Absencia hmotnosti

The absencia váhy je to stav, ktorý zažíva telo vo voľnom páde. V newtonovskej teórii gravitácie nie je pozorovateľ s objektom vo voľnom páde zotrvačný, zjavné sily v dôsledku zotrvačnosti referenčného systému nevyvážia gravitačnú silu a výsledná sila je nulová. Naopak, moderné teórie gravitácie (konkrétne všeobecná teória relativity) obsahujú princíp ekvivalencie; toto tvrdí, že nie je možné rozlišovať medzi gravitačnými silami a zdanlivými silami. Inými slovami, v relativistickom popise je samotný odpor hmotnosti zjavnou silou a zotrvačný pozorovateľ je ten, ktorý je vo voľnom páde [1]. .

Napríklad guľka vystrelená z dela (ak je možné zanedbať trenie vzduchu) je vo voľnom páde, rovnako ako vesmírna stanica na obežnej dráhe (s jej obyvateľmi). Svetové čiary týchto objektov, ktorých projekcie v trojrozmernom priestore sú parabola a „eliptická dráha“, sú geodetické pre časopriestorovú metriku, ktorá predstavuje gravitačné pole okolo Zeme. .

Absenciu váhy vo vzduchu môžete zažiť, ak máte parabolickú dráhu, ktorá napodobňuje dráhu voľne padajúceho predmetu. Na tento účel sa používajú lietadlá špeciálne pripravené na tieto lety, ako napríklad Boeing 727-700 a C-9 od NASA. .

Parabolické lety

Parabolický let umožňuje simuláciu beztiaže aj pomocou metódy voľného pádu za prítomnosti atmosféry.

Let je ideálne rozdeliť do troch fáz.

lietadlo stúpa na 45 ° asi 30 s so silným zrýchlením: cestujúci sú stlačení na svojich sedadlách a ich hmotnosť sa zvyšuje v porovnaní s tými, ktoré sa merajú na zemi, pokiaľ ide o gravitačný ťah, sa dodáva, že z dôvodu „ zrýchlenie stúpajúcej roviny.
pilot zastaví napájanie motorov lietadla. Od tohto momentu sú lietadlo aj cestujúci vystavení jedinej gravitačnej sile. Lietadlo pokračuje v stúpaní niekoľko sekúnd a opisuje podobenstvo: už v tejto fáze ovplyvňuje cestujúcich nedostatok hmotnosti, pretože lietadlo aj lietadlo priťahuje rovnaká gravitačná sila. Po dosiahnutí maximálnej výšky lietadlo pokračuje v opisovaní svojej paraboly, počnúc zostupom zeme po dobu 20 - 30 s: v tejto fáze cestujúci plávajú v rovine.
pilot sa vráti k výkonu motora, prevezme kontrolu nad lietadlom a po určitom intervale je pripravený cyklus opakovať.

V skutočnosti, pretože sa pohybuje vo vnútri zemskej atmosféry, je dôležité vziať do úvahy trenie, ktoré sa vždy prejavuje ako sila opačná k smeru pohybu, čím vzniká váha, a to v čase nahor aj v čase zostupu.

Aby sa umožnila dráha podobná trajektórii vo voľnom páde, je pilot povinný vyvážiť treciu silu s motormi, čo umožňuje posádke podstúpiť takmer konštantnú gravitačnú príťažlivosť lietadla počas fázy klesania, a teda takmer úplnú absenciu váha.

Lietadlo NASA C-9

C-9 NASA, tiež známy ako Comet Vomit (v skutočnosti pomenovaný nielen C-9, ale aj akýkoľvek typ lietadla, ktoré umožňuje vytvoriť prostredie bez tiaže), uvádza Lyndon Space Center B. Johnson. Vykonávajte parabolické lety bez hmotnosti po dobu približne 25 hodín s typickými dvojhodinovými letmi, v ktorých je popísaných 40 parabolov.

