Op welke hoogte begint gewichtloosheid? Wat is gewichtloosheid vanuit het perspectief van een natuurkundige en een astronaut? Gewichtloosheid is in staat tot dergelijke emoties

Centrifugeer in de centrale verwerkingsfabriek (Star City)

Er was eens, in een van de panden van de CPC, een bijzondere centrifugeren met een gewicht van 300 ton en een diameter van 18 m. Het wordt gebruikt om overbelastingen in terrestrische omstandigheden te simuleren en stelt u in het bijzonder in staat fysiologische gewichtloosheid te ervaren. Iedereen die de kracht van een centrifuge van 300 ton wil uitproberen, gaat gekleed in een drukpak en neemt vervolgens plaats in een speciale stoel, waarop eerst talloze sensoren worden aangesloten. Een volledig uitgeruste stoel met daarin een vrijwilliger wordt naar de centrifuge gebracht en nadat hij naar binnen is gerold, wordt de motor aangezet. Rotatie in een centrifuge duurt drie minuten; gewichtloosheid wordt in dit geval bereikt door de herverdeling van vocht in het lichaam. Artsen en een instructeur houden de sensormetingen gedurende drie minuten in de gaten. Maar er is ook een noodmanier om te waarschuwen voor ondraaglijke overbelasting: in de centrifuge moet een persoon stevig vasthouden aan een speciale hendel. Als hij wordt vrijgelaten, krijgen artsen en specialisten een noodsignaal dat de persoon het bewustzijn heeft verloren en zetten ze de centrifuge onmiddellijk uit.

Servicekosten: 55.000 roebel per persoon

Tel.:

Hydrolab (Sterrenstad)

Dit jaar is het dertig jaar geleden dat ze begonnen met het trainen van kosmonauten voor vluchten in het Star City hydrolab. Het laboratorium is een enorm zwembad van 23 meter lang en 12 meter diep, met op de bodem een namaak van het ISS. Dit is waar astronauten trainen voordat ze voor de eerste keer de ruimte in gaan. Net als in andere CTC-attracties ondergaat iedereen een verplichte medische keuring, luistert daarna naar een theoretische lezing, en daarna - en dit duurt minstens een half uur - trekt men een complex, zwaar en uiterst onhandig ruimtepak aan, uitgerust met speciale loden gewichten (weegt alles bij elkaar zo'n 200 kg). En pas dan worden de vrijwilligers met behulp van een kraan voorzichtig naar de bodem neergelaten. De duik vindt plaats met een instructeur, die tegelijkertijd de taak geeft om een deel van het model onder water van de ene plaats naar de andere te verplaatsen. Het is op maximale diepte dat er een gevoel van gewichtloosheid ontstaat, vergelijkbaar met het gevoel dat een astronaut ervaart die in de ruimte werkt. Het hele proces duurt vier uur; een persoon brengt twee uur onder water door. Let op: bestellingen worden tot juni niet geaccepteerd.

Servicekosten: 182.000 roebel per persoon

Tel.: 526 38 42, 526 38 79, 526 78 55

Vlucht met de MiG-29

Een andere manier om gewichtloosheid te ervaren is door deel te nemen aan een vlucht op MiG-29. Tijdens kunstvliegmanoeuvres ervaren de mensen in de cockpit gewichtloosheid, al is het maar voor een paar seconden. Soortgelijke vluchten voor burgers worden georganiseerd in Nizjni Novgorod. Het evenement duurt de hele dag en begint vroeg in de ochtend: het wordt aanbevolen om de dag ervoor aan te komen en in te checken in het hotel. In dit geval komt een instructeur naar het hotel en vertelt u over het komende programma. Het is noodzakelijk om je anderhalve maand van tevoren aan te melden, zodat de veiligheidsdienst de tijd heeft om te controleren of de nieuwkomer een spion is. Iedereen die als eerlijk burger wordt erkend, wordt uitgenodigd om een van de drie mogelijke programma's te kiezen: een vlucht naar de troposfeer op een hoogte van 12 km, op een hoogte van 18 km en een vlucht naar de stratosfeer op een hoogte van 21 km. In het laatste geval zal vanuit de patrijspoort aan de ene kant de sterrenhemel zichtbaar zijn en aan de andere kant de ronde contouren van de aarde. Afhankelijk van de hoogte duren vluchten 25 tot 50 minuten. Vóór de vlucht ondergaat iedereen een vluchtig medisch onderzoek: artsen controleren de bloeddruk en de pols.

