Усещането за безтегловност или нулева гравитация се случва, когато ефектите от гравитацията не се усещат. Технически погледнато, гравитацията съществува навсякъде във Вселената, защото тя се определя като сила, която привлича две тела едно към друго. Но астронавтите в космоса обикновено не усещат неговите ефекти.

безтегловност

The Интернационална космическа станция, например, е в непрекъснат свободно падане над Земята. Движението му напред обаче е почти равно на скоростта на неговото "падане" към планетата. Това означава, че астронавтите вътре не са издърпани в определена посока. Така те плават.

Не е необходимо да носите тежест на краката си, звучи релаксиращо, но в дългосрочен план има много здравословни проблеми, свързани с това. Костите и мускулите отслабват и други промени също се случват в тялото. Една от функциите на МКС е да проучи как здравето на астронавтите се влияе от дълги периоди в безтегловност.

Изпитване на безтегловност

Не е нужно да напускате Земята, за да (за кратко) избягате от връзките на земно притегляне. Всеки, който е издигнал върха на хълма с бързи влакчета или е седнал в малък самолет, избутан изведнъж от вятъра, за кратко изпитва безтегловност.

Възможни са по-продължителни периоди в самолети, които летят с парабола. НАСА програма за полет с намалена гравитация, например лети самолети в поредица от около 30 до 40 параболи, за да могат изследователите да провеждат експерименти на борда. Всяко изкачване произвежда сила около два пъти силата на гравитацията за 30 секунди. След това, когато самолетът, наричан още „Повърната комета“, защото на някои пътници им е гадно, достига върха на параболата и се спуска, пътниците усещат микрогравитация за около 25 секунди. (Ако искате сами да изпитате това, компании като Zero G Corp. предоставят безтегловни джойдити в самолетите, разбира се на цена.)

Екипът на екипа и актьорите във филма „Аполон 13“ прекараха часове на борда на самолет, летящ параболични полети отново и отново. Това позволи на актьорите наистина да "плуват" по време на престоя си във филмовия космически кораб, вместо да разчитат на тромави жици.

Астронавтите обаче изпитват безтегловност за много по-дълги периоди. Най-продължителното прекарано време в космоса се е случило през 1994-95 г., когато Валери Поляков е прекарал почти 438 дни в космоса.

Дори няколко дни в космоса могат да доведат до временни здравословни проблеми, както откри Хайдемари Стефанишин-Пайпър, след като прекара две седмици в космоса по време на STS-115 през 2006 г. По време на пресконференция след кацането, Пайпър се срина, тъй като не беше съвсем пренастроена към гравитацията.

Временни ефекти върху здравето

Безтегловността кара няколко ключови системи на тялото да се отпуснат, тъй като вече не се бори с гравитацията. Усещането на астронавтите за нагоре и надолу се обърква, каза НАСА, тъй като вестибуларната система вече не може да разбере къде са земята и таванът. Дизайнерите на космически кораби отчитат това; МКС например, има цялото си изписване на стените, сочещи в същата посока.

Членовете на екипажа също изпитват смущения в тяхната проприоцептивна система, която показва къде са ориентирани ръцете, краката и другите части на тялото един спрямо друг. „Първата нощ в космоса, когато заспах, казва един от астронавтите на Аполон в интервю на НАСА,„ внезапно осъзнах, че съм загубил следа от ръцете и краката си. не там."

Тази дезориентация може да накара астронавтите да изпаднат за няколко дни. Един известен пример се състоя през Аполон 9 през 1969 г. Ръсти Швейкарт трябваше да промени планираната разходка в космоса, защото се чувстваше зле. Притеснението беше, че ако повърне, докато е в скафандъра си, течността може да се разпространи през шлема му (което го прави трудно да се види) или да попречи на дихателния апарат и да го накара да се задави до смърт.

Космическите кораби също трябва да бъдат проектирани така, че да вземат предвид микрогравитацията. По време на космически разходки, например, астронавтите се нуждаят от допълнителни ръкохватки и опори от външната страна на космическия си кораб, за да могат да се закотвят и да не отплуват. (Астронавтите също се привързват към тях с връзки, в случай че загубят хватката си.)

Дългосрочни ефекти върху здравето

Астронавтите в космоса от седмици до месеци могат да се сблъскат с проблеми. Калцият в костите се отделя чрез урината. Тъй като костите отслабват, астронавтите са по-податливи на счупването им, ако се подхлъзнат и паднат, точно както хората с остеопороза. Мускулите също губят маса.

Но времето на Международната космическа станция помогна на НАСА да проведе проучвания за това как здравето на астронавтите се влияе от времето в безтегловност. Вече агенцията е направила промени. Например, той замени временното съпротивляващо устройство за упражнения (iRED) с усъвършенствано устройство за съпротивителни упражнения през 2008 г., което позволи на астронавтите да правят вдигане на тежести, без да "увеличават" максималното си тегло. ARED е свързан с по-добри резултати в костната плътност и мускулната сила, въпреки че всички заключения в космоса са трудни за правене (като цяло оттогава), тъй като популацията на астронавтите вече е годна и е изключително малка.

Астронавтите обикновено имат определен период от два часа на ден в космоса, за да противодействат на тези ефекти; това време включва не само сърдечно-съдови упражнения и вдигане на тежести, но и време за преобличане и настройване или сваляне на екипировка. Въпреки упражненията, все още са необходими месеци на рехабилитация, за да се адаптираме на Земята след типична шестмесечна космическа мисия. Съвсем наскоро лекарите откриха промени в очното налягане в орбитата. НАСА е проследява промени в зрението на астронавтите, които са били на космическата станция, но нищо толкова сериозно, което да предизвиква безпокойство. Причината му все още се разследва, въпреки че един от възможните виновници включва гръбначна течност, която остава постоянна в микрогравитация, вместо нормалното преместване, което се случва на Земята, докато лежите или се изправяте. В допълнение към гръбначната течност, проучване от 2017 г. проследява промените както в астронавтите с кратък, така и в дълъг полет. Някои изследвания също така посочват, че астронавтите изпитват леко повишено ниво на въглероден диоксид в станцията поради системата за филтриране; че газът може също да допринесе за проблеми с очите.

Бившият астронавт на НАСА Скот Кели участва в рядка, едногодишна мисия до Международната космическа станция през 2015-16. Неговият брат близнак и бивш астронавт от НАСА Марк (който се пенсионира преди Скот) се съгласи да участва, заедно със Скот, в няколко „експеримента с близнаци“, за да сравнява здравето на Скот в космоса със здравето на Марк на земята.

Предварителните резултати от едно проучване, публикувано през октомври 2017 г., показват, че различни гени се включват или изключват в космоса. Други изследвания, обсъдени по-рано същата година, разкриват и фини промени. Например теломерите (които забавят влошаването на хромозомите) в Скот временно се удължиха в космоса. Скот също имаше леко влошаване на когнитивните способности (скорост и точност на мислене) и формирането на костите, макар и недостатъчно, за да бъде загрижен.

Учени, които работят със здравни експерименти с микрогравитация, отбелязват, че често промените, наблюдавани в орбитата, имитират това, което се случва, когато хората естествено остаряват, въпреки че често процесите са различни. Група канадски изследователи - някои от които имат опит в космическата медицина - имат достъп до дългосрочно здравно заведение за възрастни хора в Университета на Ватерло. Там изследователите могат да измерват възрастните хора в техните жилища, вместо да ги вкарват в лаборатория, където условията са изкуствени и могат да маскират или преувеличават определени здравословни състояния.