Βάρος ως η δύναμη με την οποία δρα οποιοδήποτε σώμα σε μια επιφάνεια, στήριγμα ή ανάρτηση. Το βάρος προκύπτει λόγω της βαρυτικής έλξης της Γης. Αριθμητικά, το βάρος είναι ίσο με τη δύναμη της βαρύτητας, αλλά η τελευταία εφαρμόζεται στο κέντρο μάζας του σώματος, ενώ το βάρος εφαρμόζεται στο στήριγμα.

Η έλλειψη βαρύτητας - μηδενικό βάρος, μπορεί να συμβεί εάν δεν υπάρχει βαρυτική δύναμη, δηλαδή το σώμα είναι αρκετά μακριά από ογκώδη αντικείμενα που μπορούν να το προσελκύσουν.

Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός βρίσκεται 350 χιλιόμετρα από τη Γη. Σε αυτή την απόσταση, η επιτάχυνση της βαρύτητας (g) είναι 8,8 m/s2, που είναι μόνο 10% μικρότερη από ό,τι στην επιφάνεια του πλανήτη.

Αυτό σπάνια παρατηρείται στην πράξη - η βαρυτική επιρροή υπάρχει πάντα. Οι αστροναύτες στον ISS εξακολουθούν να επηρεάζονται από τη Γη, αλλά υπάρχει έλλειψη βαρύτητας εκεί.

Μια άλλη περίπτωση έλλειψης βαρύτητας εμφανίζεται όταν η βαρύτητα αντισταθμίζεται από άλλες δυνάμεις. Για παράδειγμα, ο ISS υπόκειται στη βαρύτητα, ελαφρώς μειωμένος λόγω της απόστασης, αλλά ο σταθμός κινείται επίσης σε κυκλική τροχιά με ταχύτητα διαφυγής και η φυγόκεντρος δύναμη αντισταθμίζει τη βαρύτητα.

Η έλλειψη βαρύτητας στη Γη

Το φαινόμενο της έλλειψης βαρύτητας είναι επίσης πιθανό στη Γη. Υπό την επίδραση της επιτάχυνσης, το σωματικό βάρος μπορεί να μειωθεί ή ακόμη και να γίνει αρνητικό. Το κλασικό παράδειγμα που δίνουν οι φυσικοί είναι ένα ασανσέρ που πέφτει.

Εάν ο ανελκυστήρας κινείται προς τα κάτω με επιτάχυνση, τότε η πίεση στο δάπεδο του ανελκυστήρα, άρα και το βάρος, θα μειωθεί. Επιπλέον, αν η επιτάχυνση είναι ίση με την επιτάχυνση της βαρύτητας, δηλαδή ο ανελκυστήρας πέσει, το βάρος των σωμάτων θα γίνει μηδέν.

Αρνητικό βάρος παρατηρείται εάν η επιτάχυνση της κίνησης του ανελκυστήρα υπερβαίνει την επιτάχυνση της βαρύτητας - τα σώματα μέσα θα «κολλήσουν» στην οροφή της καμπίνας.

Αυτό το αποτέλεσμα χρησιμοποιείται ευρέως για την προσομοίωση της έλλειψης βαρύτητας στην εκπαίδευση αστροναυτών. Το αεροσκάφος, εξοπλισμένο με θάλαμο εκπαίδευσης, ανεβαίνει σε σημαντικό ύψος. Μετά από αυτό καταδύεται κατά μήκος μιας βαλλιστικής τροχιάς, στην πραγματικότητα, το μηχάνημα ισοπεδώνεται στην επιφάνεια της γης. Όταν καταδύεστε από 11 χιλιάδες μέτρα, μπορείτε να έχετε 40 δευτερόλεπτα έλλειψης βαρύτητας, η οποία χρησιμοποιείται για προπόνηση.

Υπάρχει μια εσφαλμένη αντίληψη ότι τέτοιοι άνθρωποι εκτελούν σύνθετες φιγούρες, όπως ο «βρόχος Nesterov», για να επιτύχουν έλλειψη βαρύτητας. Μάλιστα, για εκπαίδευση χρησιμοποιούνται τροποποιημένα επιβατικά αεροσκάφη παραγωγής, τα οποία δεν είναι ικανά για σύνθετους ελιγμούς.

Φυσική Έκφραση

Ο φυσικός τύπος για το βάρος (P) κατά τη διάρκεια της επιταχυνόμενης κίνησης ενός υποστηρίγματος, είτε πρόκειται για πτώμα είτε για καταδυτικό αεροσκάφος, έχει ως εξής:

όπου m είναι η μάζα σώματος,
ζ – επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης,
α είναι η επιτάχυνση της υποστήριξης.

Όταν g και a είναι ίσα, επιτυγχάνεται P=0, δηλαδή έλλειψη βαρύτητας.

Σύμφωνα με το νόμο της παγκόσμιας έλξης, όλα τα σώματα έλκονται μεταξύ τους και η δύναμη έλξης είναι ευθέως ανάλογη με τις μάζες των σωμάτων και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους. Δηλαδή, η έκφραση «απουσία βαρύτητας» δεν έχει κανένα νόημα. Σε υψόμετρο αρκετών εκατοντάδων χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της Γης - όπου πετούν επανδρωμένα διαστημικά σκάφη και διαστημικοί σταθμοί - η βαρυτική δύναμη της Γης είναι πολύ ισχυρή και ουσιαστικά δεν διαφέρει από τη βαρυτική δύναμη κοντά στην επιφάνεια.

Εάν ήταν τεχνικά δυνατό να ρίξει ένα αντικείμενο από έναν πύργο ύψους 300 χιλιομέτρων, θα άρχιζε να πέφτει κατακόρυφα και με την επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης, όπως ακριβώς θα έπεφτε από το ύψος ενός ουρανοξύστη ή από το ύψος ενός ανθρώπου. Έτσι, κατά τις τροχιακές πτήσεις, η δύναμη της βαρύτητας δεν απουσιάζει ή εξασθενεί σε σημαντικό βαθμό, αλλά αντισταθμίζεται. Ακριβώς όπως για τα σκάφη και τα μπαλόνια, η δύναμη της βαρύτητας της γης αντισταθμίζεται από την Αρχιμήδεια δύναμη και για τα αεροσκάφη με φτερωτά - από τη δύναμη ανύψωσης του φτερού.

