyasi tufayli, paramagnit xususiyatlarga ega, ya'ni. juda kuchli magnit maydonlarining ta'siri ostida u magnit xususiyatlarga ega bo'ladi va bu turdagi maydonlardan ta'sirlanadi. Shuning uchun tortishish kuchiga qarshi turadigan kichik suv massasiga magnit kuch qo'llanilishi mumkin. Tirik mavjudotlar 70% suvdan iborat bo'lganligi sababli, bu usul tirik organizmlar uchun barqaror mikrogravitatsiya sharoitlarini olish imkoniyatini ham ochib beradi.

Tez harakatlanuvchi liftda tananing og'irligi haqida gap ketganda, uchta holat ko'rib chiqiladi (dam olish yoki bir tekis harakatlanish hollari bundan mustasno):

1) http://pandia.ru/text/78/040/images/image029_1.png" width="21" height="12">Lift yuqoriga tezlanish bilan harakat qiladi (ortiqcha yuklar, tana vazni tortishish kuchidan katta, P. =mg+ma);

2) http://pandia.ru/text/78/040/images/image029_1.png" width="21" height="12">Lift pastga tezlanish bilan harakat qiladi (vazn kamayadi, tana vazni tortishish kuchidan kamroq, P=mg-ma);

Qiyinchilik shundaki, bunday kuchli magnit maydonni ushlab turish mumkin bo'lgan masofalar juda kichik, shuning uchun bu qurilmalar faqat bir necha kub santimetrlik juda kichik hajmlarda foydalidir, bu faqat juda kichik organizmlar uchun to'g'ri keladi. maxsuslar.

E'tibor bering, bu holda tortishish kuchi yo'qolmaydi, faqat boshqa, qarama-qarshi qo'shiladi, shuning uchun oxirgi to'liq quvvat nolga teng. Clinostats Bu usullarning barchasiga mikrogravitatsiya sharoitlarini yanada samaraliroq simulyatsiya qila oladigan muqobil mavjud. oddiy va arzon. Bu klinostatlar deb ataladigan elektromexanik qurilmalar bo'lib, ular tortishish vektoriga nisbatan ob'ektning yo'nalishini o'zgartiradigan doimiy harakatni ta'minlaydi.

3) Lift tushmoqda (vaznsizlik, tana vazni nolga teng, P=0).

Ushbu uchta holat barcha vaziyatlarni sifat jihatidan tugatmaydi. Tahlil to'liq bo'lishi uchun 4-holatni ko'rib chiqish mantiqiy. (Haqiqatan ham, ikkinchi holatda, a< g. Третий случай есть частный для второго при a = g. Случай a >g hisobga olinmay qoldi.) Buning uchun siz o'quvchilarga dastlab ularni hayratga soladigan savol berishingiz mumkin : "Odam shiftda yurishi uchun lift qanday harakatlanishi kerak?" Talabalar tezda lift harakatlanishi kerakligini "taxmin qiladilar" pastga tezlashuv bilan katta g. Haqiqatan ham: P = mg-ma formulasiga muvofiq liftning tezlashishi ortishi bilan tana vazni kamayadi. Tezlanish a g ga teng bo'lganda, og'irlik nolga aylanadi. Agar siz tezlashuvni oshirishda davom etsangiz, unda tananing og'irligi yo'nalishini o'zgartiradi deb taxmin qilishimiz mumkin.

Turli maqsadlarga javob beradigan va ular foydalanadigan aylanma o'qlar sonidan tubdan farq qiluvchi bir necha turdagi klinostatlar mavjud. Klassik dizayndagi o'zgarish - bu tez aylanadigan klinostat. "Sekin" klinostatlarda kosmosda o'tkazilgan tajribalarga nisbatan hujayra darajasida ba'zi farqlar paydo bo'lishi kuzatildi. Hujayralar ochilganga o'xshaydi mexanik kuch barcha yo'nalishlarda tortishish va bu ba'zi o'zgarishlarga olib keladi. Boshqa tomondan, tez aylanadigan klinostatlarda zarralar tortishish tufayli joylashishga vaqtlari yo'q va bu mikrogravitatsiya ta'sirini yaxshiroq taqlid qilishga yordam beradi.

Shundan so'ng siz rasmda tana vazni vektorini tasvirlashingiz mumkin:

Siz bu muammoni teskari formulada hal qilishingiz mumkin: "a > g tezlanish bilan pastga tushayotgan liftda tananing og'irligi qancha bo'ladi?" Bu vazifa biroz qiyinroq, chunki talabalar fikrlash inertsiyasini engib, "yuqoriga" va "pastga" almashishlari kerak.

Tez aylanadigan klinostatlarning kamchiliklari shundaki, bu simulyatsiya qilingan mikrogravitatsiya sharoitlariga erishish mumkin bo'lgan hajm juda kichik. Aylanish o'qidan uzoqlashishimiz bilanoq, markazdan qochma kuchi tez aylanish tufayli juda kuchliroq bo'ladi, bu barcha natijalarga ta'sir qiladi.

Bundan tashqari, bir-biriga perpendikulyar bo'lgan 2 yoki 3 aylanish o'qlarini o'z ichiga olgan 3D klinostatlarni qurish mumkin. Har bir o'qning aylanish tezligini o'zgartirish algoritmlarini dasturlash orqali ushbu turdagi qurilmalarga joylashtirilgan namunaning tortishish kuchiga nisbatan o'z o'rnini tasodifiy o'zgartirishini ta'minlash mumkin.

4-holat amalda uchramagani uchun darsliklarda ko'rib chiqilmaydi, degan e'tiroz bo'lishi mumkin. Ammo liftning qulashi ham faqat muammolarda uchraydi, ammo shunga qaramay, u hisobga olinadi, chunki u qulay va foydalidir.

Pastga yoki yuqoriga yo'naltirilgan tezlashuv bilan harakat nafaqat lift yoki raketada, balki aerobatikani amalga oshiruvchi samolyot harakati paytida, shuningdek, jism qavariq yoki konkav ko'prik bo'ylab harakatlanayotganda ham kuzatiladi. Ko'rib chiqilgan 4-chi holat bo'ylab harakatga mos keladi " o'lik halqa". Uning yuqori nuqtasida tezlashuv (markaziy) pastga yo'naltiriladi, tayanchning reaktsiya kuchi pastga, tananing og'irligi esa yuqoriga yo'naltiriladi.

