Ce este imponderabilitate. Stare de imponderabilitate Starea de imponderabilitate a unui corp pe un satelit artificial de pe pământ

1.1 Simularea imponderabilitatii

Imponderabilitate, starea unui corp material în care forțele externe care acționează asupra acestuia sau mișcarea pe care o face nu provoacă o presiune reciprocă a particulelor unele asupra altora. Dacă un corp se află în repaus în câmpul gravitațional al Pământului pe un plan orizontal, atunci forța gravitației și reacția planului îndreptat în direcția opusă acționează asupra acestuia, în urma cărora presiunile reciproce ale particulelor corpului pe se ridică unul pe altul. Corpul uman percepe astfel de presiuni ca o senzație de greutate. Un rezultat similar are loc pentru un corp care se află într-un lift care se deplasează vertical în jos cu o accelerație a 1 g, unde g este accelerația căderii libere. Dar când a = g, corpul (toate particulele sale) și liftul sunt în cădere liberă și nu exercită nicio presiune reciprocă unul asupra celuilalt; ca urmare, aici are loc fenomenul de imponderabilitate. În acest caz, toate particulele unui corp aflate în stare de imponderabilitate sunt afectate de gravitație, dar nu există forțe externe aplicate pe suprafața corpului (de exemplu, reacții de susținere) care ar putea provoca presiuni reciproce ale particulelor unele asupra altora. Un fenomen similar se observă pentru corpurile plasate într-un satelit (sau navă spațială) artificială; aceste corpuri și toate particulele lor, după ce au primit, împreună cu satelitul, viteza inițială corespunzătoare, se deplasează sub influența forțelor gravitaționale de-a lungul orbitelor lor cu accelerații egale, ca libere, fără a exercita o presiune reciprocă unul asupra celuilalt, adică se află în o stare de imponderabilitate. Asemenea unui corp dintr-un lift, ele sunt afectate de forța gravitațională, dar nu există forțe externe aplicate pe suprafețele corpurilor care ar putea provoca presiuni reciproce ale corpurilor sau ale particulelor lor unele asupra altora.

În general, un corp aflat sub acţiunea unor forţe externe se va afla în stare de imponderabilitate dacă: a) forţele exterioare care acţionează sunt numai de masă (forţe gravitaţionale); b) câmpul acestor forțe ale corpului este omogen local, adică forțele câmpului conferă tuturor particulelor corpului în fiecare dintre pozițiile sale aceeași accelerație în mărime și direcție; c) vitezele inițiale ale tuturor particulelor corpului sunt aceleași ca modul și direcție (corpul se mișcă înainte). Astfel, orice corp ale cărui dimensiuni sunt mici în comparație cu raza pământului, făcând mișcare de translație liberă în câmpul gravitațional al pământului, se va afla, în absența altor forțe exterioare, într-o stare de imponderabilitate. Rezultatul va fi similar pentru mișcarea în câmpul gravitațional al oricăror alte corpuri cerești. Datorită diferenței semnificative dintre condițiile de imponderabilitate și condițiile terestre, în care dispozitivele și ansamblurile de sateliți artificiali Pământului, navele spațiale și vehiculele lor de lansare sunt create și ajustate, problema imponderabilității ocupă un loc important printre alte probleme ale astronauticii. Imponderabilitate poate fi folosită pentru implementarea unor procese tehnologice greu sau imposibil de implementat în condiții terestre (de exemplu, obținerea de materiale compozite cu o structură uniformă pe întregul volum, obținerea de corpuri de formă sferică exactă din materialul topit datorită forțelor de tensiune superficială). , etc.). Primul experiment de sudare a diferitelor materiale în condiții de N. și vid a fost efectuat în timpul zborului navei spațiale sovietice Soyuz-6 (1969). Pe stația spațială americană Skylab (1973) au fost efectuate o serie de experimente tehnologice (sudare, investigarea curgerii și cristalizării materialelor topite etc.).