Ναι, αλλά το αεροπλάνο πετάει και δεν πέφτει και ο επιβάτης μέσα στην καμπίνα δεν πετάει σαν αστροναύτες στον ISS. Κατά τη διάρκεια μιας κανονικής πτήσης, ο επιβάτης αισθάνεται τέλεια το βάρος του και αυτό που τον εμποδίζει να πέσει στο έδαφος δεν είναι η άμεση δύναμη ανύψωσης, αλλά η δύναμη αντίδρασης του εδάφους. Μόνο κατά τη διάρκεια μιας έκτακτης ανάγκης ή που προκαλείται τεχνητά απότομη πτώση, ένα άτομο αισθάνεται ξαφνικά ότι σταματά να ασκεί πίεση στο στήριγμα. Προκύπτει έλλειψη βαρύτητας. Γιατί; Επειδή όμως αν η απώλεια ύψους συμβεί με επιτάχυνση κοντά στην επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης, τότε η στήριξη δεν εμποδίζει πλέον τον επιβάτη να πέσει - πέφτει η ίδια.

spaceref.comΕίναι σαφές ότι όταν το αεροπλάνο σταματήσει να κατεβαίνει απότομα ή, δυστυχώς, πέσει στο έδαφος, τότε θα γίνει σαφές ότι η βαρύτητα δεν έχει εξαφανιστεί. Διότι σε επίγειες και κοντά στη Γη συνθήκες, η επίδραση της έλλειψης βαρύτητας είναι δυνατή μόνο κατά τη διάρκεια μιας πτώσης. Στην πραγματικότητα, μια μεγάλη πτώση είναι μια τροχιακή πτήση. Ένα διαστημόπλοιο που κινείται σε τροχιά με ταχύτητα διαφυγής εμποδίζεται να πέσει στη Γη λόγω της δύναμης της αδράνειας. Η αλληλεπίδραση της βαρύτητας και της αδράνειας ονομάζεται «φυγόκεντρη δύναμη», αν και στην πραγματικότητα τέτοια δύναμη δεν υπάρχει, είναι κατά κάποιο τρόπο φαντασία. Η συσκευή τείνει να κινείται σε ευθεία γραμμή (εφαπτομενικά στην τροχιά κοντά στη Γη), αλλά η βαρύτητα της Γης «περιστρέφει» συνεχώς την τροχιά της κίνησης. Εδώ, το αντίστοιχο της βαρυτικής επιτάχυνσης είναι η λεγόμενη κεντρομόλος επιτάχυνση, με αποτέλεσμα να μην αλλάζει η τιμή της ταχύτητας, αλλά το διάνυσμά της. Και επομένως η ταχύτητα του πλοίου παραμένει αμετάβλητη, αλλά η κατεύθυνση κίνησης αλλάζει συνεχώς. Δεδομένου ότι τόσο το διαστημόπλοιο όσο και ο αστροναύτης κινούνται με την ίδια ταχύτητα και με την ίδια κεντρομόλο επιτάχυνση, το διαστημόπλοιο δεν μπορεί να λειτουργήσει ως στήριγμα στο οποίο πιέζει το βάρος ενός ατόμου. Το βάρος είναι η δύναμη ενός σώματος που δρα σε ένα στήριγμα που προκύπτει στο πεδίο της βαρύτητας και το εμποδίζει να πέσει, αλλά ένα πλοίο, όπως ένα αεροπλάνο που κατέρχεται απότομα, δεν το εμποδίζει να πέσει.

Γι' αυτό είναι εντελώς λάθος να μιλάμε για την απουσία γήινης βαρύτητας ή την παρουσία «μικροβαρύτητας» (όπως συνηθίζεται στις αγγλόφωνες πηγές) σε τροχιά. Αντίθετα, η βαρύτητα της γης είναι ένας από τους κύριους παράγοντες του φαινομένου της έλλειψης βαρύτητας που εμφανίζεται στο πλοίο.

Μπορούμε να μιλήσουμε για πραγματική μικροβαρύτητα μόνο όταν εφαρμόζεται σε πτήσεις σε διαπλανητικό και διαστρικό διάστημα. Μακριά από ένα μεγάλο ουράνιο σώμα, οι βαρυτικές δυνάμεις των μακρινών αστεριών και πλανητών θα είναι τόσο αδύναμες που θα προκύψει η επίδραση της έλλειψης βαρύτητας. Έχουμε διαβάσει περισσότερες από μία φορές σε μυθιστορήματα επιστημονικής φαντασίας πώς να το αντιμετωπίσουμε. Οι διαστημικοί σταθμοί με τη μορφή ενός τόρου (τιμόνι) θα περιστρέφονται γύρω από έναν κεντρικό άξονα και θα δημιουργούν μια απομίμηση της βαρύτητας χρησιμοποιώντας φυγόκεντρη δύναμη. Είναι αλήθεια ότι για να δημιουργήσετε το ισοδύναμο της βαρύτητας, θα πρέπει να δώσετε στον τόρο διάμετρο μεγαλύτερη από 200 m Υπάρχουν και άλλα προβλήματα που σχετίζονται με την τεχνητή βαρύτητα. Όλα αυτά λοιπόν είναι θέμα του απώτερου μέλλοντος.

Τι είναι η έλλειψη βαρύτητας; Πλωτά κύπελλα, η ικανότητα να πετάς και να περπατάς στην οροφή και να μετακινείς ακόμα και τα πιο ογκώδη αντικείμενα με ευκολία - αυτή είναι η ρομαντική ιδέα αυτής της φυσικής ιδέας.

Εάν ρωτήσετε έναν αστροναύτη τι είναι η έλλειψη βαρύτητας, θα σας πει πόσο δύσκολο είναι κατά τη διάρκεια της πρώτης εβδομάδας στο σταθμό και πόσος χρόνος χρειάζεται για να ανακάμψετε μετά την επιστροφή, συνηθίζοντας τις συνθήκες της βαρύτητας. Ένας φυσικός, πιθανότατα, θα παραλείψει τέτοιες αποχρώσεις και θα αποκαλύψει την έννοια με μαθηματική ακρίβεια χρησιμοποιώντας τύπους και αριθμούς.

