изкуствена гравитация

На проблема с човек в свободно падане за работа дълго време, много специалисти по космическа медицина, но, въпреки наличието на експериментални данни, много въпроси, свързани с ефектите на безтегловността върху човешкия, остават нерешени. Основното нещо в тази тема - човешката толерантност към продължително пребиваване в безтегловност, а след това преминете към нормални условия.

Преди човешки полет от лабораторните изследвания дори не можеше да бъде по-близо до решаването на тези проблеми. Причината за това е главно свързани с получаването на земя в нулева гравитация условия. Известно е, например, че максималната продължителност на безтегловност постигнато чрез конвенционални не-космически средства (за самолет летене на специална параболична траектория), е само около 1,5 минути. Въпреки това, дори и в тези условия, беше установено, че състоянието на безтегловност по различен начин понася от различни хора. Някои са много задоволителни чувстват в безтегловност, изпитва приятно усещане за изключителна лекота, докато други изпитват състояние на непрекъснат спад, до гадене и виене на свят.

Полет на първия космонавт Юрий Гагарин е бил един от най-смелите експерименти в света на науката. В крайна сметка, никой преди него не може да се каже съвсем ясно как хората ще се държат след половин час престой в безтегловност.

Полет Титов - е 25 часа и автограф на полета - почти пет дни в състояние на безтегловност. Стойността на тези полети за създаването на бъдещата ACS не може да се надценява.

Тук няма да се спираме върху психо-физиологични ефекти на безтегловност на човека. *** Само да кажа, че нормален живот и работа на борда на ACS може и да е възможно в условията на безтегловност, но само ако всички членове на екипажа ще бъдат специално обучение. В противен случай след известно време може да бъде пълна или частична загуба на пространствена ориентация и координацията на движенията. Причината за това - повреда на вестибуларния апарат и преустановяване на получаване на нормални рецепторни сигнали от мускулите и сухожилията след "изчезването" на телесно тегло. Възможно е, че в дългосрочен план тегло разтоварване на скелетните мускули имат отрицателно въздействие върху пръстите на краката си, а оттам и върху състоянието на целия организъм.

Само дългосрочно специално обучение може да бъде постигната чрез добре позната на адаптивността на човешкото тяло към необичайни условия на полет при нулева гравитация и да получите добра ориентация в пространството, координация на движенията.

Такова обучение не се изисква само ако ACS дизайн ще осигури постоянен изкуствена гравитация в работната и жилищни пространства ACS. Създаване на изкуствена гравитация в възможно използване на центробежни сили, генерирани от еднакви ротационни елементи дизайн, свързани с известно разстояние от центъра на въртене орбита. Стойността произведени от това разстояние се определя от тежестта и скоростта на въртене.

Технически проблеми на изкуствена гравитация на големи ACS не са непреодолими. Енергийните разходи също са ниски. Първоначално въртящ момент може да бъде създаден чрез кратко обръщат малки ракетни двигатели, както и консумацията на енергия за поддържане на предварително определен ъглова скорост са незначителни. Ако завъртите цялата конструкция ще бъде изцяло ACS, единственият и много слаб инхибиторен ефект ще има само останки от атмосферата; ако въртенето ще бъде съобщена на жилища, разположен в периферията на отделенията, а в централната част на структурата е в покой, а след това спиране ще бъде причинено и от триенето в ставите и лагерите.

Въпреки това, физиологически предимства на изкуствена гравитация, генерирани от въртенето, преди състоянието на безтегловност, са все още до голяма степен противоречиви.

ниво на Земята гравитационното ускорение на тежестта се определя, равна на средно 9.81 m / сек 2 ( "претоварване" 1 г). Стойността на необходимото ниво на тежестта на космическата станция все още се нуждае от сериозни експериментални изследвания. Въпреки това, ние вече можем да кажем, че специалната необходимост от създаването на равностойни ускорение към нормалния тежестта на Земята, не, защото нивото на тежестта в три - четири пъти по-малко от Земята (0,25-0,3 г), се прехвърля на лицето, което го е съвсем нормално. Как можем да получим това ниво на гравитацията?

Известно е от механика, че центростремителна ускорение е равен на радиуса на въртене, умножена по квадрата на ъгловата скорост. Очевидно е, че на желаното ниво на изкуствена гравитация може да създаде бързо въртене в малък радиус, или бавно въртене в голям радиус. Физиологични възможности на човешкия организъм да наложат определена граница на допустимото ъгловата скорост. Многобройни опити на центрофугата показват, че дори при скорост по-голяма от 4 об / мин, пациентите може да наруши нормалното функциониране на вестибуларния апарат.

От друга страна, с намаляването на радиуса на въртене намалява периферната скорост и по този начин се увеличава процентното изменение в посоката от краката на главата на постоянна човек. Тестове по центрофуги установили, че тази промяна не трябва да надвишава 10-15%; друго неблагоприятно за неговото Кориолис ускорение ще се случи по време на движението космонавт. Фокусирайки се върху средната височина на един човек, че е лесно да се изчисли долна граница за периферна скорост на въртене на кабината. Оказва се, да бъде приблизително 6.7 m / сек. Когато ъгловата скорост на 4 / мин като периферна скорост може да бъде получена в радиус от 16 т, и по този начин, разработен от центростремителна ускорение ще бъде само една трета от земното ускорение на земята.

Тъй като стойността на 16 m има минимално допустим за радиуса на кабината въртене, малък предпочитание ACS ще се дава, както изглежда, на състоянието на безтегловност (за структурни причини), особено като ефекта на безтегловност е много интересно да изпълнява много физически, химически и биологични експерименти. Нещо повече, държи по-голямата част от геофизични и астрономически изследвания, за изпълнението на задачите, за навигация и управление изисква стабилизиран, въртяща се платформа. Що се отнася до членовете на екипажа, учените вярват, не без основание, че за един обучен човек в състояние на безтегловност най-малко две - четири седмици не представлява голяма трудност.

ACS кабина без изкуствена гравитация ще има някои особености. Всички елементи в него, трябва да бъдат осигурени, както и вътрешните стени са покрити с мека подложка за защита на "плаващите" астронавтите. Местоположение на инструментите в пилотската кабина и оборудване, както и техния цвят трябва да се улесни бързото оператор ориентация невнимание отслабва безтегловност. Фотьойли за работа и свободно време трябва да са удобни и са оборудвани с предпазни колани. За улеснение на движение и работа в кабината, така и извън нея, е възможно да се приложи леко магнитни ботуши и ръкавици или да предоставят астронавти струйни въздушни пушки.

Голям ОКС бъдеще с екипажа на няколко десетки или стотици хора и продължителността на непрекъснатото прекъсване в орбита, разбира се, ще има изкуствена гравитация. Фиксирани отделения такива станции, разположени над оста на въртене, могат да бъдат използвани като легла, а също и като работните зони - има разположен оборудване, което се нуждае от постоянна ориентация. Условията за живот и работа на астронавтите на големи гари ще бъдат възможно най-близо до нормални условия на земното съществуване.