Ushbu qurilmalarning barchasida tortishish kuchi har daqiqada normal ishlashda davom etadi, ammo aylanish tufayli ma'lum vaqt oralig'idagi o'rtacha natija nolga teng. Bu farq juda muhim va o'rganilayotgan tizimning javob vaqtiga qarab usulning cheklanishi sifatida e'tiborga olinishi kerak. Biroq, bu zaiflik, ba'zi tizimlar tortishish stimullariga oddiygina aylanish tezligi bilan o'ynash orqali javob berish mexanizmlarini o'rganishda afzallik bo'lishi mumkin. Shunga qaramay, bu oddiy strategiya tortishish kuchini bostirmaydi, balki uning yo'nalishini neytrallashtiradi, bu o'simliklar uchun stimul sifatida foydali bo'lgan asosiy xususiyatdir.

Keling, bir vaziyatni tasavvur qilaylik: kosmonavt kemani kosmosga qoldirdi va individual raketa dvigateli yordamida mahalla bo'ylab sayr qiladi. Qaytib, u dvigatelni biroz haddan tashqari ishga tushirdi, haddan tashqari tezlik bilan kemaga yaqinlashdi va tizzasini unga urdi. U xafa qiladimi?

— Bo‘lmaydi: axir, vaznsizlikda kosmonavt patdan yengilroq, — shunday javob eshitiladi.

Klinostatlar yordamida mikrogravitatsiyani modellashtirish ba'zi muhim metodologik e'tirozlarni keltirib chiqaradi, ammo buning evaziga u juda xilma-xil va foydalanish mumkin bo'lgan eksperimental imkoniyatlarni taqdim etadi. Klinostatlar va ularning turlari haqida ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, quyidagi havolaga tashrif buyurishingiz mumkin.

Ushbu tajribadan so'ng, ko'p odamlar mendan bu parvozlar nimadan iborat, ularda vaznsizlikka qanday erishish mumkin yoki kosmosdagi kosmonavtlar bilan bir xil bo'lgan vaznsizlikni so'rashdi. O'tgan yilning noyabr oyida men tortishishsiz ikkinchi parvozimda ishtirok etish imkoniyatiga ega bo'ldim, natijada ko'pchilik menga vaznsizlik va parvoz bilan bog'liq ko'plab savollarni berishdi: samolyotda vaznsizlikka qanday erishish mumkin? Samolyot qancha balandlikda uchadi?

Javob noto'g'ri. Yerdagi panjaradan yiqilib tushganingizda, siz ham vaznsizlik holatida edingiz. Urganda uchun yer yuzasi siz sezilarli g-kuchni his qildingiz, yiqilgan joyingiz qanchalik qiyin bo'lsa va erga tegish paytida sizning tezligingiz shunchalik yuqori bo'ladi.

Og'irlik va vaznsizlik ta'sirga hech qanday aloqasi yo'q. Bu erda og'irlik emas, balki massa va tezlik muhim ahamiyatga ega.

Va shunga qaramay, kosmonavt kemaga urilganda, siz erga urilganda kabi jarohatlanmaydi (ceteris paribus: bir xil massalar, nisbiy tezliklar va to'siqlarning bir xil qattiqligi). Kemaning massasi Yer massasidan ancha kam. Shunday qilib, kema bilan to'qnashganda, astronavt kinetik energiyasining sezilarli qismiga aylanadi. kinetik energiya kema, va deformatsiyalar ulushi kamroq bo'ladi. Kema qo'shimcha tezlikka ega bo'ladi va astronavtning og'riq hissi unchalik kuchli bo'lmaydi.

1.3. Og'irliksizlik

Agar tana tayanch bilan birgalikda erkin tushsa, u holda a = g, keyin formuladan

P = m(g – a) shundan kelib chiqadiki, P = 0.

Tayanch harakati paytida og'irlikning faqat tortishish ta'sirida erkin tushish tezlashishi bilan yo'qolishi deyiladi. vaznsizlik.

Og'irliksizlikning ikki turi mavjud.

kuni sodir bo'lgan vazn yo'qotish uzoq masofa dan samoviy jismlar tortishish kuchsizlanishi tufayli statik vaznsizlik deyiladi. Va orbitada parvoz paytida odamning holati dinamik vaznsizlikdir.

Ular aynan bir xil ko'rinadi. Insonning his-tuyg'ulari bir xil. Ammo sabablar boshqacha.

Parvozdagi kosmonavtlar faqat dinamik vaznsizlik bilan shug'ullanadilar.

"Dinamik vaznsizlik" iborasi: "harakatdan kelib chiqadigan vaznsizlik" degan ma'noni anglatadi.

Biz Yerning tortishishini faqat unga qarshilik qilganimizda his qilamiz. Faqat biz yiqilishdan "rad qilganimizda". Va biz yiqilishga "kelishilganimiz" bilanoq, og'irlik hissi bir zumda yo'qoladi.

Tasavvur qiling - siz it bilan yurib, uni kamarda ushlab turasiz. It qayoqqadir yugurdi, tasmani tortdi. Tasmaning tortilishini - itning "tortishini" faqat qarshilik ko'rsatayotganda his qilasiz. Va agar siz itning orqasidan yugursangiz, tasma cho'kadi va jozibadorlik hissi yo'qoladi.

Xuddi shu narsa Yerning jozibadorligi bilan bog'liq.

Samolyot uchmoqda. Kokpitda ikkita parashyutchi sakrashga tayyorlanishdi. Yer ularni pastga tortadi. Va shunga qaramay, ular qarshilik ko'rsatishadi. Ular oyoqlarini samolyot poliga qo'yishdi. Ular Yerning jozibadorligini his qilishadi - oyoqlarining tagliklari erga kuch bilan bosiladi. Ular o'z vaznlarini his qilishadi. "Tasma qattiq."

Ammo bu erda ular Yer ularni qayerga tortayotganiga ergashishga rozi bo'lishdi. Biz lyukning chetida turib, pastga sakrab tushdik. "Tasmali bo'sh." Yerning tortishish hissi darhol yo'qoldi. Ular vaznsiz bo'lib qolishdi.

Bu hikoyaning davomini tasavvur qilish mumkin.

Desantchilar bilan bir vaqtda samolyotdan katta bo'sh quti tushirildi. Hozir esa ular bir xil tezlikda yonma-yon uchib, havoda salto qilishmoqda, parashyutlarini ochmagan ikki kishi va bo'sh quti.