Ορισμός

Ας ξεκινήσουμε τη γνωριμία μας με το φαινόμενο αποκαλύπτοντας την επιστημονική ουσία του ζητήματος. Οι φυσικοί ορίζουν την έλλειψη βαρύτητας ως την κατάσταση ενός σώματος όταν η κίνησή του ή οι εξωτερικές δυνάμεις που ασκούν πάνω του δεν οδηγούν σε αμοιβαία πίεση σωματιδίων το ένα στο άλλο. Το τελευταίο συμβαίνει πάντα στον πλανήτη μας όταν οποιοδήποτε αντικείμενο κινείται ή βρίσκεται σε ηρεμία: πιέζεται από τη βαρύτητα και την αντίθετα κατευθυνόμενη αντίδραση της επιφάνειας στην οποία βρίσκεται το αντικείμενο.

Εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα αποτελούν οι περιπτώσεις πτώσης με την ταχύτητα που προσδίδει η βαρύτητα στο σώμα. Σε μια τέτοια διαδικασία, δεν υπάρχει πίεση σωματιδίων το ένα στο άλλο, εμφανίζεται έλλειψη βαρύτητας. Η φυσική λέει ότι η κατάσταση που εμφανίζεται στα διαστημόπλοια και μερικές φορές στα αεροπλάνα βασίζεται στην ίδια αρχή. Η έλλειψη βαρύτητας εμφανίζεται σε αυτές τις συσκευές όταν κινούνται με σταθερή ταχύτητα προς οποιαδήποτε κατεύθυνση και βρίσκονται σε κατάσταση ελεύθερης πτώσης. Ένας τεχνητός δορυφόρος ή παραδίδεται σε τροχιά χρησιμοποιώντας όχημα εκτόξευσης. Τους δίνει μια συγκεκριμένη ταχύτητα, η οποία διατηρείται αφού η συσκευή σβήσει τους δικούς της κινητήρες. Σε αυτή την περίπτωση, το πλοίο αρχίζει να κινείται μόνο υπό την επίδραση της βαρύτητας και εμφανίζεται έλλειψη βαρύτητας.

Κατά οίκον

Οι συνέπειες των πτήσεων για τους αστροναύτες δεν σταματούν εκεί. Αφού επιστρέψουν στη Γη, πρέπει να προσαρμοστούν ξανά στη βαρύτητα για κάποιο χρονικό διάστημα. Τι είναι η έλλειψη βαρύτητας για έναν αστροναύτη που έχει ολοκληρώσει την πτήση του; Καταρχήν είναι συνήθεια. Η συνείδηση ​​για κάποιο χρονικό διάστημα εξακολουθεί να αρνείται να δεχτεί το γεγονός της παρουσίας της βαρύτητας. Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν συχνά περιπτώσεις που ένας αστροναύτης, αντί να βάλει ένα φλιτζάνι στο τραπέζι, απλά το άφησε να φύγει και κατάλαβε το λάθος μόνο αφού άκουσε τον ήχο των πιάτων να σπάνε στο πάτωμα.

Θρέψη

Ένα από τα δύσκολα και ταυτόχρονα ενδιαφέροντα καθήκοντα για τους διοργανωτές επανδρωμένων πτήσεων είναι να παρέχουν στους αστροναύτες τροφή που είναι εύκολα εύπεπτη από το σώμα υπό την επίδραση της έλλειψης βαρύτητας σε βολική μορφή. Τα πρώτα πειράματα δεν προκάλεσαν ιδιαίτερο ενθουσιασμό στα μέλη του πληρώματος. Ενδεικτική περίπτωση ως προς αυτό είναι όταν ο Αμερικανός αστροναύτης Τζον Γιανγκ, αντίθετα με τις αυστηρές απαγορεύσεις, έφερε στο πλοίο ένα σάντουιτς, το οποίο όμως δεν έφαγαν, για να μην παραβιάσουν ακόμη περισσότερο τους κανονισμούς.

Σήμερα δεν υπάρχουν προβλήματα με τη διαφορετικότητα. Η λίστα με τα πιάτα που είναι διαθέσιμα στους Ρώσους κοσμοναύτες περιλαμβάνει 250 είδη. Μερικές φορές ένα φορτηγό πλοίο που αναχωρεί για το σταθμό θα παραδώσει ένα φρέσκο ​​γεύμα που παραγγέλνει ένας από το πλήρωμα.

Η βάση της δίαιτας είναι Όλα τα υγρά πιάτα, ποτά και πουρές συσκευάζονται σε σωλήνες αλουμινίου. Η συσκευασία και η συσκευασία των προϊόντων έχουν σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να αποφεύγεται η εμφάνιση ψίχουλων που επιπλέουν σε μηδενική βαρύτητα και θα μπορούσαν να μπουν στο μάτι κάποιου. Για παράδειγμα, τα μπισκότα γίνονται αρκετά μικρά και καλύπτονται με ένα κέλυφος που λιώνει στο στόμα σας.

Γνωστό περιβάλλον

Σε σταθμούς όπως ο ISS, προσπαθούν να φέρουν όλες τις συνθήκες σε όσους γνωρίζουν τη Γη. Αυτά περιλαμβάνουν εθνικά πιάτα στο μενού, κίνηση του αέρα απαραίτητη τόσο για τη λειτουργία του σώματος όσο και για την κανονική λειτουργία του εξοπλισμού, ακόμη και τον προσδιορισμό του δαπέδου και της οροφής. Το τελευταίο έχει, μάλλον, ψυχολογική σημασία. Ένας αστροναύτης σε μηδενική βαρύτητα δεν ενδιαφέρεται σε ποια θέση θα εργαστεί, ωστόσο, η κατανομή ενός δαπέδου και οροφής υπό όρους μειώνει τον κίνδυνο απώλειας προσανατολισμού και προωθεί την ταχύτερη προσαρμογή.