Este deosebit de important să se țină seama de particularitatea condițiilor de imponderabilitate în timpul zborului navelor spațiale cu echipaj: condițiile de viață ale unei persoane într-o stare de imponderabilitate diferă brusc de cele terestre obișnuite, ceea ce provoacă modificări în unele dintre elementele sale vitale. funcții. Astfel, imponderabilitate pune sistemul nervos central și receptorii multor sisteme de analiză (aparatul vestibular, aparatul musculo-articular, vasele de sânge) în condiții neobișnuite de funcționare. Prin urmare, imponderabilitate este considerată ca un stimul specific integral care afectează organismul uman și animal pe parcursul întregului zbor orbital. Răspunsul la acest stimul este procesele adaptative în sistemele fiziologice; gradul de manifestare a acestora depinde de durata imponderabilitatii si, intr-o masura mult mai mica, de caracteristicile individuale ale organismului.

Odată cu apariția imponderabilității, unii astronauți dezvoltă tulburări vestibulare. Pentru o lungă perioadă de timp, o senzație de greutate în zona capului persistă (datorită creșterii fluxului de sânge către aceasta). În același timp, adaptarea la imponderabilitate are loc, de regulă, fără complicații grave: în imponderabilitate, o persoană își păstrează capacitatea de a lucra și efectuează cu succes diverse operațiuni de lucru, inclusiv cele care necesită o coordonare fină sau cheltuieli mari de energie. Activitatea motorie în stare de imponderabilitate necesită mult mai puțină energie decât mișcările similare în imponderabilitate. Dacă măsurile preventive nu au fost utilizate în zbor, atunci în primele ore și zile după aterizare (perioada de readaptare la condițiile pământești), o persoană care a efectuat un zbor spațial lung experimentează următorul set de schimbări. 1) Încălcarea capacității de a menține o postură verticală în static și dinamic; o senzație de greutate a părților corpului (obiectele din jur sunt percepute ca neobișnuit de grele; există o lipsă de antrenament în dozarea eforturilor musculare). 2) Încălcarea hemodinamicii în timpul lucrului de intensitate medie și mare; stările de pre-leșin și de leșin sunt posibile după trecerea de la o poziție orizontală la una verticală (teste ortostatice). 3) Încălcarea proceselor metabolice, în special a metabolismului apă-sare, care este însoțită de deshidratarea relativă a țesuturilor, o scădere a volumului sângelui circulant, o scădere a conținutului unui număr de elemente în țesuturi, în special potasiu și calciu. 4) Încălcarea regimului de oxigen al organismului în timpul efortului fizic. 5) Scăderea rezistenței imunobiologice. 6) Tulburări vestibulo-vegetative. Toate aceste schimbări cauzate de imponderabilitate sunt reversibile. Recuperarea accelerată a funcțiilor normale poate fi realizată cu ajutorul kinetoterapiei și terapiei cu exerciții fizice, precum și cu antrenamentul preliminar în aeronave pentru a simula imponderabilitate, în piscine fără greutate și simula imponderabilitate în timp ce plutiți în aer.

Greutatea corpului este forța cu care corpul, datorită atracției de către Pământ, apasă pe un suport orizontal fix (față de Pământ) sau trage firul de suspensie. Greutatea corpului este egală cu forța gravitației.

Întrucât suportul sau suspensia, la rândul său, acționează asupra corpului, un semn caracteristic al greutății este prezența deformărilor în corp cauzate de interacțiunea acestuia cu suportul sau suspensia.

În căderea liberă a corpurilor, nu există deformații în ele; în acest caz, corpurile sunt în imponderabilitate. Figura arată o configurație prin care acest lucru poate fi detectat. Instalația constă din cântare cu arc, la care sarcina este suspendată. Întreaga instalație se poate deplasa în sus și în jos de-a lungul ghidajelor.

Dacă cântarul cu sarcină cad liber, atunci indicatorul de cântare este la zero, ceea ce înseamnă că arcul de echilibru nu este deformat.

Să analizăm acest fenomen folosind legile mișcării. Să presupunem că o greutate suspendată pe un arc se mișcă în jos cu o accelerație a. Pe baza celei de-a doua legi a lui Newton, putem spune că asupra ei acţionează o forţă, care este egală cu diferenţa dintre forţele P şi F, unde P este forţa gravitaţiei, iar F este forţa elastică a arcurilor aplicate sarcinii. . Asa de,

ma = P - F sau ma = mg - F

F = m (g - a)

Cu o cădere liberă a unei sarcini, a \u003d g și, prin urmare,

F - m (g - a) \u003d 0

Aceasta indică absența deformațiilor elastice în arc (și în sarcină).