Bir kishi qo‘lini cho‘zdi va yaqin atrofda uchib turgan qutichani ushlab, ichidagi eshikni ochdi va o‘zini ichkariga tortdi.

Endi ikkita odamdan biri qutining tashqarisida, ikkinchisi esa qutining ichida uchadi.

Ular o'zlarini butunlay boshqacha his qilishadi.

Tashqarida uchayotgan odam uning tez uchib ketayotganini ko'radi va his qiladi. Quloqlarida shamol hushtak chaladi. Yaqinlashib kelayotgan Yer uzoqdan ko'rinadi.

Va qutining ichida uchib yurgan kishi eshikni yopdi va devorlarni itarib, quti bo'ylab "suzishni" boshladi. Unga quti Yerda jimgina turganga o'xshaydi va u vazn yo'qotib, akvariumdagi baliq kabi havoda suzib yuradi.

Qat'iy aytganda, ikki parashyutchi o'rtasida hech qanday farq yo'q. Ikkalasi ham bir xil tezlikda Yerga qarab uchmoqda. Lekin biri: “Men uchaman”, ikkinchisi “Men joyida suzib yuraman”, deydi. Gap shundaki, biri Yer tomonidan, ikkinchisi esa u uchadigan quti tomonidan boshqariladi.

Kosmik kemaning kokpitida dinamik vaznsizlik holati aynan shunday paydo bo'ladi.

Bir qarashda bu tushunarsizdek tuyulishi mumkin. Aftidan, kosmik kema samolyot kabi Yerga parallel ravishda uchadi. Gorizontal uchadigan samolyotda esa vaznsizlik bo'lmaydi. Ammo biz bilamizki, kosmik kema - sun'iy yo'ldosh doimiy ravishda qulab tushadi. Bu samolyotdan ko'ra samolyotdan tushgan qutiga o'xshaydi.

Dinamik vaznsizlik ba'zan Yerda ham sodir bo'ladi. Vaznsiz, masalan, minoradan suvga uchayotgan suzuvchilar-g'avvoslar. Chang'idan sakrash paytida chang'ichilar bir necha soniya vaznsiz. Toshdek yiqilgan parashyutchilar parashyutlarini ochmaguncha vaznsizdirlar. Astronavtlarni o'ttiz-qirq soniya davomida mashq qilish uchun samolyotda vaznsizlik hosil qiladi. Buning uchun uchuvchi “slayd” yasaydi. U samolyotni tezlashtiradi, tik qiya yuqoriga ko'tariladi va dvigatelni o'chiradi. Samolyot qo'l bilan tashlangan tosh kabi inertsiya bilan ucha boshlaydi. Avvaliga u bir oz ko'tariladi, keyin pastga burilib, yoyni tasvirlaydi. Yerga sho'ng'ish. Bu vaqt davomida samolyot erkin qulash holatida. Va shu vaqtgacha uning kabinasida haqiqiy vaznsizlik hukm suradi. Keyin uchuvchi dvigatelni yana yoqadi va samolyotni sho'ng'indan oddiy parvozga olib chiqadi. Dvigatel yoqilganda, vaznsizlik darhol yo'qoladi.

Vaznsizlik holatida jismning barcha zarralari vaznsizlik holatida og'irlik kuchi ta'sirida bo'ladi, ammo bu yo'q. tashqi kuchlar tananing yuzasiga qo'llaniladi (masalan, qo'llab-quvvatlash reaktsiyalari), bu zarrachalarning bir-biriga o'zaro bosimiga olib kelishi mumkin. Xuddi shunday hodisa Yerning sun'iy yo'ldoshida (yoki kosmik kemada) joylashgan jismlar uchun ham kuzatiladi; bu jismlar va ularning barcha zarralari sun'iy yo'ldosh bilan birgalikda tegishli boshlang'ich tezlikni olgan holda, tortishish kuchlari ta'sirida bir-biriga o'zaro bosim o'tkazmasdan, teng tezlanishlar bilan o'z orbitalari bo'ylab erkin harakat qiladilar, ya'ni ular vaznsizlik holati. Liftdagi jism kabi, ular tortishish kuchiga ta'sir qiladi, lekin jismlarning yoki ularning zarralarining bir-biriga o'zaro bosimini keltirib chiqarishi mumkin bo'lgan jismlarning sirtlariga qo'llaniladigan tashqi kuchlar yo'q.

Umuman olganda, tashqi kuchlar ta'siridagi jism vaznsizlik holatida bo'ladi, agar: a) ta'sir etuvchi tashqi kuchlar faqat massa (tortishish kuchlari); b) bu ​​tana kuchlarining maydoni mahalliy bir hil, ya'ni maydon kuchlari tananing barcha zarrachalariga uning har bir pozitsiyasida kattaligi va yo'nalishi bo'yicha bir xil tezlanishni beradi; v) tananing barcha zarrachalarining boshlang'ich tezliklari modul va yo'nalish bo'yicha bir xil (tana oldinga siljiydi). Shunday qilib, o'lchamlari er radiusi bilan solishtirganda kichik bo'lgan har qanday jism erkin qiladi oldinga harakat Yerning tortishish maydonida, boshqa tashqi kuchlar bo'lmaganda, vaznsizlik holatida bo'ladi. Natija har qanday boshqa samoviy jismlarning tortishish maydonidagi harakati uchun ham xuddi shunday bo'ladi.