Η έλλειψη βαρύτητας είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους δεν γίνονται όλοι αποδεκτοί ως αστροναύτες. Η προσαρμογή κατά την άφιξη στο σταθμό και μετά την επιστροφή στη Γη είναι συγκρίσιμη με τον εγκλιματισμό, ενισχυμένη αρκετές φορές. Ένα άτομο με κακή υγεία μπορεί να μην μπορεί να αντέξει ένα τέτοιο φορτίο.

έλλειψη βαρύτητας

Αστροναύτες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

Κάψιμο ενός κεριού στη Γη (αριστερά) και σε μηδενική βαρύτητα (δεξιά)

έλλειψη βαρύτητας- κατάσταση κατά την οποία η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ ενός σώματος και ενός υποστηρίγματος (βάρος σώματος), που προκύπτει σε σχέση με τη βαρυτική έλξη, τη δράση άλλων δυνάμεων μάζας, ιδίως την αδρανειακή δύναμη που προκύπτει κατά την επιταχυνόμενη κίνηση ενός σώματος, είναι απών. Μερικές φορές μπορείτε να ακούσετε ένα άλλο όνομα για αυτό το εφέ - μικροβαρύτητα. Αυτό το όνομα είναι λανθασμένο για πτήση κοντά στη Γη. Η βαρύτητα (δύναμη έλξης) παραμένει η ίδια. Αλλά όταν πετούν σε μεγάλες αποστάσεις από ουράνια σώματα, όταν η βαρυτική τους επίδραση είναι αμελητέα, στην πραγματικότητα προκύπτει μικροβαρύτητα.

Για να κατανοήσετε την ουσία της έλλειψης βαρύτητας, μπορείτε να εξετάσετε ένα αεροπλάνο που πετά κατά μήκος μιας βαλλιστικής τροχιάς. Τέτοιες μέθοδοι χρησιμοποιούνται για την εκπαίδευση αστροναυτών στη Ρωσία και τις ΗΠΑ. Στο πιλοτήριο, ένα βάρος κρέμεται από μια χορδή, η οποία συνήθως τραβά τη χορδή προς τα κάτω (εάν το αεροπλάνο είναι σε ηρεμία ή κινείται ομοιόμορφα και σε ευθεία γραμμή). Όταν το νήμα στο οποίο κρέμεται η μπάλα δεν τεντώνεται, εμφανίζεται μια κατάσταση έλλειψης βαρύτητας. Έτσι, ο πιλότος πρέπει να ελέγχει το αεροπλάνο έτσι ώστε η μπάλα να κρέμεται στον αέρα και η χορδή να μην είναι τεντωμένη. Για να επιτευχθεί αυτό το αποτέλεσμα, το επίπεδο πρέπει να έχει σταθερή καθοδική επιτάχυνση g. Με άλλα λόγια, οι πιλότοι δημιουργούν μηδενική δύναμη g. Μια τέτοια υπερφόρτωση μπορεί να δημιουργηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα (μέχρι 40 δευτερόλεπτα) εκτελώντας έναν ειδικό ελιγμό ακροβατικών (που δεν έχει άλλο όνομα από «αστοχία στον αέρα»). Οι πιλότοι χαμηλώνουν απότομα το ύψος σε ένα τυπικό ύψος πτήσης 11.000 μέτρων, αυτό δίνει τα απαιτούμενα 40 δευτερόλεπτα «αβαρύτητας». Μέσα στην άτρακτο υπάρχει ένας θάλαμος στον οποίο εκπαιδεύονται οι μελλοντικοί κοσμοναύτες έχει μια ειδική μαλακή επίστρωση στους τοίχους για την αποφυγή τραυματισμών όταν κερδίζει και χάνει υψόμετρο. Ένα άτομο βιώνει ένα συναίσθημα παρόμοιο με την έλλειψη βαρύτητας όταν πετάει σε πτήσεις της πολιτικής αεροπορίας κατά την προσγείωση. Ωστόσο, για χάρη της ασφάλειας της πτήσης και του μεγάλου φορτίου στη δομή του αεροσκάφους, η πολιτική αεροπορία ρίχνει το ύψος κάνοντας πολλές μεγάλες σπειροειδείς στροφές (από ύψος πτήσης 11 km σε ύψος προσέγγισης περίπου 1-2 km). Εκείνοι. Η κάθοδος πραγματοποιείται σε πολλά περάσματα, κατά τα οποία ο επιβάτης νιώθει για λίγα δευτερόλεπτα ότι τον σηκώνουν από την καρέκλα. (Το ίδιο συναίσθημα είναι γνωστό στους αυτοκινητιστές που είναι εξοικειωμένοι με διαδρομές που περνούν κατά μήκος απότομων λόφων, όταν το αυτοκίνητο αρχίζει να γλιστράει από την κορυφή) Οι ισχυρισμοί ότι το αεροσκάφος εκτελεί ακροβατικούς ελιγμούς όπως ο «βρόχος Nesterov» για να δημιουργήσει βραχυπρόθεσμη έλλειψη βαρύτητας δεν είναι παρά ένας μύθος. Η εκπαίδευση πραγματοποιείται σε ελαφρώς τροποποιημένα οχήματα κατηγορίας επιβατών ή φορτίου παραγωγής, για τα οποία οι ακροβατικοί ελιγμοί και οι παρόμοιοι τρόποι πτήσης είναι υπερκρίσιμοι και μπορεί να οδηγήσουν σε καταστροφή του οχήματος στον αέρα ή σε αστοχία ταχείας κόπωσης των δομών στήριξης.