Starea de imponderabilitate are loc nu numai în cădere liberă, ci și în orice zbor liber al corpului, când asupra lui acţionează o singură forță de gravitaţie. În acest caz, particulele corpului nu acționează asupra suportului sau suspensiei și nu primesc accelerație în raport cu acest suport sau suspensie sub influența gravitației către Pământ.

Dacă instalația prezentată în figură este făcută să se miște liber în sus cu o smucitură ascuțită de frânghie, atunci indicatorul de scară în timpul unei astfel de mișcări va fi la zero. Și în acest caz, cântarul și sarcina, care se deplasează în sus cu aceeași accelerație, nu interacționează între ele.

Deci, dacă asupra corpurilor acționează o singură forță de gravitație, atunci acestea se află într-o stare de imponderabilitate, a cărei trăsătură caracteristică este absența deformărilor și a tensiunilor interne în ele.

Starea de imponderabilitate nu trebuie confundată cu starea unui corp sub acțiunea forțelor echilibrate. Deci, dacă corpul se află în interiorul unui lichid, a cărui greutate în volumul corpului este egală cu greutatea corpului, atunci forța gravitației este echilibrată de forța de plutire, dar corpul va pune presiune asupra lichidului. (ca pe un suport), în urma căruia solicitările provocate în el de gravitație nu vor dispărea, dar înseamnă că nu va fi în stare de imponderabilitate.

Să luăm acum în considerare lipsa de greutate a corpurilor de pe sateliții pământești artificiali. În timpul zborului liber al unui satelit aflat pe orbită în jurul Pământului, satelitul însuși și toate corpurile situate pe el, într-un cadru de referință asociat cu centrul de masă al Pământului sau cu stele „fixe”, se mișcă cu aceeași accelerație la fiecare dată dată. Mărimea acestei accelerații este determinată de forțele gravitaționale care acționează asupra lor spre Pământ (forțele de gravitație către alte corpuri cosmice pot fi ignorate, sunt foarte mici). După cum am văzut, această accelerație nu depinde de masa corpului. În aceste condiții, nu va exista nicio interacțiune între satelit și toate corpurile situate pe acesta (precum și între particulele acestora), datorită gravitației către Pământ. Aceasta înseamnă că în timpul zborului liber al satelitului, toate corpurile din acesta vor fi într-o stare de imponderabilitate.

Corpuri care nu sunt fixate în navă spațială, astronautul însuși plutește liber în interiorul satelitului; lichidul turnat în vas nu apasă pe fundul și pereții vasului, astfel încât să nu curgă afară prin orificiul din vas; plumb bob (și pendulele) se sprijină în orice poziție în care sunt oprite.

Un astronaut nu are nevoie de niciun efort pentru a menține un braț sau un picior într-o poziție înclinată. Își pierde ideea de unde „sus” și unde „jos”.

Dacă unui corp i se dă o viteză în raport cu cabina satelitului, atunci se va mișca în linie dreaptă și uniform până se va ciocni cu alte corpuri.

Pentru a elimina posibilele consecințe periculoase ale acțiunii stării de imponderabilitate asupra activității vitale a organismelor vii, și mai ales a omului, oamenii de știință dezvoltă diverse metode de creare a „gravitației” artificiale, de exemplu, oferind viitoare stații interplanetare. mișcare de rotație în jurul centrului de greutate. Forța elastică a pereților va crea accelerația centripetă necesară și va provoca deformații în corpurile aflate în contact cu aceștia, similare cu cele pe care le-au avut în condițiile Pământului.

Imponderabilitate, starea unui corp material în care forțele exterioare care acționează asupra acestuia sau mișcarea pe care o face nu provoacă o presiune reciprocă a particulelor unele asupra altora. Dacă un corp se află în repaus în câmpul gravitațional al Pământului pe un plan orizontal, atunci forța gravitației și reacția planului îndreptat în direcția opusă acționează asupra acestuia, în urma cărora presiunile reciproce ale particulelor corpului pe se ridică unul pe altul. Corpul uman percepe astfel de presiuni ca o senzație de greutate. Un rezultat similar are loc pentru un corp care se află într-un lift care se deplasează vertical în jos cu o accelerație a ¹ g, Unde g- accelerarea gravitației. Dar la A =g corpul (toate particulele sale) și liftul sunt în cădere liberă și nu exercită nicio presiune reciprocă unul asupra celuilalt; ca urmare, aici are loc fenomenul N. În același timp, forțele gravitaționale acționează asupra tuturor particulelor unui corp în stare de N., dar nu există forțe externe aplicate pe suprafața corpului (de exemplu , reacții de susținere) care ar putea provoca presiuni reciproce ale particulelor unul asupra celuilalt. Un fenomen similar se observă pentru corpurile plasate într-un satelit (sau navă spațială) artificială; aceste corpuri și toate particulele lor, după ce au primit, împreună cu satelitul, viteza inițială corespunzătoare, se deplasează sub acțiunea forțelor gravitaționale de-a lungul orbitelor lor cu accelerații egale, ca libere, fără a exercita o presiune reciprocă unul asupra celuilalt, adică se află în starea H. La fel ca asupra corpului se află într-un lift, acestea sunt afectate de forța gravitațională, dar nu există forțe exterioare aplicate pe suprafețele corpurilor care ar putea provoca presiuni reciproce ale corpurilor sau particulelor acestora asupra fiecăruia. alte.