Vaznsizlik sharoitlari va er usti sharoitlari o'rtasidagi sezilarli farq tufayli qurilmalar va agregatlar yaratiladi va tuzatiladi. sun'iy yo'ldoshlar Astronavtikaning boshqa muammolari qatorida Yer, kosmik kemalar va ularning raketalari, vaznsizlik muammosi muhim o'rin tutadi. Bu qisman suyuqlik bilan to'ldirilgan tanklarga ega bo'lgan tizimlar uchun juda muhimdir. Bularga LRE (suyuqlik) bilan harakatlantiruvchi tizimlar kiradi. reaktiv dvigatellar), kosmik parvoz sharoitlariga qayta-qayta kiritish uchun mo'ljallangan. Vaznsiz sharoitlarda suyuqlik tankdagi o'zboshimchalik bilan joylashishi mumkin va shu bilan tizimning normal ishlashini buzishi mumkin (masalan, yoqilg'i baklaridan komponentlarni etkazib berish). Shuning uchun vaznsizlikda suyuq harakatlantiruvchi tizimlarni ishga tushirishni ta'minlash uchun quyidagilar qo'llaniladi: elastik separatorlar yordamida yonilg'i baklarida suyuq va gazsimon fazalarni ajratish; suyuqlikning bir qismini grid tizimlarining qabul qilish moslamasiga mahkamlash (Agena raketa bosqichi); yordamchi vosita yordamida asosiy harakatlanish tizimini yoqishdan oldin qisqa muddatli ortiqcha yuklarni (sun'iy "tortishish") yaratish. raketa dvigatellari va boshqalar.Hayotni ta'minlash tizimining bir qator bo'linmalarida vaznsiz sharoitda suyuq va gazsimon fazalarni ajratish uchun maxsus usullardan foydalanish ham zarur. yonilg'i xujayralari elektr ta'minoti tizimlari (masalan, kondensatni gözenekli nayzalar tizimi bilan yig'ish, sentrifuga yordamida suyuqlik fazasini ajratish). Mexanizmlar kosmik kema(ochish uchun quyosh panellari, antennalar, docking uchun va boshqalar) nol tortishish sharoitida ishlashga mo'ljallangan.

Og'irliksizlikdan yer sharoitida amalga oshirish qiyin yoki imkonsiz bo'lgan ba'zi texnologik jarayonlarni amalga oshirish uchun foydalanish mumkin (masalan, butun hajm bo'ylab bir xil tuzilishga ega kompozitsion materiallarni olish, kuchlar ta'sirida eritilgan materialdan aniq sharsimon shakldagi jismlarni olish. sirt tarangligi va boshq.). Birinchi payvandlash tajribasi turli materiallar nol tortishish vakuumida Sovet kosmik kemasi "Soyuz - 6" (1969) parvozi paytida amalga oshirildi. Amerikaning Skylab orbital stansiyasida bir qator texnologik tajribalar (payvandlash, erigan materiallarning oqimi va kristallanishini o'rganish va boshqalar) amalga oshirildi (1973).

Olimlar kosmosda turli xil tajribalar o'tkazadilar, tajribalar o'rnatadilar, ammo ular juda kam tasavvurga ega yakuniy natija bu harakatlar. Ammo agar biron bir tajriba ma'lum bir natija bergan bo'lsa, unda olingan bilimlarni amalda tushuntirish va qo'llash uchun uni uzoq vaqt davomida tekshirish kerak.

Quyida ba'zi tajribalarning tavsifi va qiziqarli yangiliklar vaznsizlik haqida, bu borada hali qilinishi kerak bo'lgan ishlar bor.

1.4. Bu qiziq

1.4.1. Vaznsizlikdagi alanga

Yerda tortishish kuchi tufayli konveksiya oqimlari paydo bo'lib, ular olov shaklini aniqlaydi. Ular nur sochadigan qizil-issiq kuyik zarralarini ko'taradi ko'rinadigan yorug'lik. Shu sababli biz olovni ko'ramiz. Vaznsizlikda konveksiya oqimlari bo'lmaydi, kuyik zarralar ko'tarilmaydi va sham alangasi sharsimon shaklga ega bo'ladi. Sham materiali to'yingan uglevodorodlar aralashmasi bo'lganligi sababli, ular yoqilganda vodorodni chiqaradi, bu esa ko'k olov bilan yonadi. Olimlar nol tortishish kuchida olov qanday va nima uchun tarqalishini tushunishga harakat qilmoqda. Olovni vaznsiz sharoitda o'rganish kosmik kemaning yong'inga chidamliligini baholash va maxsus yong'inga qarshi vositalarni ishlab chiqish uchun zarurdir. Shunday qilib, siz astronavtlar va transport vositalarining xavfsizligini ta'minlashingiz mumkin.

1.4.2. Suyuqlikning tebranishi uning vaznsizlikda qaynashini tezlashtiradi

Vaznsizlikda qaynatish ancha sekinroq jarayonga aylanadi. Biroq, frantsuz fiziklari kashf qilganidek, suyuqlikning tebranishi uning kuchli qaynashiga olib kelishi mumkin. Bu natija kosmik sanoat uchun ta'sir qiladi.

Har birimiz suyuqlikning gazga ta'siri ostida fazali o'tishini bir necha bor kuzatganmiz yuqori harorat, ya'ni oddiy qilib aytganda, qaynatish jarayoni. Issiqlik manbasidan ajralib chiqqan bug 'pufakchalari yuqoriga ko'tariladi va ularning o'rniga suyuqlikning yangi qismi kiradi. Natijada, qaynatish suyuqlikni faol aralashtirish bilan birga keladi, bu uning bug'ga aylanish tezligini sezilarli darajada oshiradi.

Ushbu turbulent jarayonda asosiy rolni pufakka ta'sir qiluvchi Arximed kuchi o'ynaydi, bu esa, o'z navbatida, tortishish tufayli mavjud. Vaznsizlik sharoitida og'irlik yo'q, "og'irroq" va "engilroq" tushunchasi yo'q va shuning uchun qizdirilgan bug 'pufakchalari hech qayerda suzib ketmaydi. Isitish elementi atrofida bug 'qatlami hosil bo'ladi, bu suyuqlikning butun hajmiga issiqlik o'tkazilishiga to'sqinlik qiladi. Shu sababli, suyuqliklarning vaznsizlikda qaynashi (lekin bir xil bosimda va vakuumda umuman emas!) Yerdagidan butunlay boshqacha tarzda davom etadi. Ushbu jarayonni batafsil tushunish tonnalab suyuq yoqilg'ini olib yuradigan kosmik kemaning muvaffaqiyatli ishlashi uchun juda muhimdir.

Ushbu jarayonni tushunish uchun nima ekanligini tushunish juda muhimdir jismoniy hodisalar vaznsizlikda qaynashni tezlashtirishi mumkin. Frantsuz fiziklarining yaqinda chop etilgan maqolasida natijalar tasvirlangan uchuvchi o'rganish yuqori chastotali tebranishlar qaynash tezligiga qanday ta'sir qiladi.

