Bula zboară

Ştiinţă

O ședere mai lungă în spațiu pune presiunea asupra corpului uman în multe moduri și în mod semnificativ. Una dintre cele mai interesante dintre acestea este lipsa consecințelor obișnuite ale gravitației, pe care le numim imponderabilitate. Desigur, motivul pentru ceea ce se numește științific microgravitație nu este că astronauții care stau aproape de planeta noastră nu sunt afectați de gravitația Pământului.

Plutește între cer și pământ

La aproximativ 400 de kilometri de Pământ, unde orbitează Stația Spațială Internațională (ISS), gravitația este încă destul de puternică, ceea ce, fără alt efect, ar încuraja astronauții și locuința lor să accelereze, iar accelerația gravitației nu este cu nici o zecime mai mică decât Aici. Cum este posibil ca pasagerii stației spațiale să fie încă într-o stare de imponderabilitate? Ei bine, sub gravitație, stația spațială cade liber, dar conform modelului fizic actual, corpul care cade liber este aparent neafectat de forțe externe, în special de oponentul unei patrii bune. Se adaugă adesea că acest lucru este adevărat doar în vid, cu excepția faptului că densitatea materiei în spațiu este minimă. Întrucât dimensiunea corpului nostru și chiar stația spațială sunt neglijabile în comparație cu câmpul gravitațional al Pământului, forța gravitațională acționează uniform asupra fiecărui punct al corpului astronautului, creând un sentiment de imponderabilitate. Desigur, nici dimensiunea stației spațiale nu este deloc neglijabilă, astfel încât efectul de maree (similar cu ceea ce mișcă apele mării) datorită diferențelor de atracție gravitațională pe diferitele sale laturi produce, de asemenea, o oarecare forță gravitațională, astfel încât oamenii de știință vorbesc despre microgravitație în loc de imponderabilitate totală. (Pentru diferitele noastre abordări ale greutății, consultați caseta noastră despre Newton vs. Einstein.)

Astronautul belgian Frank De Winne pe o bandă de alergat specială la Stația Spațială Internațională, 17 noiembrie 2009.

Dar dacă stația spațială și pasagerii ei cad liberi, de ce nu cad înapoi pe Pământ? Explicația este că această cădere specială, ale cărei consecințe sunt experimentate ca imponderabilitate (microgravitație), este doar o componentă a orbitei stației spațiale. Rezultă că viteza enormă a vehiculului de lansare (aceasta este prima viteză cosmică, aproximativ 7,8 km/s) a orbitat în jurul stației spațiale, ceea ce este important pentru că altfel forța centrifugă datorată mișcării circulare - un alt efect în absența acesteia - ar scoate ISS din apropierea planetei noastre, la fel ca glonțul rotit care iese din mâna aruncătorului de ciocan. Efectul combinat al celor două forțe și al celor două componente orbitale creează o orbită orbitală a obiectelor care orbitează Pământul și, în timp ce Stația Spațială Internațională avansează într-un ritm constant, astronauții sunt încă afectați de efectele căderii libere.

În teorie, microgravitația poate fi eliminată, dar în practică nu a apărut încă. Dacă, de exemplu, încurajăm stația spațială să se rotească, apare deja o forță de inerție care dă un sentiment de „gravitație” și funcționează departe de Pământ și Soare. În plus, accelerarea și decelerarea navei spațiale creează și un fel de gravitație artificială.