Servicekosten: vlucht op een hoogte van 12 km - 380.000 rub./persoon; vlucht op een hoogte van 18 km - 480.000 rub./persoon; vlucht op een hoogte van 21 km - 595.000 rub./persoon.

Tel.: 645 07 02

Vluchten op Il-76

Hoewel het lijkt alsof Star City het monopolie heeft op echte gewichtloosheid in de ruimte, is er een andere manier om het dagelijkse leven van astronauten te ervaren: een vlucht met de Il-76, een Sovjet militair transportvliegtuig. Alle regels van het Cosmonaut Training Center zijn hier van toepassing: een grondig medisch onderzoek en vervolgens voorbereiding vóór de vlucht. Eén vlucht duurt maximaal anderhalf uur, en gedurende deze tijd worden, zoals de organisatoren zeggen, “tot tien gewichtloosheidsmodi uitgevoerd” gedurende elk 25 seconden. Gewichtloosheid vindt 15 waaghalzen aan boord tijdens een vlucht langs de zogenaamde Kepler-curve. Volgens de organisatoren kunnen toeristen video-opnamen aan boord bestellen, maar hier moet je voorbereid zijn op enkele incidenten - veel mensen worden uit gewoonte misselijk. Let op: vluchten zijn tijdelijk opgeschort, maar er wordt beloofd dat ze binnenkort zullen worden hervat.

Servicekosten: 1.800.000 voor een groep van 15 personen

Wind tunnel

In een windtunnel voel je je een luchtvaartmaatschappij: de luchtstroom pakt een persoon op en zweeft je in de lucht, waardoor je in verschillende richtingen wordt geworpen. Deze sensaties zijn natuurlijk geen gewichtloosheid in de strikte zin van het woord, maar met een windtunnel kun je vliegen op een hoogte van maximaal 10 m met een stroombreedte van 4 m. Het belangrijkste voordeel van een windtunnel vergeleken met alle bovengenoemde methoden zijn de relatieve goedkoopheid en de afwezigheid van medische onderzoeken. Bovendien is het volkomen veilig. Veel parachutisten trainen bijvoorbeeld in windtunnels. In het vlieggebied zijn alle wanden zacht gestoffeerd, zijn er geen harde voorwerpen en verzacht een speciaal beschermend gaas de val nadat de motor is uitgeschakeld. Daarnaast is er altijd een ervaren instructeur in de buurt die iedere minuut de vlucht controleert. De aanbevolen vliegduur voor een meisje is vijf minuten; voor een man - maximaal tien. Zelfs kinderen (vanaf 5 jaar) kunnen in een windtunnel vliegen, omdat hiervoor geen atleet met een lage zelfbehoudsdrempel vereist is. Volgens het schema moeten geïnteresseerden goed luisteren naar de instructeur, die in detail zal vertellen hoe ze in de luchtstroom moeten blijven. Vervolgens moet je een speciale overall aantrekken, een helm opzetten, een beetje trainen en - opstijgen! Let op: de windsnelheid in de windtunnel bereikt 200 km/u.

Servicekosten: 4 minuten - 3500 roebel per persoon; 10 minuten - 6500 roebel

Sensorische deprivatiekamer (zwevend)

Een andere mogelijkheid om jezelf in voorwaardelijke gewichtloosheid te bevinden, is door een uur of twee in een sensorische deprivatiekamer (float chamber) te liggen. Cliënten wordt beloofd dat “het drijfvermogen dat het lichaam verkrijgt dankzij de zoutoplossing de effecten van de zwaartekracht tenietdoet, waardoor een persoon dicht bij de ervaring van volledige gewichtloosheid komt.” De vlottertank, die ongeveer 30 cm diep is, is iets breder dan een tweepersoonsbed; het bevat een waterige oplossing bereid uit 400 kg zout. Een thermostaat zorgt voor een constante temperatuur van ongeveer 35 graden Celsius. Er wordt aangenomen dat dit het optimale temperatuurregime is, waarbij de meeste mensen geen hitte of kou voelen en snel het contact van water met het lichaam niet meer voelen. In de vlotterkamer bevindt een persoon zich geïsoleerd van externe prikkels: er dringen geen geluiden, geen licht, geen geuren binnen.