În general, un corp aflat sub acţiunea unor forţe exterioare va fi în stare de N. dacă: a) forţele exterioare care acţionează sunt numai masă (forţe gravitaţionale); b) câmpul acestor forțe ale corpului este omogen local, adică forțele câmpului conferă tuturor particulelor corpului în fiecare dintre pozițiile sale aceeași accelerație în mărime și direcție; c) vitezele inițiale ale tuturor particulelor corpului sunt aceleași ca modul și direcție (corpul se mișcă înainte). Astfel, orice corp ale cărui dimensiuni sunt mici în comparație cu raza pământului, făcând mișcare de translație liberă în câmpul gravitațional al Pământului, se va afla, în absența altor forțe exterioare, în starea H. Rezultatul va fi similar pentru mișcarea în gravitație. câmp al oricărui alt tel ceresc.

Datorită diferenței semnificative dintre condițiile N. față de condițiile terestre, în care dispozitivele și unitățile de sateliți artificiali Pământului, navele spațiale și vehiculele lor de lansare sunt create și ajustate, problema N. ocupă un loc important printre alte probleme ale astronauticii. Acest lucru este cel mai important pentru sistemele care au rezervoare parțial umplute cu lichid. Acestea includ sisteme de propulsie cu motoare de rachetă cu propulsie lichidă, concepute pentru includerea repetată în condițiile de zbor spațial. În condiții N., lichidul poate ocupa o poziție arbitrară în recipient, perturbând astfel funcționarea normală a sistemului (de exemplu, alimentarea componentelor din rezervoarele de combustibil). Aşadar, pentru a asigura lansarea sistemelor de propulsie lichidă în condiţii N. se folosesc: separarea fazelor lichide şi gazoase în rezervoarele de combustibil cu ajutorul separatoarelor elastice (de exemplu, pe Mariner AMS); fixarea unei părți din lichid la dispozitivul de admisie cu sistem de grilă (etapa rachetă Agena); crearea de suprasarcini de scurta durata („gravitatie” artificiala) inainte de pornirea sistemului principal de propulsie cu ajutorul motoarelor auxiliare de rachete etc. Este necesara si utilizarea unor metode speciale pentru separarea fazelor lichide si gazoase in conditii de N. in un număr de unități ale sistemului suport de viata,în celulele de combustibil ale sistemului de alimentare cu energie (de exemplu, colectarea condensului printr-un sistem de fitiluri poroase, separarea fazei lichide cu ajutorul unei centrifugă). Mecanismele navelor spațiale (pentru deschiderea bateriilor solare, a antenelor, pentru andocare etc.) sunt proiectate să funcționeze în N.

N. poate fi folosit pentru implementarea anumitor procese tehnologice greu sau imposibil de implementat în condiții terestre (de exemplu, obținerea de materiale compozite cu o structură uniformă pe tot volumul, obținerea de corpuri de formă sferică exactă din materialul topit datorită forțelor de tensiune superficială). , etc.). Primul experiment de sudare a diferitelor materiale în condiții de N. și vid a fost efectuat în timpul zborului navei spațiale sovietice Soyuz-6 (1969). Pe stația orbitală americană Skylab (1973) au fost efectuate o serie de experimente tehnologice (de sudare, studierea curgerii și cristalizării materialelor topite etc.).