Ιδιαιτερότητες ανθρώπινης δραστηριότητας και λειτουργίας εξοπλισμού σε συνθήκες μηδενικής βαρύτητας

Σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας σε ένα διαστημόπλοιο, πολλές φυσικές διεργασίες (συναγωγή, καύση κ.λπ.) προχωρούν διαφορετικά από ό,τι στη Γη. Η απουσία βαρύτητας, ειδικότερα, απαιτεί ειδικό σχεδιασμό συστημάτων όπως ντους, τουαλέτες, συστήματα θέρμανσης τροφίμων, εξαερισμός κ.λπ. Για να αποφευχθεί ο σχηματισμός στάσιμων ζωνών όπου μπορεί να συσσωρευτεί διοξείδιο του άνθρακα και για να εξασφαλιστεί η ομοιόμορφη ανάμειξη ζεστού και κρύου αέρα, ο ISS, για παράδειγμα, έχει εγκαταστήσει μεγάλο αριθμό ανεμιστήρων. Το φαγητό και το ποτό, η προσωπική υγιεινή, η εργασία με εξοπλισμό και γενικά οι συνηθισμένες καθημερινές δραστηριότητες έχουν επίσης τα δικά τους χαρακτηριστικά και απαιτούν από τον αστροναύτη να αναπτύξει συνήθειες και τις απαραίτητες δεξιότητες.

Τα αποτελέσματα της έλλειψης βαρύτητας λαμβάνονται αναπόφευκτα υπόψη στο σχεδιασμό ενός κινητήρα πυραύλων υγρού προωθητικού που έχει σχεδιαστεί για εκτόξευση σε μηδενική βαρύτητα. Τα συστατικά του υγρού καυσίμου στις δεξαμενές συμπεριφέρονται ακριβώς όπως κάθε υγρό (σχηματίζοντας υγρές σφαίρες). Για το λόγο αυτό, η παροχή υγρών εξαρτημάτων από τις δεξαμενές στις γραμμές καυσίμου μπορεί να καταστεί αδύνατη. Για να αντισταθμιστεί αυτό το φαινόμενο, χρησιμοποιείται ένας ειδικός σχεδιασμός δεξαμενής (με διαχωριστές αερίων και υγρών μέσων), καθώς και μια διαδικασία καθίζησης καυσίμου πριν από την εκκίνηση του κινητήρα. Αυτή η διαδικασία συνίσταται στην ενεργοποίηση των βοηθητικών μηχανών του πλοίου για επιτάχυνση. η μικρή επιτάχυνση που δημιουργούν εναποθέτει υγρό καύσιμο στο κάτω μέρος της δεξαμενής, από όπου το σύστημα τροφοδοσίας κατευθύνει το καύσιμο στις γραμμές.

Οι επιπτώσεις της έλλειψης βαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα

Κατά τη μετάβαση από τις συνθήκες της βαρύτητας της γης σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας (κυρίως όταν ένα διαστημόπλοιο μπαίνει σε τροχιά), οι περισσότεροι αστροναύτες βιώνουν μια αντίδραση οργανισμού που ονομάζεται σύνδρομο προσαρμογής στο διάστημα.

Όταν ένα άτομο μένει στο διάστημα για μεγάλο χρονικό διάστημα (μερικές εβδομάδες ή περισσότερο), η έλλειψη βαρύτητας αρχίζει να προκαλεί ορισμένες αλλαγές στο σώμα που είναι αρνητικές.

Η πρώτη και πιο προφανής συνέπεια της έλλειψης βαρύτητας είναι η ταχεία ατροφία των μυών: οι μύες στην πραγματικότητα απενεργοποιούνται από την ανθρώπινη δραστηριότητα, με αποτέλεσμα όλα τα φυσικά χαρακτηριστικά του σώματος να μειώνονται. Επιπλέον, η συνέπεια μιας απότομης μείωσης της δραστηριότητας του μυϊκού ιστού είναι η μείωση της κατανάλωσης οξυγόνου του σώματος και λόγω της προκύπτουσας περίσσειας αιμοσφαιρίνης, η δραστηριότητα του μυελού των οστών που το συνθέτει (αιμοσφαιρίνη) μπορεί να μειωθεί.

Υπάρχει επίσης λόγος να πιστεύουμε ότι η περιορισμένη κινητικότητα θα διαταράξει τον μεταβολισμό του φωσφόρου στα οστά, γεγονός που θα οδηγήσει σε μείωση της αντοχής τους.

Βάρος και βαρύτητα

Αρκετά συχνά, η εξαφάνιση του βάρους συγχέεται με την εξαφάνιση της βαρυτικής έλξης. Αυτό είναι λάθος. Ένα παράδειγμα είναι η κατάσταση στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Σε υψόμετρο 350 χιλιομέτρων (το υψόμετρο του σταθμού), η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας είναι 8,8/², που είναι μόνο 10% μικρότερη από ό,τι στην επιφάνεια της Γης. Η κατάσταση έλλειψης βαρύτητας στον ISS δεν προκύπτει λόγω της «έλλειψης βαρύτητας», αλλά λόγω της κίνησης σε μια κυκλική τροχιά με την πρώτη ταχύτητα διαφυγής, δηλαδή οι αστροναύτες φαίνεται να «πέφτουν μπροστά» συνεχώς με ταχύτητα 7,9 km/s.

Η έλλειψη βαρύτητας στη Γη

Στη Γη, για πειραματικούς σκοπούς, δημιουργείται μια βραχυπρόθεσμη κατάσταση έλλειψης βαρύτητας (έως 40 δευτερόλεπτα) όταν ένα αεροσκάφος πετά κατά μήκος ενός παραβολικού αεροπλάνου (και μάλιστα βαλλιστικού, δηλαδή αυτού κατά μήκος του οποίου το αεροσκάφος θα πετούσε κάτω από Η επιρροή της δύναμης της βαρύτητας και μόνο, είναι μια τροχιά μόνο εάν σε χαμηλές ταχύτητες είναι μια τροχιά έλλειψης, κύκλου ή υπερβολής. Η κατάσταση της έλλειψης βαρύτητας μπορεί να γίνει αισθητή στην αρχική στιγμή της ελεύθερης πτώσης ενός σώματος στην ατμόσφαιρα, όταν η αντίσταση του αέρα είναι ακόμη μικρή.

Εδαφος διά παιγνίδι γκολφ

• Αστρονομικό λεξικό Sanko N. F.
• Παραβολή μηδενικής βαρύτητας Βίντεο από το τηλεοπτικό στούντιο Roscosmos

Σημειώσεις

Ίδρυμα Wikimedia.