Servicekosten: 2000 roebel per procedure in 1 uur

Gewichtloosheid is de afwezigheid van kracht tussen lichaamsgewicht en ondersteuning. Om precies te zijn: het is een toestand waarin zwaartekracht volledig afwezig is. In sommige gevallen wordt deze toestand microzwaartekracht genoemd.

Soms voeren verschillende onderzoekscentra bepaalde experimenten uit in omstandigheden zonder zwaartekracht. Niet iedereen kan de ruimte in, waar gewichtloosheid een natuurlijke staat is. Om deze reden worden speciaal uitgeruste vliegtuigen gebruikt om gewichtloosheid te bereiken. Het traject van het vliegtuig is in dit geval een parabool.

Zo'n vlucht begint op een hoogte van 6 km. Er volgt een stevige klim naar ongeveer 7,5 km, die ongeveer 20 seconden duurt. Passagiers ervaren op dit moment een overbelasting van maximaal 1,8 gram, wat een dubbele gewichtstoename betekent. Het vliegtuig reduceert vervolgens de motorkracht tot bijna 0 en wordt langs een parabolisch traject gestuurd.

Het maximum van de parabool wordt bereikt op een hoogte van 8 km en de vrije val begint. Gedurende de volgende 20 seconden treedt er gewichtloosheid op in het vliegtuig. Vervolgens komt het vliegtuig waterpas te staan. De hoek tussen de horizontaal en de bewegingsrichting van het vliegtuig bereikt 45 graden. De motoren gaan weer aan en het vliegtuig vliegt weer horizontaal. Afhankelijk van het type vliegtuig worden er dus tot 30 parabolische manoeuvres in één vlucht uitgevoerd.

De enige methode om gewichtloosheid op aarde te creëren, wordt parabolische vlucht genoemd. In Rusland worden al dertig jaar soortgelijke experimenten uitgevoerd. Meestal wordt er gebruik gemaakt van een Airbus.

Encyclopedisch YouTube

1 / 5
In omstandigheden van gewichtloosheid aan boord van een ruimtevaartuig verlopen veel fysieke processen (convectie, verbranding, enz.) anders dan op aarde. Vooral de afwezigheid van zwaartekracht vereist een speciaal ontwerp van systemen zoals douches, toiletten, voedselverwarmingssystemen, ventilatie, enz. Om de vorming van stagnerende zones te voorkomen waar kooldioxide zich kan ophopen, en om een uniforme menging van warme en koude lucht te garanderen In het ISS zijn bijvoorbeeld een groot aantal ventilatoren geïnstalleerd. Eten en drinken, persoonlijke hygiëne, het werken met apparatuur en, in het algemeen, de gewone dagelijkse activiteiten hebben ook hun eigen kenmerken en vereisen dat de astronaut gewoonten en de nodige vaardigheden ontwikkelt.
Met de invloed van gewichtloosheid wordt onvermijdelijk rekening gehouden bij het ontwerp van een raketmotor met vloeibare stuwstof die is ontworpen om gelanceerd te worden zonder zwaartekracht. Vloeibare brandstofcomponenten in tanks gedragen zich precies hetzelfde als elke vloeistof (ze vormen vloeibare bollen). Om deze reden kan de toevoer van vloeibare componenten vanuit de tanks naar de brandstofleidingen onmogelijk worden. Om dit effect te compenseren, wordt een speciaal tankontwerp gebruikt (met afscheiders voor gas en vloeibare media), evenals een brandstofbezinkingsprocedure voordat de motor wordt gestart. Deze procedure bestaat uit het inschakelen van de hulpmotoren van het schip om te accelereren; Door de lichte versnelling die ze veroorzaken, wordt de vloeibare brandstof op de bodem van de tank afgezet, vanwaar het toevoersysteem de brandstof naar de leidingen leidt.