Este deosebit de important să se țină seama de unicitatea condițiilor de N. în timpul zborului navelor spațiale cu echipaj: condițiile de viață ale unei persoane în stare de N. diferă brusc de cele terestre obișnuite, ceea ce provoacă modificări într-un număr. a funcţiilor sale vitale. Deci, N. pune sistemul nervos central și receptorii multor sisteme de analiză (aparatul vestibular, aparatul musculo-articular, vasele de sânge) în condiții neobișnuite de funcționare. Prin urmare, N. este considerat ca un stimul integral specific care acționează asupra organismului uman și animal pe parcursul întregului zbor orbital. Răspunsul la acest stimul este procesele adaptative în sistemele fiziologice; gradul de manifestare a acestora depinde de durata N. iar într-o măsură mult mai mică de caracteristicile individuale ale organismului.

Odată cu apariția stării lui N., unii astronauți dezvoltă tulburări vestibulare. Pentru o lungă perioadă de timp, o senzație de greutate în zona capului persistă (datorită creșterii fluxului de sânge către aceasta). În același timp, adaptarea la N. are loc, de regulă, fără complicații grave: în N. o persoană își păstrează capacitatea de a lucra și efectuează cu succes diverse operațiuni de lucru, inclusiv cele care necesită o coordonare fină sau cheltuieli mari de energie. Activitatea motrică în starea de N. necesită costuri energetice mult mai mici decât mișcările similare în condiții de gravitație. Dacă măsurile preventive nu au fost utilizate în zbor, atunci în primele ore și zile după aterizare (perioada de readaptare la condițiile pământești), o persoană care a efectuat un zbor spațial lung experimentează următorul set de schimbări. 1) Încălcarea capacității de a menține o postură verticală în static și dinamic; o senzație de greutate a părților corpului (obiectele din jur sunt percepute ca neobișnuit de grele; există o lipsă de antrenament în dozarea eforturilor musculare). 2) Încălcare hemodinamicaîn timpul lucrului de intensitate medie și mare; stările de pre-leșin și de leșin sunt posibile după trecerea de la o poziție orizontală la una verticală (teste ortostatice). 3) Încălcarea proceselor metabolice, în special metabolismul apă-sare, care este însoțită de deshidratarea relativă a țesuturilor, o scădere a volumului sângelui circulant, o scădere a conținutului unui număr de elemente din țesuturi, în special potasiu și calciu. 4) Încălcarea regimului de oxigen al organismului în timpul efortului fizic. 5) Scăderea rezistenței imunobiologice. 6) Tulburări vestibulo-vegetative. Toate aceste deplasări cauzate de N. sunt reversibile. Recuperarea accelerată a funcțiilor normale poate fi realizată cu ajutorul kinetoterapiei și terapiei cu exerciții fizice, precum și cu utilizarea medicamentelor. Efectul advers al N. asupra corpului uman în zbor poate fi prevenit sau limitat prin diferite mijloace și metode (antrenament muscular, stimulare electrică musculară, presiune negativă aplicată pe jumătatea inferioară a corpului, farmacologic și alte mijloace). Într-un zbor cu durata de aproximativ 2 luni (al doilea echipaj la stația americană Skylab, 1973), s-a obținut un efect preventiv ridicat în principal datorită pregătirii fizice a cosmonauților. Munca de mare intensitate, care a determinat o creștere a frecvenței cardiace cu până la 150-170 de bătăi pe minut, a fost efectuată pe o bicicletă ergometru timp de 1 oră pe zi. Restabilirea funcției circulației sângelui și a respirației a avut loc la cosmonauți la 5 zile după aterizare. Modificările metabolismului, tulburările stato-cinetice și vestibulare au fost slab exprimate.

Un mijloc eficient ar fi, probabil, crearea unei „gravitații” artificiale la bordul navei spațiale, care poate fi obținută, de exemplu, făcând stația sub forma unei roți mari care se rotește (adică, care nu se deplasează înainte) și localizarea locului de lucru. camere de pe „bordul” ei. Datorită rotației „bordului” corpului în ea, acestea vor fi presate pe suprafața sa laterală, care va juca rolul „pardoselii”, iar reacția „pardoselii” aplicată pe suprafețele corpurilor. va crea „gravitație” artificială. Crearea pe nave spațiale chiar și a unei mici „gravitații” artificiale poate asigura prevenirea efectelor adverse ale N. asupra organismelor animalelor și oamenilor.

