Sulit dengan gravitasi, tetapi bahkan lebih buruk tanpanya

Terlihat lebih dari sekali di film, "menghidupkan" gravitasi di atas pesawat ruang angkasa yang bepergian di luar angkasa terlihat sangat keren. Kecuali bahwa pencipta mereka hampir tidak pernah menjelaskan bagaimana hal itu dilakukan. Kadang-kadang, seperti pada 2001: A Space Odyssey (1) atau Penumpang yang lebih baru, kapal harus diputar untuk mensimulasikan gravitasi.

Seseorang dapat bertanya dengan agak provokatif - mengapa gravitasi dibutuhkan di atas pesawat ruang angkasa? Lagi pula, lebih mudah tanpa gravitasi umum, orang menjadi lebih sedikit lelah, barang-barang yang dibawa tidak berat, dan banyak tugas membutuhkan usaha fisik yang jauh lebih sedikit.

Namun, ternyata upaya ini, yang terkait dengan mengatasi gravitasi secara konstan, sangat penting bagi kita dan tubuh kita. Tidak ada gravitasiAstronot sudah lama terbukti mengalami pengeroposan tulang dan otot. Astronot pada latihan ISS, berjuang dengan kelemahan otot dan pengeroposan tulang, tetapi masih kehilangan massa tulang di luar angkasa. Mereka perlu berolahraga dua hingga tiga jam sehari untuk menjaga massa otot dan kesehatan kardiovaskular. Selain itu, tidak hanya elemen-elemen ini, yang terkait langsung dengan beban pada tubuh, yang terpengaruh oleh ketiadaan gravitasi. Ada masalah dengan menjaga keseimbangan, tubuh mengalami dehidrasi. Dan ini hanyalah awal dari masalah.

Ternyata dia juga semakin lemah. Beberapa sel kekebalan tidak dapat melakukan tugasnya dan sel darah merah mati. Ini menyebabkan batu ginjal dan melemahkan jantung. Sekelompok ilmuwan dari Rusia dan Kanada menganalisis konsekuensi dari beberapa tahun terakhir gayaberat mikro tentang komposisi protein dalam sampel darah delapan belas kosmonot Rusia yang tinggal di Stasiun Luar Angkasa Internasional selama setengah tahun. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dalam keadaan tanpa bobot, sistem kekebalan berperilaku dengan cara yang sama seperti ketika tubuh terinfeksi, karena tubuh manusia tidak tahu apa yang harus dilakukan dan mencoba mengaktifkan semua sistem pertahanan yang mungkin.

Peluang gaya sentrifugal

Jadi kita sudah tahu betul bahwa tidak ada gravitasi itu tidak baik, bahkan berbahaya bagi kesehatan. Dan sekarang apa? Tidak hanya pembuat film, tetapi juga peneliti melihat peluang di gaya sentrifugal. untuk menjadi baik gaya inersia, itu meniru aksi gravitasi, secara efektif bertindak dalam arah yang berlawanan dengan pusat kerangka acuan inersia.

Penerapannya telah diteliti selama bertahun-tahun. Di Massachusetts Institute of Technology, misalnya, mantan astronot Lawrence Young menguji centrifuge, yang agak mengingatkan pada visi dari film 2001: A Space Odyssey. Orang-orang berbaring miring di peron, mendorong struktur inersia yang berputar.

Karena kita tahu bahwa gaya sentrifugal setidaknya dapat menggantikan sebagian gravitasi, mengapa kita tidak membangun kapal pada giliran ini? Nah, ternyata tidak semuanya sesederhana itu, karena, pertama, kapal semacam itu harus jauh lebih besar daripada yang sedang kita bangun, dan setiap kilogram tambahan massa yang dibawa ke luar angkasa membutuhkan biaya yang besar.

Pertimbangkan, misalnya, Stasiun Luar Angkasa Internasional sebagai tolok ukur perbandingan dan evaluasi. Ini kira-kira seukuran lapangan sepak bola, tetapi tempat tinggal hanya sebagian kecil dari ukurannya.

Simulasikan gravitasi Dalam hal ini, gaya sentrifugal dapat didekati dengan dua cara. Atau setiap elemen akan berotasi secara terpisah, yang akan menciptakan sistem kecil, tetapi kemudian, seperti yang dicatat oleh para ahli, ini bisa jadi karena kesan yang tidak selalu menyenangkan bagi astronot, yang bisa, misalnya, rasakan gravitasi yang berbeda di kaki Anda daripada di tubuh bagian atas Anda. Dalam versi yang lebih besar, seluruh ISS akan berputar, yang tentu saja harus dikonfigurasi secara berbeda, seperti sebuah cincin (2). Saat ini, membangun struktur seperti itu akan membutuhkan biaya besar dan tampaknya tidak realistis.

2. Visi cincin orbital yang memberikan gravitasi buatan

Namun, ada juga ide lain. misalnya, sekelompok ilmuwan di University of Colorado di Boulder sedang mengerjakan solusi dengan sedikit ambisi. Alih-alih mengukur "menciptakan kembali gravitasi," para ilmuwan berfokus pada mengatasi masalah kesehatan yang terkait dengan kurangnya gravitasi di ruang angkasa.

Seperti yang dikandung oleh para peneliti Boulder, astronot dapat merangkak ke ruangan khusus selama beberapa jam sehari untuk mendapatkan dosis gravitasi harian, yang seharusnya memecahkan masalah kesehatan. Subyek ditempatkan pada platform logam yang mirip dengan troli rumah sakit (3). Ini disebut centrifuge yang berputar pada kecepatan yang tidak rata. Kecepatan sudut yang dihasilkan oleh centrifuge mendorong kaki orang tersebut ke arah dasar platform, seolah-olah mereka berdiri di bawah beratnya sendiri.

3. Perangkat diuji di University of Boulder.

Sayangnya, jenis olahraga ini pasti terkait dengan mual. Para peneliti mulai mencari tahu apakah mual benar-benar merupakan label harga yang terkait dengannya. gravitasi buatan. Bisakah astronot melatih tubuh mereka untuk bersiap menghadapi G-force tambahan? Di akhir sesi kesepuluh para sukarelawan, semua subjek berputar dengan kecepatan rata-rata sekitar tujuh belas putaran per menit tanpa konsekuensi yang tidak menyenangkan, mual, dll. Ini adalah pencapaian yang signifikan.

Ada ide alternatif untuk gravitasi di kapal. Ini termasuk, misalnya, Desain Sistem Tipe Kanada (LBNP), yang dengan sendirinya menciptakan pemberat di sekitar pinggang seseorang, menciptakan perasaan berat di tubuh bagian bawah. Tetapi apakah cukup bagi seseorang untuk menghindari konsekuensi dari penerbangan luar angkasa, yang tidak menyenangkan bagi kesehatan? Sayangnya, ini tidak akurat.