Impact op het menselijk lichaam

Bij de overgang van de omstandigheden van de zwaartekracht van de aarde naar omstandigheden van gewichtloosheid (vooral wanneer een ruimtevaartuig in een baan om de aarde komt), ervaren de meeste astronauten een organismereactie die ruimte-aanpassingssyndroom wordt genoemd.
Wanneer een persoon lange tijd (meer dan een week) in de ruimte blijft, begint het gebrek aan zwaartekracht bepaalde veranderingen in het lichaam te veroorzaken die negatief zijn.
Het eerste en meest voor de hand liggende gevolg van gewichtloosheid is de snelle atrofie van spieren: de spieren zijn feitelijk uitgeschakeld voor menselijke activiteit, waardoor alle fysieke kenmerken van het lichaam afnemen. Bovendien is het gevolg van een scherpe afname van de activiteit van spierweefsel een vermindering van het zuurstofverbruik van het lichaam, en als gevolg van het resulterende teveel aan hemoglobine kan de activiteit van het beenmerg dat het synthetiseert (hemoglobine) afnemen.
Er is ook reden om aan te nemen dat beperkte mobiliteit het fosformetabolisme in de botten zal verstoren, wat zal leiden tot een afname van hun kracht.

Gewicht en zwaartekracht

Heel vaak wordt het verdwijnen van gewicht verward met het verdwijnen van de zwaartekracht. Dit is fout. Een voorbeeld is de situatie bij het International Space Station (ISS). Op een hoogte van 350 kilometer (de hoogte van het station) heeft de versnelling van de vrije val een waarde van 8,8 / ², wat slechts 10% minder is dan op het aardoppervlak. De toestand van gewichtloosheid op het ISS ontstaat niet door het ‘gebrek aan zwaartekracht’, maar door beweging in een cirkelvormige baan met de eerste kosmische snelheid, dat wil zeggen dat de kosmonauten voortdurend ‘naar voren lijken te vallen’ met een snelheid van 7,9. km/sec.

Gewichtloosheid op aarde

Op aarde wordt voor experimentele doeleinden een toestand van gewichtloosheid op korte termijn (tot 40 seconden) gecreëerd wanneer een vliegtuig langs een ballistisch traject vliegt, dat wil zeggen het traject waarlangs het vliegtuig zou vliegen onder invloed van de zwaartekracht. alleen. Dit traject bij lage snelheden blijkt een parabool te zijn, daarom wordt het soms ten onrechte ‘parabolisch’ genoemd. Over het algemeen is het traject een ellips of hyperbool.
Dergelijke methoden worden gebruikt om astronauten in Rusland en de VS te trainen. In de cockpit hangt een bal aan een touwtje, dat het touwtje meestal naar beneden trekt (als het vliegtuig stilstaat of gelijkmatig en in een rechte lijn beweegt). Het ontbreken van spanning in de draad waaraan de bal hangt, duidt op gewichtloosheid. De piloot moet dus het vliegtuig zo besturen dat de bal in de lucht hangt zonder spanning op de snaar. Om dit effect te bereiken moet het vlak een constante versnelling hebben gelijk aan g en naar beneden gericht. Met andere woorden: piloten creëren een nul-G-kracht. Een dergelijke overbelasting kan gedurende lange tijd (tot 40 seconden) worden gecreëerd door een speciale kunstvliegmanoeuvre uit te voeren die 'mislukking in de lucht' wordt genoemd. Piloten beginnen abrupt te klimmen en gaan een "parabolisch" traject in, dat eindigt met dezelfde scherpe daling in hoogte. In de romp bevindt zich een kamer waarin toekomstige kosmonauten trainen; het is een volledig gestoffeerde passagierscabine zonder stoelen om verwondingen te voorkomen, zowel op momenten van gewichtloosheid als op momenten van overbelasting.
Een soortgelijk gevoel van (gedeeltelijke) gewichtloosheid ervaart iemand bij het vliegen op burgerluchtvaartvluchten tijdens de landing. Om vliegveiligheidsredenen en vanwege de zware belasting van de vliegtuigconstructie daalt elk lijnvliegtuig echter in hoogte, waardoor verschillende lange spiraalvormige bochten worden gemaakt (van een vlieghoogte van 11 km tot een naderingshoogte van ongeveer 1-2 km). Dat wil zeggen, de afdaling wordt in verschillende passen uitgevoerd, waarbij de passagier een paar seconden voelt dat hij iets van de stoel wordt getild. Hetzelfde gevoel wordt ervaren door automobilisten die bekend zijn met routes langs steile heuvels wanneer de auto vanaf de top naar beneden begint te glijden.
Beweringen dat het vliegtuig kunstvliegmanoeuvres uitvoert, zoals ‘Nesterov-loops’ om op korte termijn gewichtloosheid te creëren, zijn niets meer dan een mythe. De training wordt gegeven in licht aangepaste productiepassagiers- of vrachtvliegtuigen, waarvoor kunstvliegmanoeuvres en soortgelijke vliegmodi superkritisch zijn en kunnen leiden tot vernietiging van het vliegtuig in de lucht of snelle vermoeidheidsslijtage van de ondersteunende structuren.
De staat van gewichtloosheid kan op het eerste moment worden gevoeld