2010.:

• Συνώνυμα
• Ανγκρμπόντα

Πουγκάτσεφ, Εμελιάν Ιβάνοβιτς

Δείτε τι είναι το "Weightlessness" σε άλλα λεξικά:έλλειψη βαρύτητας - έλλειψη βαρύτητας...

Δείτε τι είναι το "Weightlessness" σε άλλα λεξικά:Ορθογραφικό λεξικό-βιβλίο αναφοράς - ελαφρότητα, αιθέρια, αδυναμία, υδρο-βαρύτητα, ασημαντότητα, ευάερο Λεξικό ρωσικών συνωνύμων. έλλειψη βαρύτητας βλέπε ελαφρότητα 1 Λεξικό συνωνύμων της ρωσικής γλώσσας. Πρακτικός οδηγός. Μ.: Ρωσική γλώσσα. Z. E. Alexandrova ...

Λεξικό συνωνύμωνΑΒΑΡΟΣ - κατάσταση κατά την οποία εξωτερικές δυνάμεις που δρουν σε ένα σώμα δεν προκαλούν αμοιβαία πίεση των σωματιδίων του μεταξύ τους. Στο βαρυτικό πεδίο της Γης, το ανθρώπινο σώμα αντιλαμβάνεται τέτοιες πιέσεις ως αίσθημα βάρους. Η έλλειψη βαρύτητας εμφανίζεται όταν...

Λεξικό συνωνύμων Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

Λεξικό συνωνύμωνΣύγχρονη εγκυκλοπαίδεια - Χωρίς βαρύτητα, μια κατάσταση που βιώνεται από ένα αντικείμενο στην οποία η επίδραση του βάρους δεν εκδηλώνεται. Η έλλειψη βαρύτητας μπορεί να παρατηρηθεί στο διάστημα ή κατά την ελεύθερη πτώση, αν και υπάρχει η βαρυτική έλξη ενός «βαρύ» σώματος. Αστροναύτες......

Λεξικό συνωνύμων- η κατάσταση ενός υλικού σώματος που κινείται σε ένα βαρυτικό πεδίο, κατά την οποία οι δυνάμεις της βαρύτητας που ασκούνται σε αυτό ή η κίνηση που κάνει δεν προκαλούν πίεση στα σώματα μεταξύ τους. Εάν ένα σώμα βρίσκεται σε ηρεμία στο βαρυτικό πεδίο της Γης σε οριζόντιο επίπεδο,... ... Φυσική εγκυκλοπαίδεια

έλλειψη βαρύτητας- ΑΒΑΡΟΣ, κατάσταση κατά την οποία εξωτερικές δυνάμεις που δρουν σε ένα σώμα δεν προκαλούν αμοιβαία πίεση των σωματιδίων του μεταξύ τους. Η έλλειψη βαρύτητας εμφανίζεται όταν ένα σώμα κινείται ελεύθερα σε ένα βαρυτικό πεδίο (για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια μιας κατακόρυφης πτώσης, κίνηση κατά μήκος... ... Εικονογραφημένο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

Δεν έχουν όλοι αρκετά χρήματα για να πετάξουν στο διάστημα, αλλά όλοι μπορούν να ξύσουν μαζί για την έλλειψη βαρύτητας

Η βιομηχανία του διαστημικού τουρισμού αποτιμάται σε εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια και συνδέεται με πολλές αποχρώσεις: μετά την πληρωμή, πρέπει να σταθείτε σε μια μεγάλη ουρά ατόμων που ενδιαφέρονται για αυτήν και στη συνέχεια να αφιερώσετε πολύ χρόνο στην προετοιμασία για την πτήση. Ωστόσο, η κατάσταση της έλλειψης βαρύτητας - η κύρια κοσμική αίσθηση - μπορεί να βιωθεί πολύ πιο γρήγορα και φθηνότερα. Και το πιο σημαντικό - χωρίς να φύγετε από τη Γη.

Φυσικά, είναι αυτονόητο ότι δεν θα είναι δυνατό να βιώσει κανείς μακροχρόνια έλλειψη βαρύτητας -όπως αυτή που βιώνουν οι αστροναύτες σε τροχιά- σε επίγειες συνθήκες. Αλλά η λεγόμενη βραχυπρόθεσμη έλλειψη βαρύτητας είναι ένα εντελώς διαφορετικό θέμα. Βασικά, τέτοιες υπηρεσίες παρέχονται στο Star City, στο Κέντρο Εκπαίδευσης Κοσμοναυτών (CPC). Για να βιώσετε για λίγο την έλλειψη βαρύτητας στη Γη, πρέπει να είστε άνω των 21 ετών. Τουλάχιστον ενάμιση μήνα νωρίτερα, πρέπει να εγγραφείτε σε λίστα αναμονής, να συμπληρώσετε μια φόρμα αναλυτικά (σαν να ήσασταν σε εφορία), αναφέροντας όλες τις πληροφορίες για την οικογένεια, την εργασία και την υγεία σας (όλα αυτό θα ελεγχθεί αργότερα από την τοπική υπηρεσία ασφαλείας). Στη συνέχεια οι υποψήφιοι θα πρέπει να υποβληθούν σε ιατρική εξέταση στην περιφερειακή κλινική και να προσκομίσουν στην CPC τη γνωστή βεβαίωση στο έντυπο Νο. 86 που θα αναφέρει ότι δεν έχετε κανένα πρόβλημα με την καρδιά και τα αιμοφόρα αγγεία. Επιπλέον, οι γιατροί στο Κέντρο θα πραγματοποιήσουν μια δεύτερη εξέταση, μετά την οποία ενδέχεται να μην επιτρέψουν στον υποψήφιο να εισέλθει στα «ατραξιόν» τους, αλλά δεν θα επιστρέψουν τα χρήματα για μια τέτοια εκδρομή.

Είναι πολύ φυσικό ότι εκτός από το Star City, υπάρχουν και άλλοι τρόποι για να βιώσετε την έλλειψη βαρύτητας και τις αισθήσεις κοντά του. Σας προσφέρουμε 6 διαφορετικές επιλογές.