Ishlaydigan modda sifatida tadqiqotchilar suyuq vodorodni - eng engil raketa yoqilg'isini tanladilar. Vaznsizlik holati sun'iy ravishda, kuchli bir hil bo'lmagan yordamida yaratilgan magnit maydon, bu faqat tortishish kuchini qoplagan (magnit levitatsiya haqida bizning maqolamizda o'qing Magnit supero'tkazuvchanlik: suyuq kislorodda levitatsiya). Namuna harorati va bosimi fazaga o'tish imkon qadar sekin sodir bo'lishi va uning barcha xususiyatlarini ko'rish uchun tanlangan.

Fransuz fiziklari tajribalarining asosiy natijasi shundan iboratki, vaznsiz sharoitda tebranish suyuqlikning bug`ga aylanishini tezlashtiradi. Bir oz ichida tebranish ta'siri ostida qizdirilgan suyuqlik"hajmli dalgalanma" paydo bo'ladi: kichik, bir millimetr o'lchamdagi fraktsiyalar tarmog'i, suyuqlikdagi bug 'pufakchalari. Dastlab, bu pufakchalar asta-sekin o'sib boradi, ammo ta'sir qilish boshlanganidan 1-2 soniya o'tgach, butun jarayon keskin tezlashadi: suyuqlik tom ma'noda qaynaydi.

Mualliflarning fikricha, bunday xatti-harakatlarning ikkita sababi bor. Birinchidan, bug 'pufakchalari kichik bo'lsa-da, suyuqlikning viskozitesi, xuddi shunday, ularni "ushlab turadi", bir-biriga tezda yaqinlashishga to'sqinlik qiladi. Katta pufakchalar uchun yopishqoqlik fonga tushadi va ularning birlashishi va keyingi o'sishi yanada kuchliroq bo'ladi. Ikkinchi sabab suyuqliklar harakatini tartibga soluvchi matematik qonunlarning mohiyatida yotadi. Bu qonunlar chiziqli emas, ya'ni tashqi tebranishlar nafaqat suyuqlikni "nozik silkitishga" olib keladi, balki unda katta hajmdagi oqimlarni ham hosil qiladi. Aynan shu oqimlar tezlashib, ish hajmini samarali aralashtirib, jarayonning tezlashishiga olib keladi.

Asar mualliflari o‘zlari kashf etgan hodisa nafaqat amaliy, balki sof ilmiy qiziqish uyg‘otganini ta’kidlaydilar. Ularning tajribalarida pufakchalar tarmog'ining evolyutsiyasi bilan birga bo'lgan murakkab gidrodinamik oqimlar bilan parallel ravishda ishlaydi. fazali o'tish. Bu ikkala hodisa ham bir-birini qo'llab-quvvatlaydi va mustahkamlaydi, bu esa hatto nol tortishish sharoitida ham suyuqlikning haddan tashqari beqarorligiga olib keladi.


Yerda va nol tortishish kuchida qaynoq suv (nasa.gov dan olingan rasm)

Shunday qilib, vaznsizlikning sabablarini va ushbu hodisaning xususiyatlarini tushunib, uning inson tanasiga ta'siri masalasiga o'tishimiz mumkin.

2-bobOdam va vaznsizlik

Biz o'zimizning tortishishimizga o'rganib qolganmiz. Biz atrofimizdagi barcha jismlarning vazni borligiga o'rganib qolganmiz. Biz boshqa hech narsa vakili emasmiz. Bizning hayotimiz nafaqat og'irlik sharoitida o'tdi. Erdagi hayotning butun tarixi xuddi shu sharoitda davom etdi. Yerning tortishish kuchi millionlab yillar davomida hech qachon yo'qolmagan. Shuning uchun sayyoramizda yashovchi barcha organizmlar uzoq vaqtdan beri o'z vaznlarini qo'llab-quvvatlashga moslashgan.

Qadimgi davrlarda hayvonlarning tanasida suyaklar hosil bo'lib, ularning tanasi uchun tayanch bo'lgan. Ta'siri ostida suyaksiz hayvonlar tortishish kuchi Ular suvdan qirg'oqqa chiqarilgan yumshoq meduza kabi yerga "tarqalib" ketishardi.

Bizning barcha mushaklarimiz millionlab yillar davomida Yerning tortishish kuchini yengib, tanamizni harakatga keltirishga moslashgan.

Va tanamiz ichida hamma narsa tortishish sharoitlariga moslashgan. Yurak bir necha kilogramm qonni doimiy ravishda pompalay oladigan kuchli mushaklarga ega. Va agar pastga, oyoqlarga, u hali ham osongina oqsa, keyin yuqoriga, boshga, uni kuch bilan qo'llash kerak. Bizning barcha ichki organlarimiz kuchli ligamentlarga osilgan. Agar ular u erda bo'lmasa, ichkarilari "dumalab" tushadi, u erda bir-biriga yig'iladi.

Doimiy og'irlik tufayli biz boshning chuqur qismida, quloq orqasida joylashgan maxsus organ - vestibulyar apparatni ishlab chiqdik. Bu bizga Yerning qaysi tomonida ekanligini, "yuqoriga" va "pastga" qayerda ekanligini his qilish imkonini beradi.

Vestibulyar apparat suyuqlik bilan to'ldirilgan kichik bo'shliqdir. Ularda mayda toshlar mavjud. Biror kishi tik turganida, toshlar bo'shliqning pastki qismida yotadi. Agar odam yotsa, toshlar dumalab, yon devorga yotadi. Inson miyasi buni sezadi. Va odam, hatto ko'zlari yopiq bo'lsa ham, pastki qismi qaerda ekanligini darhol aytib beradi.

Demak, insondagi hamma narsa Yer sayyorasi yuzasida yashaydigan sharoitga moslashgan.

Va vaznsizlik kabi o'ziga xos holatda inson hayotining shartlari qanday?

Boshqariladigan kosmik kemaning parvozi paytida vaznsizlikning o'ziga xos xususiyatini hisobga olish ayniqsa muhimdir: vaznsizlik holatidagi odamning hayoti odatdagidan keskin farq qiladi, bu uning bir qator hayotiy funktsiyalarining o'zgarishiga olib keladi. Shunday qilib, vaznsizlik markaziy o'rinni egallaydi asab tizimi va ko'plab analizator tizimlarining retseptorlari (vestibulyar apparatlar, mushak-bo'g'im apparatlari, qon tomirlari) odatiy bo'lmagan faoliyat sharoitida. Shuning uchun vaznsizlik butun orbital parvoz davomida inson va hayvon organizmiga ta'sir qiluvchi o'ziga xos integral stimul sifatida qaraladi. Ushbu stimulga javob fiziologik tizimlardagi adaptiv jarayonlardir; ularning namoyon bo'lish darajasi vaznsizlikning davomiyligiga va kamroq darajada individual xususiyatlar organizm.