Pentru a rezolva o serie de probleme teoretice și practice ale medicinei spațiale, metodele de laborator pentru modelarea N. sunt utilizate pe scară largă, inclusiv limitarea activității musculare, privarea unei persoane de sprijinul său obișnuit de-a lungul axei verticale a corpului, reducerea tensiunii arteriale hidrostatice, care este se realizează prin menținerea unei persoane în poziție orizontală sau în unghi (capul sub picioare), repaus prelungit la pat continuu sau imersarea unei persoane timp de câteva ore sau zile într-un mediu lichid (așa-numitul imersie).

Lit.: Kakurin L. I., Katkovsky B. S., Unele aspecte fiziologice ale imponderabilitatii pe termen lung, în cartea: Results of Science. Seria Biologie, c. 8, Moscova, 1966; Cercetări medico-biologice în imponderabilitate, M., 1968; Fiziologia în spațiu, trad. din engleză, M., 1972.

S. M. Targ, E. F. Ryazanov, L. I. Kakurin.

Ce este imponderabilitate? Cupe care se ridică, capacitatea de a zbura și de a merge pe tavan, de a muta cu ușurință chiar și cele mai masive obiecte - aceasta este ideea romantică a acestui concept fizic.

Daca intrebi un astronaut ce este imponderabilitate, acesta iti va spune cat de greu este in prima saptamana la bordul statiei si cat dureaza recuperarea dupa intoarcere, obisnuindu-se cu conditiile de gravitatie. Pe de altă parte, cel mai probabil, fizicianul va omite astfel de nuanțe și va dezvălui conceptul cu precizie matematică folosind formule și numere.

Definiție

Să începem cunoașterea fenomenului cu dezvăluirea esenței științifice a problemei. Fizicianul definește imponderabilitate ca o astfel de stare a unui corp atunci când mișcarea lui sau forțele exterioare care acționează asupra acestuia nu conduc la o presiune reciprocă a particulelor unele asupra altora. Acesta din urmă apare întotdeauna pe planeta noastră atunci când un obiect se mișcă sau se odihnește: este sub presiunea gravitației și reacția în direcție opusă a suprafeței pe care se află obiectul.

O excepție de la această regulă sunt cazurile, adică căderea cu viteza pe care gravitația o dă corpului. Într-un astfel de proces, nu există nicio presiune a particulelor una pe cealaltă, apare imponderabilitate. Fizica spune că starea care apare în navele spațiale și uneori în avioane se bazează pe același principiu. Imponderabilitate apare la aceste vehicule atunci cand se deplaseaza cu viteza constanta in orice directie si in acelasi timp sunt in stare de cadere libera. Un satelit artificial sau este pus pe orbită folosind un vehicul de lansare. Le oferă o anumită viteză, care se menține după ce dispozitivul își oprește propriile motoare. În acest caz, nava începe să se miște numai sub influența gravitației și apare imponderabilitate.

Case

Consecințele zborurilor pentru astronauți nu se limitează la asta. După ce se întorc pe Pământ, ei trebuie să se adapteze înapoi la gravitație pentru ceva timp. Ce este imponderabilitate pentru un astronaut care a terminat un zbor? În primul rând, este un obicei. Conștiința încă o perioadă refuză să accepte faptul prezenței gravitației. Ca urmare, nu este neobișnuit ca un astronaut, în loc să pună ceașca pe masă, pur și simplu să-i dea drumul și să-și dea seama de greșeală doar atunci când aude zgomotul vaselor sparte pe podea.

Nutriție

Una dintre sarcinile dificile și, în același timp, interesante pentru organizatorii zborurilor cu echipaj, este de a oferi astronauților hrană ușor digerabilă de către organism sub influența imponderabilității într-o formă convenabilă. Primele experimente nu au stârnit prea mult entuziasm în rândul membrilor echipajului. Indicativ în acest sens este cazul când astronautul american John Young, contrar interdicțiilor stricte, a adus la bord un sandviș pe care, însă, nu l-au mâncat, pentru a nu încălca și mai mult charta.

Până în prezent, nu există probleme cu diversitatea. Lista mâncărurilor disponibile cosmonauților ruși include 250 de articole. Uneori, o navă de marfă care pleacă de la gară oferă o masă proaspătă comandată de cineva din echipă.

