Відсутність ваги

відсутність ваги це стан, який відчуває тіло у вільному падінні. У ньютонівській теорії гравітації спостерігач, що перебуває з об’єктом у вільному падінні, не є інерційним, видимі сили, зумовлені інерційністю системи відліку, не врівноважують силу тяжіння, і результуюча сила дорівнює нулю. Навпаки, сучасні теорії гравітації (зокрема, загальної теорії відносності) включають принцип еквівалентності; це стверджує, що неможливо розрізнити сили тяжіння та видимі сили. Іншими словами, в релятивістському описі опір вагою сам по собі є очевидною силою, а інерційний спостерігач - це той, хто перебуває у вільному падінні [1] .

Наприклад, куля, випущена з гармати (якщо тертям можна знехтувати), знаходиться у вільному падінні, а також космічна станція на орбіті (з її мешканцями). Світові лінії цих об'єктів, проекції яких на тривимірний простір є параболою та "еліптичною орбітою", є геодезичними для просторово-часової метрики, що представляє гравітаційне поле навколо Землі .

Ви можете відчути відсутність ваги в повітрі, якщо у вас є параболічна траєкторія, що імітує рух вільно падаючого об’єкта. Для цього вони використовують літаки, спеціально підготовлені для цих польотів, такі як, наприклад, Boeing 727-700 і C-9 НАСА. .

Параболічні рейси

Параболічний політ дозволяє моделювати невагомість також за допомогою методу вільного падіння в присутності атмосфери.

Політ ідеально розділений на три фази.

літак піднімається до 45 ° протягом приблизно 30 с із сильним прискоренням: пасажири притискаються до своїх сидінь, а їх вага збільшується порівняно з вимірюваними на землі щодо гравітаційного тяги, додається, що завдяки " прискорення висхідної площини.
пілот припиняє живлення авіаційних двигунів. З цього моменту і літак, і пасажири піддаються єдиній силі тяжіння. Літак продовжує підніматися протягом декількох секунд, описуючи притчу: вже на цьому етапі на пасажирів впливає нестача ваги, оскільки і літак, і літак притягуються однаковою силою тяжіння. Як тільки максимальна висота досягнута, літак продовжує описувати свою параболу, починаючи зі спуску на землю протягом 20-30 с: у цій фазі пасажири плавають у літаку.
пілот повертається до потужності двигуна, бере керування літаком і через певний інтервал готовий повторити цикл.

Насправді, оскільки воно рухається всередині земної атмосфери, важливо враховувати тертя, яке завжди проявляється як сила, протилежна напрямку руху, створюючи тим самим вагу як під час вгору, так і під час спуску.

Для того, щоб забезпечити траєкторію, подібну до траєкторії вільного падіння, пілот зобов'язаний збалансувати силу тертя з двигунами, що дозволяє екіпажу зазнавати майже постійного гравітаційного притягання літака під час фази спуску і, отже, майже повної відсутності вага.

Літак NASA C-9

За даними Космічного центру Ліндона, NAS-C-9, також відомий як комета "Блювота" (ім'я, дане насправді не тільки C-9, але й будь-якому типу літальних апаратів, здатних створити середовище з невагомістю). Б. Джонсон. Виконуйте неважкі параболічні польоти протягом приблизно 25 годин із типовими двогодинними польотами, в яких описано 40 парабол.

Корпорація нульової гравітації

Zero Gravity - компанія, що базується у Відні, штат Вірджинія. Використовує модифіковану версію Boeing 727-200, перейменовану в G-Force One, яка виконує параболічні польоти, схожі на польоти NASA [2] .

Airbus A300 Європейського космічного агентства

ESA, дисплей “Європейське космічне агентство, виконує параболічні польоти на модифікованій версії A300 Airbus, французької компанії Novespace, що базується в аеропорту Бордо - Меріньяк. Неповнолітні, інваліди та літні люди не можуть сідати на цей літак і не можуть проводити експерименти в умовах низької гравітації, подібних до таких, як Марс і Місяць [цитування] .

Мікрогравітація в суворому розумінні

Кінцевий термін Мікрогравітація стосується того факту, що навіть якщо ми в ідеалі очікуємо ідеальної відсутності ваги, цього не відбувається. Іншими словами, навіть у системах, де вага очікується рівною нулю, дійсно існують невеликі відхилення від ідеального стану, що змушує тіла мати низькі значення ваги.

У випадку орбіти космічного корабля навколо Землі мікрогравітація може бути зумовлена наступними факторами.

символ стор, що вказує на мікрогравітацію, був використаний на гербі місії STS-107 космічного човника Колумбія: місія полягала в проведенні досліджень мікрогравітації.

Системний ефект

Надалі підкреслене впровадженням орбітальних станцій, в яких люди можуть жити тривалий час, вплив втрати ваги виявив певні шкідливі наслідки для здоров’я. Людина добре пристосувалася до умов життя на Землі: однак за відсутності ваги деякі фізіологічні системи починають змінюватися, і це може спричинити тимчасові або довгострокові проблеми зі здоров’ям.

Перші явища, з якими людина повинна зустрітися, провівши перші дві години в невагомості, йдуть під назвою індром A ДАПАНЦІЯ паціо або SAS, відомий як космічна хвороба. Симптоми включають нудоту, головний біль, млявість, блювоту та нездужання. Про перший випадок повідомив космонавт Герман Тітов у 1961 році. З тих пір близько 45% людей, які були без тяжкості, страждали цим початковим станом. Тривалість космічної проблеми варіюється, але ні в якому разі не перевищує 72 годин: після цього етапу астронавти звикають до нового середовища. НАСА вимірює SAS за допомогою шкали Гарна, названої на честь американського сенатора Джейка Гарна, чий SAS був настільки виражений під час місії STS-51-D програми Space Shuttle Discovery для досягнення рівня 13 за цією шкалою.

Найважливішими наслідками тривалої відсутності ваги є атрофія м’язів та пошкодження скелета, також відома як остеопенія через космос: ці наслідки можна мінімізувати за допомогою фізичних вправ. Інші суттєві ефекти включають перерозподіл рідини, уповільнення серцево-судинної системи, зниження вироблення еритроцитів, дисбаланс балансу та ослаблену імунну систему. До менших симптомів належать втрата маси тіла, закладеність носа, порушення сну, надмірне метеоризм і набряк обличчя. Після повернення на Землю ці ефекти є оборотними.

Багато станів, спричинених схудненням, подібні до станів, спричинених старінням. Вчені вважають, що дослідження щодо наслідків схуднення можуть виявитися корисними в медичній галузі, що призведе до можливого лікування остеопорозу та поліпшення догляду за молодими пацієнтами.