Gravitációval nehéz, de nélküle még rosszabb
A filmekben nem egyszer látható, hogy a világűrben utazó űrhajó fedélzetén a gravitáció „bekapcsolása” nagyon menőnek tűnik. Azt leszámítva, hogy az alkotóik szinte soha nem magyarázzák el, hogyan készül. Néha, mint a 2001-ben: A Space Odyssey (1) vagy az újabb Passengers, a hajót el kell forgatni a gravitáció szimulálásához.
Kissé provokatívan feltehetjük a kérdést – miért van egyáltalán szükség a gravitációra egy űrhajó fedélzetén? Hiszen általános gravitáció nélkül könnyebb, kevésbé fáradnak el az emberek, a hordozott dolgok nem nyomnak semmit, és sok feladat sokkal kevesebb fizikai erőfeszítést igényel.
Kiderült azonban, hogy ez az erőfeszítés, amely a gravitáció folyamatos legyőzésével jár együtt, rendkívül szükséges számunkra és testünk számára. Nincs gravitációAz űrhajósokról régóta bizonyított, hogy csont- és izomvesztést tapasztalnak. Az ISS-en gyakorló űrhajósok izomgyengeséggel és csontvesztéssel küszködnek, de még mindig veszítenek a csonttömegből az űrben. Napi két-három órát kell gyakorolniuk az izomtömeg és a szív- és érrendszer egészségének megőrzéséhez. És nem csak ezeket az elemeket, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a test terheléséhez, érinti a gravitáció hiánya. Problémák vannak az egyensúly megtartásával, a szervezet kiszárad. És ez még csak a problémák kezdete.
Kiderül, hogy ő is egyre gyengébb. Egyes immunsejtek nem tudják ellátni feladatukat, és a vörösvértestek elpusztulnak. Vesekövet okoz és gyengíti a szívet. Egy orosz és kanadai tudóscsoport elemezte az elmúlt évek következményeit mikrogravitáció tizennyolc orosz űrhajós vérmintáiban található fehérjék összetételéről, akik fél évig a Nemzetközi Űrállomáson éltek. Az eredmények azt mutatták, hogy súlytalanságban az immunrendszer ugyanúgy viselkedik, mint amikor a szervezet fertőzött, mivel az emberi szervezet nem tudja, mit tegyen, és megpróbál minden lehetséges védekező rendszert aktiválni.
Esély a centrifugális erőben
Szóval ezt már nagyon jól tudjuk nincs gravitáció nem jó, sőt veszélyes az egészségre. És most mi van? Nemcsak a filmesek, hanem a kutatók is lehetőséget látnak benne centrifugális erő. Kedvesnek lenni tehetetlenségi erők, a gravitáció hatását utánozza, hatékonyan a tehetetlenségi vonatkoztatási rendszer középpontjával ellentétes irányba hat.
Az alkalmazhatóságot évek óta kutatják. A Massachusetts Institute of Technology-ban például Lawrence Young egykori űrhajós egy centrifugát tesztelt, ami némileg a 2001: Űrodüsszeia című film látomására emlékeztet. Az emberek az oldalukon fekszenek az emelvényen, tolják a forgó tehetetlenségi szerkezetet.
Mivel tudjuk, hogy a centrifugális erő legalább részben helyettesítheti a gravitációt, miért nem építünk hajókat ebben a körben? Nos, kiderül, hogy nem minden olyan egyszerű, mert először is az ilyen hajóknak sokkal nagyobbaknak kell lenniük, mint az általunk épített hajóknak, és minden további kilogramm tömeg, amelyet az űrbe szállítanak, sokba kerül.
Tekintsük például a Nemzetközi Űrállomást az összehasonlítások és értékelések mércéjének. Körülbelül akkora, mint egy futballpálya, de a lakóterek mérete csak töredéke.
A gravitáció szimulálása Ebben az esetben a centrifugális erőt kétféleképpen lehet megközelíteni. Vagy minden elem külön-külön forogna, ami kis rendszereket hozna létre, de akkor, mint a szakértők megjegyzik, ennek oka lehet az űrhajósok nem mindig kellemes benyomásai, akik pl. másfajta gravitációt érez a lábában, mint a felsőtestében. Egy nagyobb változatban az egész ISS forogna, amit természetesen másként kellene konfigurálni, inkább gyűrűként (2). Jelenleg egy ilyen szerkezet felépítése hatalmas költségekkel járna, és irreálisnak tűnik.
2. Mesterséges gravitációt biztosító orbitális gyűrű látása
Vannak azonban más ötletek is. például a Boulder-i Colorado Egyetem tudósainak egy csoportja valamivel kisebb ambícióval dolgozik egy megoldáson. A „gravitáció újrateremtése” mérése helyett a tudósok az űrbeli gravitáció hiányával összefüggő egészségügyi problémák megoldására összpontosítanak.
A Boulder-kutatók elképzelése szerint az űrhajósok naponta több órára bemászhatnak speciális helyiségekbe, hogy megkapják a napi gravitációs adagot, aminek az egészségügyi problémákat kell megoldania. Az alanyokat egy kórházi kocsihoz hasonló fém emelvényre helyezik (3). Ezt centrifugának nevezik, amely egyenetlen sebességgel forog. A centrifuga által keltett szögsebesség az ember lábait az emelvény alapja felé tolja, mintha a saját súlya alatt állna.
3. A Boulder Egyetemen tesztelt eszköz.
Sajnos az ilyen típusú gyakorlatok elkerülhetetlenül hányingerrel járnak. A kutatók arra törekedtek, hogy kiderítsék, hogy a hányinger valóban egy velejáró árcédula-e. mesterséges gravitáció. Képezhetik-e az űrhajósok testüket, hogy felkészüljenek az extra G-erőkre? Az önkéntesek tizedik ülésének végén minden alany átlagosan körülbelül tizenhét fordulat/perc sebességgel forgott, kellemetlen következmények, hányinger stb. nélkül. Ez jelentős eredmény.
Vannak alternatív ötletek a hajó gravitációjára. Ilyen például a Canadian Type System Design (LBNP), amely maga is ballasztot hoz létre az ember dereka körül, elnehezítve ezzel az alsótestet. De vajon elég-e az embernek elkerülnie az űrrepülés egészségre kellemetlen következményeit? Sajnos ez nem pontos.