We zijn eraan gewend dat alle objecten om ons heen gewicht hebben. Dit gebeurt omdat de zwaartekracht hen naar de aarde trekt. Zelfs als we in een vliegtuig vliegen of met een parachute springen, verdwijnt het gewicht niet van ons. Maar wat gebeurt er als het gewicht verdwijnt, wanneer gebeurt dit en welke interessante verschijnselen worden waargenomen onder omstandigheden van gewichtloosheid? Over dit alles - in dit bericht.

De wet van de universele zwaartekracht, ontdekt door Newton, stelt dat alle lichamen met massa zich tot elkaar aangetrokken voelen. Voor lichamen met een kleine massa is een dergelijke aantrekkingskracht praktisch niet merkbaar, maar als een lichaam een grote massa heeft, zoals onze planeet Aarde (en de massa ervan in kilogram wordt uitgedrukt in een getal van 25 cijfers), dan wordt de aantrekkingskracht merkbaar. Daarom worden alle objecten aangetrokken door de aarde - als je ze optilt, vallen ze naar beneden, en als ze vallen, drukt de zwaartekracht ze naar de oppervlakte. Dit leidt ertoe dat alles op aarde gewicht heeft, zelfs lucht wordt door de zwaartekracht tegen de aarde gedrukt en drukt met zijn gewicht op alles wat zich op het oppervlak bevindt.

Wanneer kan het gewicht verdwijnen? Ofwel wanneer de zwaartekracht helemaal niet op het lichaam inwerkt, ofwel wanneer deze wel werkt, maar niets verhindert dat het lichaam vrij kan vallen. Hoewel de zwaartekracht afneemt met de afstand tot de aarde, blijft deze zelfs op een hoogte van honderden en duizenden kilometers sterk, dus het wegwerken van de zwaartekracht is niet eenvoudig. Maar het is heel goed mogelijk dat je in een staat van vrije val verkeert.

U kunt zich bijvoorbeeld in een staat van gewichtloosheid bevinden als u zich in een vliegtuig bevindt dat zich langs een speciaal traject beweegt - net als een lichaam dat niet wordt gehinderd door luchtweerstand.

Het ziet er allemaal zo uit:

Natuurlijk kan het vliegtuig lange tijd niet langs zo'n traject bewegen, omdat het tegen de grond zal botsen. Daarom worden alleen astronauten die in een orbitaal station wonen geconfronteerd met langdurige verblijven in omstandigheden van gewichtloosheid. En ze moeten eraan wennen dat veel verschijnselen die ons bekend zijn in omstandigheden van gewichtloosheid zich totaal anders voordoen dan op aarde.

