Липса на тегло

The липса на тегло това е състоянието, което изпитва тяло при свободно падане. В Нютоновата теория на гравитацията наблюдателят с обект в свободно падане не е инерционен, привидните сили поради неинерционност на референтната система балансират силата на гравитацията и получената сила е нула. Напротив, съвременните теории за гравитацията (по-специално общата теория на относителността) включват принципа на еквивалентност; това твърди, че не е възможно да се направи разлика между гравитационните сили и привидните сили. С други думи, в релативисткото описание съпротивлението в тежест само по себе си е привидна сила, а инерционният наблюдател е този, който е в свободно падане [1] .

Например куршум, изстрелян от оръдие (ако триенето на въздуха може да бъде пренебрегнато) е в свободно падане, както и космическа станция в орбита (с обитателите си). Световните линии на тези обекти, чиито проекции върху триизмерното пространство са парабола и „елиптична орбита“, са геодезически за пространствено-времевата метрика, която представлява гравитационното поле около Земята. .

Можете да изпитате липсата на тежест във въздуха, ако имате параболична траектория, имитираща тази на обект, който пада свободно. За тази цел се използват самолети, специално подготвени за тези полети, като например Boeing 727-700 и C-9 на НАСА. .

Параболични полети

Параболичен полет позволява симулиране на безтегловност, също използвайки метода на свободно падане в присъствието на атмосферата.

Полетът е идеално разделен на три фази.

самолетът се издига до 45 ° за около 30 s със силно ускорение: пътниците са притиснати на седалките и теглото им се увеличава в сравнение с измерените на земята по отношение на гравитационното привличане, се добавя, че поради ускоряване на възходящата равнина.
пилотът спира да захранва двигателите на самолета. От този момент и самолетът, и пътниците са подложени на единствената сила на гравитацията. Самолетът продължава да се изкачва за няколко секунди, описвайки притча: вече на този етап пътниците са засегнати от липсата на тегло, тъй като и самолетът, и самолетът са привлечени от една и съща гравитационна сила. След като бъде достигната максималната височина, самолетът продължава да описва своята парабола, започвайки от спускането на земята за 20-30 s: в тази фаза пътниците плават в самолета.
пилотът се връща към мощността на двигателя, поема контрола върху самолета и след определен интервал е готов да повтори цикъла.

В действителност, тъй като се движи вътре в земната атмосфера, трябва да се разгледа триенето, което винаги се проявява като сила, противоположна на посоката на движение, като по този начин произвежда тежест, както по време на нагоре, така и при спускане.

За да позволи траектория, подобна на тази при свободно падане, пилотът е длъжен да балансира силата на триене с двигатели, като по този начин позволява на екипажа да претърпи почти постоянно гравитационно привличане на самолета по време на фазата на спускане и следователно почти пълно отсъствие тегло.

Самолет НАСА С-9

C-9 на НАСА, известен също като кометата Vomit (име, дадено в действителност не само на C-9, но и на всеки тип самолет, способен да направи среда с безтегловност достъпна), според космическия център Линдън Б. Джонсън. Извършвайте параболични полети без тежести за периоди от около 25 часа с типични двучасови полети, в които са описани 40 параболи.

Zero Gravity Corporation

Zero Gravity е компания със седалище във Виена, Вирджиния. Използва модифицирана версия на Boeing 727-200, преименувана на G-Force One, която изпълнява параболични полети, подобни на тези на НАСА [2] .

Airbus A300 на Европейската космическа агенция

ESA, дисплеят „Европейска космическа агенция, извършва параболични полети с модифицирана версия на A300 Airbus, френската компания Novespace, базирана на летище Бордо - Мериняк. Непълнолетни, инвалиди и възрастни хора не могат да се качат на този самолет и не могат да извършват експерименти в условия на ниска гравитация, подобни на тези на Марс и Луната [необходимо е цитиране] .

Микрогравитация в строгия смисъл

Краен срок Микрогравитирайте се отнася до факта, че дори в идеалния случай да очакваме перфектно отсъствие на тегло, това не се случва. С други думи, дори в системи, където теглото се очаква да бъде нула, наистина има малки отклонения от идеалното състояние, което кара телата да имат ниски стойности на теглото.

В случай на орбитален космически кораб около Земята, микрогравитацията може да се дължи на следните фактори.

символ стр, показваща микрогравитация, е била използвана върху герба на мисията STS-107 на космическата совалка Колумбия: мисията е била да се проведат изследвания за микрогравитация.

Системен ефект

Допълнително подчертано от прилагането на орбитални станции, които могат да бъдат обитавани от хора за дълго време, излагането на загуба на тегло разкрива някои вредни ефекти върху здравето. Човекът се е адаптирал добре към условията на живот на Земята: при липса на тегло обаче някои физиологични системи започват да се променят и това може да причини временни или дългосрочни здравословни проблеми.

Първите явления, които трябва да се срещнат човек, прекарал първите два часа в безтегловност, отиват под името С indrome на A DAPTION С пацио или SAS, известен като космическа болест. Симптомите включват гадене, главоболие, летаргия, повръщане и общо неразположение. Първият случай е докладван от космонавта Герман Титов през 1961 г. Оттогава около 45% от хората, които са били без тежест, са страдали от това първоначално състояние. Продължителността на космическия проблем варира, но в никакъв случай не надвишава 72 часа: след този етап астронавтите свикват с новата среда. НАСА измерва SAS, използвайки скалата на Гарн, кръстена на американския сенатор Джейк Гарн, чийто SAS беше толкова изразена по време на мисията Space Shuttle Discovery STS-51-D, за да достигне ниво 13 от тази скала.

Най-значимите ефекти от продължителното отсъствие на тегло са мускулната атрофия и увреждането на скелета, известни още като остеопения в космоса: тези ефекти могат да бъдат сведени до минимум чрез упражнения. Други значими ефекти включват преразпределение на течности, забавяне на сърдечно-съдовата система, намалено производство на червени кръвни клетки, дисфункция на баланса и отслабена имунна система. По-малките симптоми включват загуба на телесно тегло, запушване на носа, нарушения на съня, прекомерно образуване на газове и подуване на лицето. Тези ефекти са обратими, след като се върнат на Земята.

Много от състоянията, причинени от излагане на загуба на тегло, са подобни на тези в резултат на стареенето. Учените смятат, че проучванията за ефектите от загубата на тегло могат да се окажат полезни в медицинската област, което води до възможно лечение на остеопороза и подобряване на грижите за млади пациенти.