Totul crește sus

Recent, în presă s-a relatat că astronautul american Scott Kelly, care a petrecut 340 de zile la Stația Spațială Internațională înainte de a se întoarce pe Pământ pe 2 martie, a crescut nu mai puțin de cinci centimetri. Dar natura dă ceea ce dă în spațiu pe Pământ și nu diferă pentru centimetrii prost dobândiți: în următoarele luni, coloana vertebrală a lui Kelly își ia încet dimensiunea inițială, iar astronautul își recapătă înălțimea corpului inițial. Motivul acestei schimbări este microgravitatea, deoarece corpul nostru reacționează la lipsa greutății normale cu diferite modificări. Sarcina coloanei vertebrale, de exemplu, este de a ne ține corpul înspre sud, în ciuda forței gravitaționale puternice care acționează asupra ei. Acest lucru nu este necesar atunci când plutim în spațiu, coloana vertebrală tensionată anterior se relaxează, în timp ce se întinde și câțiva centimetri. Dar aceasta este doar una dintre modificările fiziologice cheie și, în mare parte, nu foarte benefice, care apar în condiții de imponderabilitate. Desigur, ele limitează, de asemenea, cât timp poate petrece un astronaut în greutate. Este adevărat că cosmonauții sovietici/ruși au depășit de mult recordul de un an de a fi în spațiu, dar astronauții se descurcă mai bine în interesul lor dacă se întorc mult mai devreme.

Dacă suntem curioși cu privire la ceea ce se schimbă în spațiu în funcționarea corpului uman, atunci pe scurt trebuie să răspundem la aproape totul. Mai presus de toate, echilibrul fluidelor este supărat, deoarece fluidele corporale concentrate în părțile inferioare ale corpului datorită efectului gravitațional încep frumos spre cap. Acest lucru este perceput de creier și răspunde cu o excreție crescută, ducând la pierderea calciului și slăbirea oaselor singure. Poate apărea deshidratarea, scade cantitatea de sânge, ceea ce transformă sistemul circulator, iar echilibrul potasiu-sodiu este, de asemenea, perturbat. În plus, oasele, deoarece sunt necesare puțin, încep să se dizolve încet: 1-2 la sută din masa osoasă totală pot dispărea în fiecare lună, provocând simptome osteoporotice similare osteoporozei. Reducerea pierderilor necesită o alimentație adecvată, aport de vitamine și exerciții fizice regulate: antrenamentele scurte și intense sunt cel mai bine recomandate. Pierderea este, desigur, cea mai mare în cazul în care oasele au avut greutate (mâini, picioare, coloana vertebrală), cu o deteriorare mai mică a craniului sau degetelor, de exemplu. Singurul simptom este că calciul eliberat din oase provoacă hipercalcemie, iar nivelurile anormal de ridicate de calciu pot duce la pietre la rinichi.

Sticlă amară

În spațiu, tratamentul și intervenția medicală se schimbă și ele: gândiți-vă cât de greu este să operați acolo unde organele plutesc practic, sângele nu se colectează sub gravitație și chiar trebuie să-l pompați în cazul unei transfuzii de sânge! În plus, unele medicamente nu sunt absorbite așa cum se întâmplă pe Pământ, deoarece membranele celulare se îngroașă, astfel încât antibioticele, de exemplu, sunt mai puțin eficiente. Sistemul propriu de apărare al organismului este, de asemenea, slab performant, de exemplu, producția de limfocite T încetinește, ceea ce poate avea consecințe grave în timp, deoarece reduce eficacitatea răspunsului imun al organismului la inițierea tumorii.

Alte efecte pot părea interesante, o altă întrebare este cât de distractive sunt acești astronauți. De exemplu, în absența gravitației, se pierde semnificația coordonatelor verticale și orizontale, ceea ce poate duce la tulburări de orientare și, eventual, amețeli. „Dieta cerească” este de asemenea interesantă, dar trebuie să știm că cantitatea crescută de lichid din cap provoacă simptome asemănătoare frigului, ceea ce duce la o diminuare a percepției gustului și a mirosului, pe care încearcă să le contracareze cu condimente puternice. Deși nu eliberăm gaze consumate cu alimente sau produse în timpul digestiei în greutate, nu există eructări, dar, deoarece corpul elimină excesul de substanțe gazoase, acestea pleacă sub formă de aer, în cantități mari și destul de des.