Har xil vositalar va usullar (mushaklarni mashq qilish, mushaklarni elektr stimulyatsiyasi, tananing pastki yarmiga qo'llaniladigan salbiy bosim, farmakologik va boshqa vositalar) yordamida parvoz paytida vaznsizlikning inson tanasiga salbiy ta'sirining oldini olish yoki cheklash mumkin. Taxminan 2 oy davom etgan parvozda (Amerika Skylab stantsiyasining ikkinchi ekipaji, 1973 yil) yuqori profilaktik effekt asosan kosmonavtlarning jismoniy tayyorgarligi tufayli erishildi. Velosiped ergometrida kuniga 1 soat davomida yurak urish tezligini daqiqada 150-170 zarbagacha oshirishga olib keladigan yuqori intensiv ish bajarildi. Qon aylanishi va nafas olish funktsiyasini tiklash qo'nishdan 5 kun o'tgach sodir bo'ldi. Metabolik o'zgarishlar, statik-kinetik va vestibulyar buzilishlar zaif ifodalangan.

Samarali vosita, ehtimol, kosmik kemada sun'iy "tortishish" ni yaratish bo'lishi mumkin, uni, masalan, stantsiyani katta aylanadigan (ya'ni oldinga siljimaydigan) g'ildirak shaklida qilish va joylashtirish orqali olish mumkin. uning "rim" ustidagi ish xonalari. Undagi tananing "rimining" aylanishi tufayli ular uning yuzasiga bosiladi, bu "pol" rolini o'ynaydi va jismlar sirtiga qo'llaniladigan "pol" ning reaktsiyasi. sun'iy "tortishish" ni yaratish. Kosmik kemalarda sun'iy "tortishish" ning yaratilishi vaznsizlikning hayvonlar va odamlar organizmlariga salbiy ta'sirining oldini olishni ta'minlashi mumkin.

Kosmik tibbiyotning bir qator nazariy va amaliy muammolarini hal qilish uchun vaznsizlikni modellashtirishning laboratoriya usullari, shu jumladan mushaklarning faolligini cheklash, odamni odatiy yordamdan mahrum qilish keng qo'llaniladi. vertikal o'q Gorizontal holatda yoki burchak ostida (oyoq ostidagi bosh), uzoq vaqt davomida doimiy yotoqda dam olish yoki odamni bir necha soat yoki kun davomida suyuqlikka cho'mish orqali erishiladigan gidrostatik qon bosimining pasayishi (deb ataladigan narsa). ) o'rtacha.

Vaznsizlik sharoitlari jismlarning o‘lchamini va ularga bo‘lgan masofani to‘g‘ri baholash qobiliyatini buzadi, bu esa kosmonavtlarning tevarak-atrofdagi fazoda harakatlanishiga to‘sqinlik qiladi va kosmik parvozlar vaqtida baxtsiz hodisalarga olib kelishi mumkin, deyiladi Acta Astronautica jurnalida chop etilgan fransuz olimlari maqolasida. Bugungi kunga qadar kosmonavtlarning masofalarni aniqlashdagi xatolari tasodifan yuzaga kelmasligi haqida ko'plab dalillar to'plangan. Ko'pincha uzoq ob'ektlar ularga haqiqatdan ham yaqinroq ko'rinadi. Frantsiya milliy markazi olimlari ilmiy tadqiqot samolyot parabola bo'ylab uchayotganda sun'iy ravishda yaratilgan vaznsizlik sharoitida masofalarni baholash qobiliyatining eksperimental sinovini o'tkazdi. Bunday holda, vaznsizlik juda qisqa vaqt davom etadi - taxminan 20 soniya. Ko‘ngillilarga maxsus ko‘zoynaklar yordamida kubning tugallanmagan tasviri ko‘rsatilib, to‘g‘risini to‘ldirish so‘ralgan. geometrik shakl. Oddiy tortishish ostida sub'ektlar barcha tomonlarni teng tortdilar, ammo vaznsizlik paytida ular sinovni to'g'ri bajara olmadilar. Olimlarning fikriga ko'ra, bu tajriba shuni ko'rsatadiki, bu vaznsizlik emas, balki unga uzoq muddatli moslashish, deb hisoblash kerak. muhim omil idrokni buzish.

2.1. Kosmosdagi hayot muammolarini o'rganish

NASA tomonidan amalga oshirilayotgan Skylab dasturining ilmiy rahbarlari amerikalik astronavtika boʻyicha yetakchi mutaxassislar professor E. Stulinger va doktor L. Bellyu tomonidan 1977 yilda yozilgan “Skylab Orbital Station” kitobida orbitalda olib borilgan tadqiqotlar haqida hikoya qilinadi. stantsiya

ekipaj a'zolarining imkoniyatlariga atrofdagi kosmik fazoning ta'siri. Biotibbiyot tadqiqotlari dasturi quyidagi to'rtta yo'nalishni qamrab oldi: tibbiy eksperimentlar o'sha fiziologik ta'sirlarni va ularning oldingi parvozlar davomida kuzatilgan ta'sir qilish davrini chuqur o'rganishni o'z ichiga oldi.

Biologik tajribalar vaznsizlik sharoitlari ta'sir qilishi mumkin bo'lgan fundamental biologik jarayonlarni o'rganishni o'z ichiga oladi.

Biotexnik tajribalar kosmosda ishlashda inson-mashina tizimlarining samaradorligini oshirishga va biotexnikadan foydalanish texnikasini takomillashtirishga qaratilgan edi. Mana bir nechta tadqiqot mavzulari:

tuz balansini o'rganish;

tana suyuqliklarining biologik tadqiqotlari;

suyak to'qimalaridagi o'zgarishlarni o'rganish;

parvoz paytida tananing pastki qismida salbiy bosim hosil qilish;

Vektorli kardiogrammalarni olish;

· sitogenetik qon testlari;

Immunitetni o'rganish;

Qon hajmining o'zgarishi va qizil qon hujayralarining umr ko'rish davomiyligini o'rganish;

qizil qon hujayralari metabolizmini o'rganish;

maxsus gematologik ta'sirlarni o'rganish;

· kosmik parvoz sharoitida uyqu va uyg'onish siklini o'rganish;

muayyan ish operatsiyalari paytida kosmonavtlarni suratga olish;

metabolizm tezligini o'lchash;

kosmik parvoz sharoitida kosmonavtning tana vaznini o'lchash;

· vaznsizlikning tirik hujayralar va inson to'qimalariga ta'sirini o'rganish. (1-ilova)

Rossiya olimlari va kosmonavtlari tomonidan katta ilmiy va amaliy materiallar to'plangan.