1) Zonder zwaartekracht kun je gemakkelijk zware voorwerpen verplaatsen en jezelf met slechts een kleine inspanning verplaatsen. Het is waar dat om dezelfde reden alle objecten speciaal moeten worden vastgezet, zodat ze niet rond het orbitale station vliegen, en terwijl ze slapen klimmen de astronauten in speciale tassen die aan de muur zijn bevestigd.

Leren bewegen zonder zwaartekracht kost tijd, en beginners slagen er niet meteen in. “Ze duwen uit alle macht en stoten hun hoofd, raken verstrikt in draden enzovoort, dus het is een bron van eindeloos plezier”, zei een van de Amerikaanse astronauten over dit onderwerp.

2) Vloeistoffen nemen in gewichtloosheid een bolvorm aan. Het zal niet mogelijk zijn om water op te slaan, zoals we op aarde gewend zijn, in een open bak, het uit een ketel te gieten en in een kopje te gieten, en zelfs onze handen op de gebruikelijke manier te wassen.

3) De vlam in omstandigheden zonder zwaartekracht is erg zwak en vervaagt na verloop van tijd. Als je onder normale omstandigheden een kaars aansteekt, zal deze helder branden totdat hij uitdooft. Maar dit gebeurt omdat de verwarmde lucht lichter wordt en opstijgt, waardoor er ruimte ontstaat voor frisse, met zuurstof verzadigde lucht. Bij gewichtloosheid wordt geen luchtconvectie waargenomen en na verloop van tijd verbrandt de zuurstof rond de vlam en stopt de verbranding.

Een kaars branden onder normale omstandigheden en zonder zwaartekracht (rechts)

Maar een constante zuurstofstroom is niet alleen nodig voor de verbranding, maar ook voor de ademhaling. Daarom, als de astronaut bewegingloos is (bijvoorbeeld slaapt), moet er een ventilator in het compartiment draaien om de lucht te mengen.

4) Zonder zwaartekracht is het mogelijk om unieke materialen te verkrijgen die onder aardse omstandigheden moeilijk of zelfs onmogelijk te verkrijgen zijn. Denk bijvoorbeeld aan ultrazuivere stoffen, nieuwe composietmaterialen, grote reguliere kristallen en zelfs medicijnen. Als het mogelijk zou zijn om de kosten voor het vervoer van vracht naar de ruimte en terug te verlagen, zou dit veel technologische problemen oplossen.

5) Bij nul zwaartekracht aan boord van het orbitale station werden voor het eerst enkele voorheen onbekende effecten ontdekt. Bijvoorbeeld de vorming van structuren die lijken op kristallijne structuren in plasma, of het "Dzhanibekov-effect" - wanneer een roterend object plotseling op bepaalde intervallen zijn rotatieas met 180 graden verandert.

Dzjanibekov-effect:

6) Gewichtloosheid heeft een aanzienlijke impact op mensen en levende organismen. Hoewel het mogelijk is om je aan te passen aan een leven zonder zwaartekracht, is dat nog niet zo eenvoudig. Als u voor de eerste keer in een staat van gewichtloosheid verkeert, verliest een persoon zijn oriëntatie in de ruimte, treedt duizeligheid op, omdat het vestibulaire apparaat niet meer normaal werkt. Andere veranderingen in het lichaam zijn onder meer een herverdeling van vocht in het lichaam, waardoor het gezicht opzwelt en de neus verstopt raakt, de lengte toeneemt als gevolg van het verlies van belasting van de wervelkolom, en bij langdurige blootstelling aan gewichtloosheid, spieratrofie en botten. kracht verliezen. Om negatieve veranderingen te verminderen, moeten astronauten regelmatig speciale oefeningen uitvoeren.

Na terugkeer op aarde moeten astronauten zich opnieuw aanpassen aan de voorgaande omstandigheden, niet alleen fysiek, maar ook psychologisch. Ze laten bijvoorbeeld uit gewoonte een glas in de lucht hangen en vergeten dat het zal vallen.

