В Москве показали, как победить космическую невесомость
Это место находится недалеко от станции метро “Полежаевская”, но доступ туда открыт далеко не каждому. Почему так?
Как работает искусственная гравитация
Если смотрели фильм “Интерстеллар”, то, возможно, помните, как в конце главный герой приходит в себя и видит, что находится внутри огромного цилиндра, в котором заключён целый мир с собственной экосистемой. Кстати, на самом деле этот мир в цилиндре — из книги Артура Кларка “Свидание с Рамой”. Так же, как и эпизод, в котором горы на горизонте оказались волнами.
Так вот, цилиндр вращается вокруг своей продольной оси, возникает центробежная сила, она как бы гонит всё из центра в разные стороны, и за счёт этого по внутренней поверхности цилиндра можно ходить как по поверхности планеты.
Впрочем, в Институте медико-биологических проблем (ИМБП), который с самого начала космической эры готовит к полётам космонавтов и следит за их здоровьем, предпочитают фильм Стэнли Кубрика “Космическая одиссея: 2001”. Там летящая в межпланетном пространстве станция имеет в своём составе модуль в виде бублика (в геометрии это называется тор), эта баранка, опять же, вращается, а внутри трусцой бежит астронавт, и бежит не прикреплённый ремнями к беговой дорожке, а просто так, по “потолку” модуля.
Где в России создали искусственную гравитацию
В невесомости всё время находиться не хочется, но профессиональные космические медики задаются вопросом, как будет чувствовать себя человеческий организм при постоянном нахождении внутри вращающейся конструкции. И этот вопрос изучают в Москве с помощью вот такой центрифуги. Она установлена в вышеупомянутом Институте медико-биологических проблем. Изначально он назывался Институтом космической биологии и медицины.
По сути, это тренажёр, только в нём совершенно ничего не нужно делать: ты просто лежишь в кресле (оно называется ложементом) головой к центру оси вращения, к тебе прикреплены всевозможные датчики, а за стеклом целая команда медиков смотрит, что с тобой происходит. Кабины во время вращений закрыты, это ноу-хау ИМБП: минимизирует укачивание. В качестве испытуемых берут в основном своих же специалистов, потому что очень хорошо знают их здоровье, а здоровье тут нужно отменное.
— Когда кабина закрыта и старт очень плавный, в принципе ты ничего не чувствуешь, тебя не толкает, ничего. Мы даже иногда переспрашиваем, включилась ли центрифуга. Но в какой-то момент ты начинаешь чувствовать, что тебя поднимает. То есть ты продолжаешь лежать, но у тебя ощущение, что ты встаёшь на ноги, — рассказал Лайфу один из участников такого эксперимента, глава пресс-службы ИМБП Олег Волошин.
Это происходит от того, что центробежная сила гонит кровь и вообще все твои биологические жидкости к ногам и создаёт ощущение опоры, объясняет глава лаборатории физиологии ускорений и искусственной силы тяжести Милена Колотева. Она рассказала, что центрифуга может делать до 48 оборотов в минуту, это даёт искусственную силу тяжести 7g (напомним, земная гравитация — один g, ускорение свободного падения 9,80665 м/с2). Но 48 оборотов тоже практически никогда не делают. К примеру, в последнее время делают максимум 33 оборота, это примерно 2–3g.
Сколько должен длиться такой сеанс общения с искусственной гравитацией в космосе, будут решать индивидуально с каждым космонавтом в зависимости от его выносливости и вообще особенностей организма. Сейчас проводят эксперименты продолжительностью 45–60 минут. В любом случае с центрифугой в космосе меньше времени нужно будет тратить на бег, силовые упражнения и велотренажёры. Вообще, медики хотят сделать так, чтобы в этой вращающейся кабине происходила не только такая “ленивая” тренировка, но и полноценный отдых, притом не только физический, но и психологический.
— Закрытая белая кабина и изогнутый потолок предусматривают создание виртуальной реальности во время вращения. Пока мы, может быть, с очками поработаем, а вообще, это будет такая среда, в которой человек будет чувствовать себя, как будто он идёт по какой-то поверхности. Пусть это будет комната психологической разгрузки, — говорит Милена Колотева.
Когда это будет в космосе?
Подобные эксперименты проводят ещё в нескольких странах мира: США, Франции, Японии. Правда, с точки зрения специалистов ИМБП, далеко не всегда получаются удачные космические центрифуги.
— У американцев в Массачусетском университете стоит центрифуга, в которой ось вращения проходит через переносицу. Можете себе представить? Плюс у них кабины не закрыты, и они получают за счёт этого очень много побочных эффектов, — поведала руководитель исследований по теме искусственной гравитации.
По её оценкам, одна из лучших космических центрифуг находится в Кёльне и определённо все возможности для создания искусственной гравитации на околоземной орбите есть у Китая. А меж тем пока ни одна страна не смогла эту идею реализовать в космосе. Оказывается, главная проблема в том, что вращение центрифуги в космосе создаёт вибрацию, а многие приборы на МКС к ней весьма чувствительны. Как рассказали в ИМБП, именно поэтому даже во время тренировок космонавтов на беговой дорожке эти приборы отключают — “станция замирает”.
Тем не менее в 2020 году было объявлено о намерении включить космический модуль с центрифугой в состав будущей Российской национальной орбитальной станции. Это должен быть трансформируемый надувной модуль, который создают сейчас в РКК “Энергия”. Решено установить на него центрифугу с одной кабиной, а не с двумя, как сейчас, объёмы модуля ограниченны.
Зачем нужна искусственная гравитация
Затем, что невесомость — тяжкое испытание для космонавтов и астронавтов во время их полугодовых и годовых полётов. То, что не работают мышцы и слабеют кости, — это лишь верхушка айсберга возможных проблем со здоровьем в космосе, на самом деле их намного больше.
И нужно помнить ещё об одном: после полёта человек возвращается на Землю и его организм должен заново перестраиваться и привыкать жить с гравитацией. Абсолютно у всех космонавтов наблюдается ортостатическая неустойчивость. Иными словами, после посадки капсулы космонавта надо из неё вынимать и нести, он не может сам подняться. Как рассказывал участник двух полётов к МКС Михаил Корниенко, первые семь–десять дней после посадки “глаза на белый свет не смотрят”. Искусственная гравитация решила бы обе проблемы разом: не надо привыкать к невесомости и не надо потом обратно привыкать к Земле.
А кроме того, рано или поздно начнутся межпланетные полёты. К примеру, при имеющихся возможностях космонавтики полёт к Марсу будет занимать 6–9 месяцев, после которых, собственно говоря, должна произойти посадка на поверхность планеты. И там никто не будет заботливо ждать ослабевших землян с носилками и целым штатом врачей.
Фото: pixabay
Адель Романенкова
По материалам: “Life”