Nol tortishish sharoitida odamlarni operatsiya qilish mumkinmi? Bir qarashda, bu savol aql bovar qilmaydigan ko'rinadi, lekin, aslida, bizning dunyomizda ko'p narsa mumkin!

Bu shuni ko'rsatdiki, olimlar ko'pincha ba'zi kamchiliklarga ega bo'lgan va takomillashtirishni talab qiladigan tajribalardan haqiqiy kashfiyotlarga o'tishga muvaffaq bo'lishdi va nol tortishish kuchida odamni operatsiya qilish mumkinligini amalda isbotlay olishdi!

2.2. Kosmosda operatsiya

Bordolik professor Dominik Martin boshchiligidagi frantsuz shifokorlari nol tortishish sharoitida dunyodagi birinchi jarrohlik operatsiyasini o‘tkazishdi. Tajriba A-300 layneri bortida maxsus jihozlangan modulda o‘tkazildi. Unda uchta jarroh va ikkita anesteziolog ishtirok etdi, ular ko'ngilli bemor 46 yoshli Filipp Sanchoning qo'lidagi yog'li o'smani shartlar ostida olib tashlashlari kerak edi.

Professor Marten aytganidek, tibbiyot kasbining vazifasi ko'rsatish emas edi texnik yutuqlar, lekin vaznsiz sharoitlarda operatsiyaning maqsadga muvofiqligini tekshirish uchun. "Biz kosmik sharoitga mos keladigan vaziyatni simulyatsiya qildik va endi biz odamni koinotda jiddiy asoratlarsiz operatsiya qilish mumkinligini bilamiz", deb qo'shimcha qildi jarroh. Uning so‘zlariga ko‘ra, o‘simtani olib tashlash operatsiyasi jami 10 daqiqadan kamroq vaqtni olgan. A-300 bortida uch soatlik parvoz rejimi shunday tuzilganki, bu vaqt ichida vaznsizlik holati 32 marta yaratilgan, har bir faza taxminan 20 soniya davom etgan. "Agar biz ikki soat davomida doimiy ravishda vaznsizlik holatida bo'lsak, appenditsitni operatsiya qilishimiz mumkin edi", dedi professor Marten.

Taxminan bir yildan so'ng o'tkazilishi rejalashtirilgan tajribaning navbatdagi bosqichi jarrohlik operatsiyasi bo'lib, uni yerdan turib buyruqlar bilan boshqariladigan tibbiy robot amalga oshirishi kerak bo'ladi.

2.3. Koinot ishlanmalarini Yerda qo'llash

Biz nol tortishish kuchida suzib yurgan astronavtlar kabi kamroq va kamroq harakatlanamiz. Qanday bo'lmasin, biz kosmonavtlar to'liq azob chekayotgan motor faolligining pasayishining barcha kamchiliklarini boshdan kechiramiz. Orbitada ishlaydiganlar uchun olimlar ularga qarshi turishning ko'plab usullarini o'ylab topishdi. Er yuzida, yaqinda ma'lum bo'lishicha, bu ixtirolarning ba'zilari hatto umuman yurmaganlar ham oyoqqa turishadi. "Kosmosda va Yerda ta'sir omillari bir-biriga o'xshash, shuning uchun vaznsizlikda yuzaga keladigan ta'sirga qarshi kurash usullari qo'llanilishi mumkin bo'ldi. oddiy hayot, - deydi Biotibbiy muammolar instituti sensorimotor fiziologiya va profilaktika kafedrasi mudiri Inessa Benediktovna KOZLOVSKAYA. - Harakat faolligining pasayishi (gipokineziya) jamiyatimiz hayotida etakchi omilga aylanmoqda: biz harakat qilishni to'xtatamiz. Bir amerikalik tadqiqotchi turli kasb egalari va hayvonlarning kundalik mushaklari faoliyatini kuzatdi. Ma'lum bo'lishicha, bizning faolligimiz har qanday tirik mavjudotning (kalamushlar, mushuklar, itlar, maymunlar) faoliyati bilan solishtirganda ikki darajali darajadan kamroqdir.

Biz gipokinetik kasallik yoqasida turibmiz, chuqur charchoq kasalligi, uning eng yorqin ifodasini 1970 yilda kosmonavtlarda ko'rganmiz. 17 kunlik parvozdan qaytgach, ular haqiqatan ham turolmadilar yoki harakatlana olmadilar, hatto nafas olishlari ham qiyin edi, chunki nafas olish mushaklari ham zaiflashgan.

"Biz quruq suvga cho'mish yordamida Yerdagi vaznsizlik ta'sirini simulyatsiya qildik", deydi Irina SAENKO, katta ilmiy xodim, Rossiya Fanlar akademiyasi Biotibbiyot muammolari instituti RF SSC klinik fiziologiya bo'limi boshlig'i. - Buning uchun suv sathidan sezilarli darajada katta bo'lgan suv havzasiga yupqa suv o'tkazmaydigan plyonka joylashtiriladi va odam undan ajratilgan holda suvga botiriladi. Shu bilan birga, u o'z qo'llab-quvvatlashini yo'qotadi va biz vosita buzilishlari qanchalik tez rivojlana boshlaganini ko'ramiz: harakatlarning holati va muvofiqlashtirilishi buziladi. U beqaror turadi, yomon va noqulay yuradi, qiyinchilik bilan aniq operatsiyalarni bajaradi. Ushbu buzilishlarning oldini olish uchun tik turgan va yurish paytida Yerda yuzaga keladigan yukga taxminan teng yukni qo'llash orqali oyoqlarning qo'llab-quvvatlash zonalarini rag'batlantirish taklif qilindi.

Bundan tashqari, boshqa samarali usullar odamlarni yer sharoitida davolash, masalan, pingvin kostyumi 1992 yilda yer tibbiyotiga kiritila boshlandi (u kosmosda 20 yildan ortiq qo'llanilgan), bolalarni davolash uchun yuqori chastotali va yuqori intensiv elektr stimulyatsiyasi. miya yarim palsi va kasallik tufayli yolg'on gapiradigan odamlar bilan.