Φυγόκεντρος στο κεντρικό εργοστάσιο επεξεργασίας (Star City)

Μια φορά κι έναν καιρό, μια ειδική φυγόκεντρος βάρους 300 τόνων και με διάμετρο 18 m κατασκευάστηκε σε έναν από τους χώρους του Κεντρικού Κέντρου Επεξεργασίας. Χρησιμοποιείται για την προσομοίωση υπερφορτώσεων σε επίγειες συνθήκες και, ειδικότερα, επιτρέπει σε κάποιον να βιώσει φυσιολογικές συνθήκες έλλειψη βαρύτητας. Όποιος θέλει να δοκιμάσει τη δύναμη μιας φυγόκεντρου 300 τόνων είναι ντυμένος με στολή πίεσης και μετά κάθεται σε μια ειδική καρέκλα, στην οποία συνδέονται πρώτα πολλοί αισθητήρες. Μια πλήρως εξοπλισμένη καρέκλα με έναν εθελοντή να κάθεται μέσα στη φυγόκεντρο και, αφού κυλήσει μέσα, ο κινητήρας ανάβει. Η περιστροφή σε μια φυγόκεντρο διαρκεί τρία λεπτά, η έλλειψη βαρύτητας σε αυτή την περίπτωση επιτυγχάνεται λόγω της ανακατανομής του υγρού στο σώμα. Οι γιατροί και ένας εκπαιδευτής θα παρακολουθούν τις μετρήσεις του αισθητήρα και για τα τρία λεπτά. Αλλά υπάρχει επίσης ένας τρόπος έκτακτης ανάγκης για να προειδοποιήσετε για αφόρητες υπερφορτώσεις: μέσα στη φυγόκεντρο, ένα άτομο πρέπει να κρατά σφιχτά από έναν ειδικό μοχλό. Εάν αφεθεί ελεύθερος, οι γιατροί και οι ειδικοί θα λάβουν σήμα έκτακτης ανάγκης ότι το άτομο έχει χάσει τις αισθήσεις του και θα απενεργοποιήσουν αμέσως τη φυγόκεντρο.

Κόστος υπηρεσίας: 55.000 ρούβλια ανά άτομο

Hydrolab (Star City)

Φέτος συμπληρώνονται τριάντα χρόνια από τότε που άρχισαν να εκπαιδεύουν κοσμοναύτες πριν από τις πτήσεις στο υδρολαστήριο Star City. Το εργαστήριο είναι μια τεράστια πισίνα μήκους 23 μέτρων και βάθους 12 μέτρων, στο κάτω μέρος της οποίας υπάρχει μια μακέτα του ISS. Σε αυτό εκπαιδεύονται οι αστροναύτες πριν πάνε στο διάστημα για πρώτη φορά. Όπως και σε άλλα αξιοθέατα CPC, όλοι υποβάλλονται σε υποχρεωτική ιατρική εξέταση, μετά ακούν μια θεωρητική διάλεξη και μετά - και αυτό διαρκεί τουλάχιστον μισή ώρα - φορούν μια περίπλοκη, βαριά και εξαιρετικά αδέξια διαστημική στολή, εξοπλισμένη με ειδικά βάρη μολύβδου (όλα μαζί ζυγίζουν περίπου 200 κιλά) . Και μόνο τότε, με τη βοήθεια ενός γερανού, οι εθελοντές κατεβαίνουν προσεκτικά στον πάτο. Η κατάδυση γίνεται με έναν εκπαιδευτή, ο οποίος δίνει ταυτόχρονα την αποστολή να μετακινήσει ένα μέρος του μοντέλου υποβρύχια από το ένα μέρος στο άλλο. Στο μέγιστο βάθος εμφανίζεται ένα αίσθημα έλλειψης βαρύτητας - παρόμοιο με αυτό που βιώνει ένας αστροναύτης που εργάζεται στο διάστημα. Η όλη διαδικασία διαρκεί τέσσερις ώρες. ένα άτομο περνά δύο ώρες κάτω από το νερό. Σημείωση: Παραγγελίες δεν γίνονται δεκτές μέχρι τον Ιούνιο.

Κόστος υπηρεσίας: 182.000 ρούβλια ανά άτομο

Πτήση με το MiG-29

Ένας άλλος τρόπος για να βιώσετε την έλλειψη βαρύτητας είναι να συμμετάσχετε σε μια πτήση MiG-29. Κατά τη διάρκεια των ακροβατικών ελιγμών, όσοι βρίσκονται στο πιλοτήριο βιώνουν έλλειψη βαρύτητας, έστω και για λίγα δευτερόλεπτα. Παρόμοιες πτήσεις για πολίτες οργανώνονται στο Νίζνι Νόβγκοροντ. Η εκδήλωση διαρκεί όλη την ημέρα και ξεκινά νωρίς το πρωί: συνιστάται να φτάσετε και να κάνετε check in στο ξενοδοχείο την προηγούμενη μέρα. Σε αυτήν την περίπτωση, ένας εκπαιδευτής θα έρθει στο ξενοδοχείο και θα σας ενημερώσει για το επερχόμενο πρόγραμμα. Είναι απαραίτητο να εγγραφείτε ενάμιση μήνα νωρίτερα, ώστε η υπηρεσία ασφαλείας να έχει χρόνο να ελέγξει αν ο νεοφερμένος είναι κατάσκοπος. Όποιος έχει αναγνωριστεί ως έντιμος πολίτης καλείται να επιλέξει ένα από τα τρία πιθανά προγράμματα: πτήση στην τροπόσφαιρα σε υψόμετρο 12 χλμ., σε υψόμετρο 18 χλμ. και πτήση στη στρατόσφαιρα σε υψόμετρο 21 χλμ. Στην τελευταία περίπτωση, ο έναστρος ουρανός θα είναι ορατός από το φινιστρίνι στη μία πλευρά και το στρογγυλεμένο περίγραμμα της Γης στην άλλη πλευρά. Ανάλογα με το υψόμετρο, οι πτήσεις διαρκούν από 25 έως 50 λεπτά. Πριν από την πτήση, όλοι υποβάλλονται σε μια πρόχειρη ιατρική εξέταση: οι γιατροί ελέγχουν την αρτηριακή πίεση και τον σφυγμό.