Baza dietei este. Toate felurile de mâncare lichide, băuturile și piureul de cartofi sunt ambalate în tuburi de aluminiu. Recipientul si invelisul produselor sunt gandite in asa fel incat sa evite aparitia firimiturii care plutesc in gravitate zero si care ar putea intra in ochiul cuiva. De exemplu, fursecurile sunt făcute suficient de mici și acoperite cu o coajă care se topește în gură.

Mediu familiar

La stații precum ISS încearcă să aducă toate condițiile la cele terestre obișnuite. Acestea sunt preparate naționale din meniu și mișcarea aerului necesară atât pentru funcționarea corpului, cât și pentru funcționarea normală a echipamentului, și chiar desemnarea podelei și a tavanului. Aceasta din urmă are o semnificație mai degrabă psihologică. Un astronaut în imponderabilitate nu îi pasă în ce poziție să lucreze, cu toate acestea, alocarea unei podele și a unui tavan condiționat reduce riscul de pierdere a orientării și contribuie la o adaptare mai rapidă.

Imponderabilitate este unul dintre motivele pentru care nu toată lumea este considerată astronaut. Adaptarea la sosirea în stație și după întoarcerea pe Pământ este comparabilă cu aclimatizarea îmbunătățită de mai multe ori. Este posibil ca o persoană cu sănătate precară să nu poată rezista unei astfel de sarcini.

Există presiuni reciproce ale particulelor corpului unul asupra celuilalt. corpul percepe astfel de presiuni ca o senzație de greutate. rezultatul este valabil pentru un corp care se află într-un lift care se deplasează vertical în jos cu o accelerație a ¹ g, Unde g- cădere liberă. Dar la A=g corpul (toate particulele sale) și eliberează și nu exercită nicio presiune reciprocă unul asupra celuilalt; ca urmare, aici are loc N. În același timp, forțele gravitaționale acționează asupra tuturor particulelor unui corp în stare de N., dar nu există forțe externe aplicate pe suprafața corpului (de exemplu, reacții de sprijin ) care ar putea cauza presiuni reciproce ale particulelor unele asupra altora. Un fenomen similar se observă pentru corpurile plasate într-un satelit (sau navă spațială) artificială; aceste corpuri și toate particulele lor, după ce au primit valoarea inițială corespunzătoare împreună cu satelitul, se deplasează sub acțiunea forțelor gravitaționale ale orbitelor lor cu accelerații egale, ca libere, fără a exercita o presiune reciprocă unul asupra celuilalt, adică se află în starea H. La fel ca și asupra corpului în susținere, acestea sunt afectate de forța gravitațională, dar nu există forțe externe aplicate pe suprafețele corpurilor care ar putea provoca presiuni reciproce ale corpurilor sau ale particulelor lor unele asupra altora.

În general, sub influența forțelor externe, N. se va afla într-o stare: a) forțele externe care acționează sunt de masă (forțe gravitaționale); b) câmpul acestor forțe ale corpului este omogen local, adică forțele conferă tuturor particulelor corpului în fiecare dintre pozițiile sale aceeași accelerație în mărime și direcție; c) vitezele inițiale ale tuturor particulelor corpului sunt aceleași ca modul și direcție (corpul se mișcă înainte). Astfel, orice corp ale cărui dimensiuni sunt mici în comparație cu raza pământului, efectuând translație liberă în câmpul gravitațional al Pământului, se va afla, în absența altor forțe exterioare, în starea H. Rezultatul va fi similar pentru mișcarea în câmpul gravitațional. a oricăror alte corpuri cerești .

Datorită diferenței semnificative dintre condițiile N. față de condițiile terestre, în care unitățile de sateliți artificiali de pământ, navele spațiale și vehiculele lor de lansare sunt create și depanate, problema lui N. ocupă o altă problemă importantă a astronauticii. Acest lucru este cel mai important pentru sistemele care au rezervoare parțial umplute cu lichid. Acestea includ sisteme de propulsie cu motoare de rachetă cu propulsie lichidă, concepute pentru includerea repetată în condițiile de zbor spațial. În condiții N., poate fi arbitrar în rezervor, perturbând astfel funcționarea normală a sistemului (de exemplu, alimentarea cu componente din rezervoarele de combustibil). Aşadar, pentru a asigura lansarea sistemelor de propulsie lichidă în condiţii N. se folosesc: separarea fazelor lichide şi gazoase în rezervoarele de combustibil cu ajutorul separatoarelor elastice (de exemplu, pe Mariner AMS); părți ale lichidului la dispozitivul de admisie cu un sistem de rețea (rachetă „Agena”); suprasarcini pe termen scurt („gravitație”) înainte de a porni sistemul principal de propulsie cu ajutorul motoarelor de rachete auxiliare și alte metode speciale sunt, de asemenea, necesare pentru separarea fazelor lichide și gazoase în condiții N. într-un număr de unități ale sistemului suport de viata, în celulele de combustibil ale sistemului de alimentare cu energie (de exemplu, condens cu un sistem de fitil poros, fază lichidă folosind o centrifugă). Mecanismele navelor spațiale (pentru deschiderea bateriilor solare, a antenelor, pentru andocare etc.) sunt proiectate să funcționeze în N.