Shunday qilib, inshoning ikkinchi va oxirgi bobi o'z nihoyasiga yetdi. Barcha materiallarni taqdim etgandan so'ng, men xulosaga o'tmoqchiman.

XULOSA

Shunday qilib, ishimni yakunlab, mavzuning mohiyatini ochib beradigan referatning asosiy qoidalarini yana bir bor eslab o'tmoqchiman:

1) Tayanch bilan birga tana erkin yiqilganda, ya’ni tana va tayanchning tezlashishi erkin tushish tezlanishiga teng bo’lganda vaznsizlik yuzaga keladi;

2) vaznsizlikning ikki turi mavjud: statik va dinamik;

3) Og'irliksizlikdan yer sharoitida amalga oshirish qiyin yoki imkonsiz bo'lgan ba'zi texnologik jarayonlarni amalga oshirish uchun foydalanish mumkin;

4) Olovni vaznsiz sharoitda o'rganish kosmik kemaning yong'inga chidamliligini baholash va maxsus yong'inga qarshi vositalarni ishlab chiqish uchun zarur;

5) Kosmosda suyuqlikning qaynash jarayonini batafsil tushunish bortida tonnalab suyuq yoqilg'i tashuvchi kosmik kemaning muvaffaqiyatli ishlashi uchun juda muhimdir;

6) Vaznsizlikning organizmga ta'siri salbiy, chunki u bir qator hayotiy funktsiyalarida o'zgarishlarga olib keladi. Buni kosmik kemada sun'iy tortishish yaratish, kosmonavtlarning mushaklar faolligini cheklash va boshqalar orqali tuzatish mumkin.

7) Odamni kosmosda, vaznsizlik sharoitida operatsiya qilish mumkin. Buni Bordolik professor Dominik Martin boshchiligidagi frantsuz shifokorlari isbotladilar.

Shunday qilib, vaznsizlik haqida juda ko'p turli xil ma'lumotlarni topish mumkin, ammo menimcha, mening ishimda material biroz batafsilroq taqdim etilgan, chunki u ikki nuqtai nazardan ko'rib chiqiladi. turli nuqtalar ko'rish: jismoniy va tibbiy. Abstrakt shuningdek, olimlarning vaznsiz sharoitlarda o'tkazgan ba'zi tajribalarining tavsiflarini o'z ichiga oladi. Bu, mening fikrimcha, vaznsizlikning vizual tasvirini, uning paydo bo'lish mexanizmini, ushbu hodisaning xususiyatlarini va tanaga ta'sirini beradi. Vaznsizlik fenomeniga ikkita nuqtai nazar - jismoniy va tibbiy - bir-birini to'ldiradi, chunki fizikasiz tibbiyot mumkin emas!

Adabiyot

1) Katta Sovet entsiklopediyasi(30 jildda). Ch. ed. . Nashr 3. M., "Sovet ensiklopediyasi", 1974 yil.

2) Kabardin: Ma'lumotnomalar: Qo'llanma talabalar uchun.- 3-nashr - M.: Ma'rifat, 1991. - 367b.

3), Orbitada - kosmik kema. - M .: Pedagogika, 1980

4) Makovetskiy ildizga! Qiziqarli masalalar va savollar to'plami. - M.: Nauka, 1979 yil

5) Chandaeva va odam. -M.: "Aspect Press" OAJ, 1994 y

6) Belyu L., Stulinger E. "Skylab" orbital stantsiyasi. AQSh, 1973. (Ingliz tilidan qisqartirilgan tarjima). Ed. Fizika-matematika fanlari doktori Fanlar. M., "Muhandislik", 1977 - Kirish rejimi: http://epizodsspace. *****/bibl/skylab/obl. html

7) Dyubankova O. Kosmik tibbiyot Yerga etib bormaydi *****/onlayn/salomatlik/511/03_01

8) Ivanov I. Suyuqlikning tebranishi uning vaznsizlikda qaynashini tezlashtiradi. Veb-sayt: Elementlar. Ilmiy yangiliklar. Kirish rejimi - http://*****/news/164820?sahifa

9) Klushantsev P. Orbitada uy: orbital stantsiyalar haqida hikoyalar. - L .: Det. lit., 1975 yil. - B.25-28. Per. elektron pochtada ko'rinish. Yu. Zubakin, 2007- Kirish rejimi: (http://www. *****, http://epizodsspace. *****/bibl/Klusantsev/dom-na-orb75/Klushantsev_04. htm)

10) Odamlarni kosmosda operatsiya qilish mumkin. Frantsuz shifokorlari nol tortishish sharoitida birinchi jarrohlik operatsiyasini o'tkazishdi. Veb-sayt Rus gazetasi. RIA yangiliklari. – Kirish rejimi: http://www. *****/2006/09/28/nevesomost-anons. html

11) Vaznsizlikdagi alanga. Moshkov kutubxonasi. – Kirish rejimi: http://*****/tp/nr/pn. htm

12) Olimlar vaznsizlik nima uchun xavfli ekanligini aniqladilar. Gazeta-24. – Kirish rejimi: RIA Novosti http://24.ua/news/show/id/66415.htm

ILOVA

1-ilova

http://pandia.ru/text/78/040/images/image038_0.jpg" kengligi="265" balandligi="188 src=">

Guruch. 2. Vaznsizlikda namunalar massasini aniqlash qurilmasi:
1 - elastik qopqoq

http://pandia.ru/text/78/040/images/image040.jpg" eni="426" balandligi="327 src=">

Guruch. 4. Skylab stansiyasi bortida LBNP kosmik apparati bilan ishlash (rasm)

http://pandia.ru/text/78/040/images/image042.jpg" width="185" height="201">

Guruch. 6. Tana vaznini o'lchash

http://pandia.ru/text/78/040/images/image044.jpg" eni="242" balandligi="455 src=">

Guruch. 8. Astronavtlarning uyqu vaqtidagi uyqu va reaksiyalarni o'rganish


Guruch. 9. Velosiped ergometrida tajribalar paytida kosmonavtning metabolik xususiyatlarini o'rganish:
1 - velosiped ergometri; 2 - metabolik analizator: 3 - og'iz bo'shlig'i; 4 - shlang; 5 - haroratni o'lchash uchun prob; 6 - elektrodlar