Spoločnosť Zero Gravity Corporation

Zero Gravity je spoločnosť so sídlom vo Viedni vo Virgínii. Používa upravenú verziu Boeingu 727-200 premenovanú na G-Force One, ktorá vykonáva parabolické lety podobné tým z NASA [2] .

Airbus A300 Európskej vesmírnej agentúry

ESA, výstava „Európska vesmírna agentúra“, vykonáva parabolické lety na upravenej verzii A300 Airbus, francúzskej spoločnosti Novespace, so sídlom na letisku Bordeaux - Merignac. Maloletí, zdravotne postihnutí a starší ľudia nemôžu nastúpiť do tohto lietadla a nemôžu vykonávať experimenty za podmienok nízkej gravitácie podobných podmienkam na Marse a Mesiaci [cit] .

Mikrogravitácia v užšom slova zmysle

Konečný termín Mikrogravitácia odkazuje na skutočnosť, že aj keby sme v ideálnom prípade očakávali dokonalú absenciu hmotnosti, nestalo sa tak. Inými slovami, aj v systémoch, kde sa predpokladá, že hmotnosť bude nulová, existujú skutočne malé odchýlky od ideálneho stavu, ktorý spôsobuje, že telesá majú nízke hodnoty hmotnosti.

V prípade orbitálnej kozmickej lode okolo Zeme môže byť mikrogravitácia spôsobená nasledujúcimi faktormi.

symbol , označujúca mikrogravitáciu, bol použitý na erbe misie STS-107 raketoplánu Columbia: úlohou bolo vykonať výskum mikrogravitácie.

Systémový efekt

Expozícia znižujúca hmotnosť, ktorá je ešte zvýraznená zavedením orbitálnych staníc, ktoré môžu byť dlhodobo obývané ľuďmi, odhalila určité škodlivé účinky na zdravie. Človek sa dobre prispôsobil životným podmienkam na Zemi: pri nedostatku hmotnosti sa však niektoré fyziologické systémy začnú meniť, čo môže spôsobiť dočasné alebo dlhodobé zdravotné problémy.

Prvé javy, ktoré musí človek stretnúť, strávil prvé dve hodiny v beztiaži, idú pod menom indrom z A DAPTION pazio alebo SAV, známa ako vesmírna choroba. Medzi príznaky patrí nevoľnosť, bolesti hlavy, letargia, zvracanie a malátnosť. Prvý prípad zaznamenal kozmonaut Gherman Titov v roku 1961. Odvtedy týmto pôvodným stavom trpelo asi 45% ľudí bez závažnosti. Trvanie vesmírneho problému sa líši, ale v žiadnom prípade nepresahuje 72 hodín: po tejto fáze si astronauti zvyknú na nové prostredie. NASA meria SAS pomocou Garnovej stupnice, pomenovanej po americkom senátorovi Jakovi Garnovi, ktorého SAS bol taký výrazný počas misie STS-51-D v rámci programu Space Shuttle Discovery, aby dosiahol úroveň 13 v tejto mierke.

Najvýznamnejším účinkom dlhej neprítomnosti hmotnosti je svalová atrofia a poškodenie kostry, známe tiež ako osteopénia vo vesmíre: tieto účinky je možné minimalizovať cvičením. Medzi ďalšie významné účinky patrí redistribúcia tekutín, spomalenie kardiovaskulárneho systému, znížená tvorba červených krviniek, poruchy rovnováhy a oslabený imunitný systém. Medzi menšie príznaky patrí strata telesnej hmotnosti, upchatie nosa, poruchy spánku, nadmerné plynatosť a opuch tváre. Tieto účinky sú reverzibilné, akonáhle sa vrátia na Zem.

Mnoho stavov spôsobených vystavením sa chudnutiu je podobných tým, ktoré vznikajú v dôsledku starnutia. Vedci sa domnievajú, že štúdie o účinkoch chudnutia sa môžu ukázať ako užitočné v lekárskej oblasti, čo povedie k možnej liečbe osteoporózy a zlepšeniu starostlivosti o mladých pacientov.