N. poate fi utilizat pentru realizarea anumitor procese tehnologice dificile sau imposibile în condiții terestre (de exemplu, obținerea de materiale compozite cu o structură uniformă pe întregul volum, obținerea de corpuri de formă sferică exactă din materialul topit datorită forțelor de tensiune superficială). , etc.). la sudarea diferitelor materiale în condiții de N. și vid a fost efectuată în timpul zborului navei spațiale sovietice „-6” (1969). Pe stația orbitală americană Skylab (1973) au fost efectuate o serie de studii tehnologice (sudare, studierea curgerii și cristalizării materialelor topite etc.).

Este deosebit de important să se țină seama de unicitatea condițiilor de N. în timpul zborului navelor spațiale cu echipaj: condițiile de viață ale unei persoane în stare de N. diferă brusc de cele terestre obișnuite, ceea ce provoacă modificări într-un număr. a funcţiilor sale vitale. Deci, N. pune sistemul nervos central si multe sisteme analizatoare (aparatul vestibular, aparatul musculo-articular, vasele de sange) in conditii neobisnuite de functionare. Prin urmare, N. este considerat ca un stimul integral specific care acționează asupra organismului uman și animal pe parcursul întregului zbor orbital. Răspunsul la stimul este procesele adaptative în sistemele fiziologice; gradul de manifestare a acestora depinde de durata N. iar într-o măsură mult mai mică de caracteristicile individuale ale organismului.

Odată cu apariția stării lui N., unii astronauți dezvoltă tulburări vestibulare. O senzație de greutate în zonă persistă mult timp (datorită creșterii fluxului de sânge către aceasta). În același timp, la N. apare, de regulă, fără complicații grave: în N. își păstrează capacitatea de a lucra și îndeplinește cu succes diverse sarcini, inclusiv cele care necesită coordonare sau cheltuieli de energie. Activitatea motrică în starea de N. necesită costuri energetice mai mici decât mișcările similare în condiții de gravitație. Dacă măsurile preventive nu au fost utilizate în timpul zborului, atunci în prima și a doua zi după aterizare (perioada de readaptare la condițiile pământești), la o persoană care a efectuat un zbor spațial se observă următoarele schimbări. 1) Încălcarea posturii verticale în statică și dinamică; severitatea părților corpului (obiectele din jur sunt percepute ca neobișnuit de grele; există o lipsă de antrenament în dozarea eforturilor musculare). 2) Încălcare hemodinamica în timpul lucrului de intensitate medie și mare; Sunt posibile stările de pre-leșin și stări de leșin de tranziție de la o poziție orizontală la una verticală (teste ortostatice). 3) Încălcarea proceselor metabolice, în special metabolismul apă-sare, care este însoțită de deshidratarea relativă a țesuturilor, o scădere a volumului sângelui circulant, o scădere a conținutului unui număr de elemente din țesuturi, în special potasiu și calciu. 4) Încălcarea regimului de oxigen al organismului în timpul efortului fizic. 5) Scăderea rezistenței imunobiologice. 6) Tulburări vestibulo-vegetative. Toate aceste deplasări cauzate de N. sunt reversibile. Recuperarea accelerată a funcțiilor normale poate fi realizată cu ajutorul kinetoterapiei și terapiei cu exerciții fizice, precum și cu utilizarea medicamentelor. N. nefavorabile asupra corpului uman în zbor poate fi sau limitată folosind diverse mijloace și metode (stimulare musculară, electrică musculară, negativă, aplicată pe jumătatea inferioară a corpului, farmacologic și alte mijloace). In zbor cu durata de aproximativ 2 luni (