Κόστος της υπηρεσίας: πτήση σε υψόμετρο 12 km - 380.000 ρούβλια/άτομο. πτήση σε υψόμετρο 18 km - 480.000 τρίψιμο/άτομο. πτήση σε υψόμετρο 21 km - 595.000 τρίψιμο/άτομο.

Πτήσεις στο Il-76

Αν και μπορεί να φαίνεται ότι το Star City έχει το μονοπώλιο της πραγματικής έλλειψης βαρύτητας στο διάστημα, υπάρχει ένας άλλος τρόπος για να βιώσετε την καθημερινή ζωή των αστροναυτών - μια πτήση με το Il-76, ένα σοβιετικό στρατιωτικό μεταφορικό αεροσκάφος. Εδώ ισχύουν όλοι οι κανόνες του Κέντρου Εκπαίδευσης Κοσμοναυτών: ενδελεχής ιατρική εξέταση και μετά προετοιμασία πριν από την πτήση. Μία πτήση διαρκεί έως και μιάμιση ώρα και κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, όπως λένε οι διοργανωτές, «εκτελούνται έως και δέκα λειτουργίες έλλειψης βαρύτητας» για 25 δευτερόλεπτα το καθένα. Η έλλειψη βαρύτητας βρίσκει 15 τολμηρούς επί του σκάφους κατά τη διάρκεια μιας πτήσης κατά μήκος της λεγόμενης καμπύλης Κέπλερ. Σύμφωνα με τους διοργανωτές, οι τουρίστες μπορούν να παραγγείλουν βιντεοσκόπηση στο πλοίο, αλλά εδώ θα πρέπει να είναι προετοιμασμένοι για κάποια περιστατικά - πολλοί άνθρωποι αισθάνονται ναυτία από συνήθεια. Προσοχή: οι πτήσεις έχουν προσωρινά ανασταλεί, αλλά υπόσχεται να ξαναρχίσουν σύντομα.

Κόστος εξυπηρέτησης: 1.800.000 ανά ομάδα 15 ατόμων

αεροσήραγγα

Μια αεροδυναμική σήραγγα σάς επιτρέπει να αισθάνεστε σαν αεροναύτης: η ροή του αέρα παίρνει ένα άτομο και σας αιωρεί στον αέρα, ρίχνοντάς σας σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Αυτές οι αισθήσεις, φυσικά, δεν είναι έλλειψη βαρύτητας με την αυστηρή έννοια της λέξης, αλλά μια αεροδυναμική σήραγγα σάς επιτρέπει να πετάτε στα ύψη σε ύψος έως και 10 m με πλάτος ροής 4 m Το κύριο πλεονέκτημα μιας αεροδυναμικής σήραγγας όλες οι παραπάνω μέθοδοι είναι η σχετική φθηνότητα του και η απουσία ιατρικών εξετάσεων. Επιπλέον, είναι απολύτως ασφαλές. Πολλοί αλεξιπτωτιστές, για παράδειγμα, εκπαιδεύονται σε αεροδυναμικές σήραγγες. Στη ζώνη πτήσης, όλοι οι τοίχοι είναι απαλά επενδυμένοι, δεν υπάρχουν σκληρά αντικείμενα και ένα ειδικό προστατευτικό πλέγμα απαλύνει την πτώση μετά το σβήσιμο του κινητήρα. Επιπλέον, υπάρχει πάντα ένας έμπειρος εκπαιδευτής κοντά που ελέγχει την πτήση κάθε λεπτό. Η συνιστώμενη διάρκεια πτήσης για ένα κορίτσι είναι πέντε λεπτά. για έναν άνδρα - έως δέκα. Ακόμη και τα παιδιά (από 5 ετών) μπορούν να πετάξουν σε αεροδυναμική σήραγγα, γιατί αυτό δεν απαιτεί να είναι αθλητής με χαμηλό όριο αυτοσυντήρησης. Σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα, οι ενδιαφερόμενοι καλούνται να ακούσουν προσεκτικά τον εκπαιδευτή, ο οποίος θα πει λεπτομερώς πώς να παραμείνει στη ροή του αέρα. Στη συνέχεια πρέπει να ντυθείς με μια ειδική φόρμα, να βάλεις κράνος, μετά λίγη προπόνηση και - πετάς! Προσοχή: η ταχύτητα του ανέμου στην αεροσήραγγα φτάνει τα 200 km/h.

Κόστος υπηρεσίας: 4 λεπτά - 3500 ρούβλια ανά άτομο. 10 λεπτά - 6500 ρούβλια

Θάλαμος αισθητηριακής στέρησης (πλωτός)

Μια άλλη ευκαιρία να βρεθείτε σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας είναι να ξαπλώσετε για μία ή δύο ώρες σε έναν θάλαμο αισθητηριακής στέρησης (θάλαμος επίπλευσης). Στους πελάτες υπόσχονται ότι «η άνωση που αποκτά το σώμα χάρη στο διάλυμα αλατιού ακυρώνει τα αποτελέσματα της βαρύτητας, φέρνοντας ένα άτομο κοντά στην εμπειρία της πλήρους έλλειψης βαρύτητας». Η δεξαμενή επίπλευσης, η οποία έχει βάθος περίπου 30 cm, είναι ελαφρώς πιο φαρδιά από ένα διπλό κρεβάτι. περιέχει ένα υδατικό διάλυμα που παρασκευάζεται από 400 κιλά αλάτι. Ένας θερμοστάτης διατηρεί σταθερή θερμοκρασία περίπου 35 βαθμών Κελσίου. Πιστεύεται ότι αυτό είναι το βέλτιστο καθεστώς θερμοκρασίας, στο οποίο οι περισσότεροι άνθρωποι δεν αισθάνονται ζέστη ή κρύο και παύουν γρήγορα να αισθάνονται την επαφή του νερού με το σώμα. Μέσα στον θάλαμο πλωτήρα, ένα άτομο βρίσκεται απομονωμένο από εξωτερικά ερεθίσματα: κανένας ήχος, κανένα φως, καμία μυρωδιά δεν διεισδύει σε αυτόν.

Κόστος υπηρεσίας: 2000 ρούβλια ανά διαδικασία σε 1 ώρα