"Natuurkunde van gewichtloosheid". Astronauten in het ISS vertellen ons hoe de wetten van de natuurkunde werken in omstandigheden van gewichtloosheid:

Gewichtloosheid
Astronauten aan boord van het internationale ruimtestation

Een kaars branden op aarde (links) en in gewichtloosheid (rechts)

Gewichtloosheid- een toestand waarin de interactiekracht van een lichaam met een steun (lichaamsgewicht), die ontstaat in verband met zwaartekrachtaantrekking, de werking van andere massakrachten, in het bijzonder de traagheidskracht die ontstaat tijdens de versnelde beweging van een lichaam, afwezig. Soms hoor je een andere naam voor dit effect: microzwaartekracht. Deze naam is onjuist voor vluchten in de buurt van de aarde. De zwaartekracht (aantrekkingskracht) blijft hetzelfde. Maar als je op grote afstanden van hemellichamen vliegt, wanneer hun zwaartekrachtinvloed verwaarloosbaar is, ontstaat er feitelijk microzwaartekracht.

Om de essentie van gewichtloosheid te begrijpen, kun je een vliegtuig overwegen dat langs een ballistisch traject vliegt. Dergelijke methoden worden gebruikt om astronauten in Rusland en de VS te trainen. In de cockpit hangt een gewicht aan een touwtje, dat het touwtje meestal naar beneden trekt (als het vliegtuig in rust is of gelijkmatig en in een rechte lijn beweegt). Wanneer de draad waaraan de bal hangt niet gespannen is, ontstaat er een toestand van gewichtloosheid. De piloot moet het vliegtuig dus zo besturen dat de bal in de lucht hangt en het touwtje niet strak staat. Om dit effect te bereiken moet het vlak een constante neerwaartse versnelling g hebben. Met andere woorden: piloten creëren een nul-G-kracht. Een dergelijke overbelasting kan voor een lange tijd (tot 40 seconden) worden gecreëerd door een speciale kunstvliegmanoeuvre uit te voeren (die geen andere naam heeft dan 'mislukking in de lucht'). De piloten verlagen de vlieghoogte scherp; bij een standaard vlieghoogte van 11.000 meter levert dit de benodigde 40 seconden “gewichtloosheid” op; In de romp bevindt zich een kamer waarin toekomstige kosmonauten trainen; deze heeft een speciale zachte coating op de wanden om verwondingen te voorkomen bij het klimmen en dalen. Een persoon ervaart een gevoel dat lijkt op gewichtloosheid tijdens het vliegen op burgerluchtvaartvluchten bij de landing. Omwille van de vliegveiligheid en de zware belasting van de vliegtuigconstructie verlaagt de burgerluchtvaart de hoogte echter door een aantal lange spiraalvormige bochten te maken (van een vlieghoogte van 11 km naar een naderingshoogte van ongeveer 1-2 km). Die. De afdaling verloopt in meerdere passen, waarbij de passagier enkele seconden het gevoel heeft dat hij van de stoel wordt getild. (Hetzelfde gevoel is bekend bij automobilisten die bekend zijn met routes die langs steile heuvels lopen, wanneer de auto vanaf de top naar beneden begint te glijden) De bewering dat het vliegtuig kunstvliegmanoeuvres uitvoert, zoals de “Nesterov-lus” om op korte termijn gewichtloosheid te creëren zijn niets meer dan een mythe. De training wordt gegeven in licht gewijzigde productievoertuigen voor passagiers- of vrachtklasse, waarvoor kunstvliegmanoeuvres en soortgelijke vliegmodi superkritisch zijn en kunnen leiden tot vernietiging van het voertuig in de lucht of tot snel falen van de ondersteunende structuren door vermoeidheid.

Eigenaardigheden van menselijke activiteit en werking van apparatuur in omstandigheden zonder zwaartekracht

In omstandigheden van gewichtloosheid aan boord van een ruimtevaartuig verlopen veel fysieke processen (convectie, verbranding, enz.) anders dan op aarde. Vooral de afwezigheid van zwaartekracht vereist een speciaal ontwerp van systemen zoals douches, toiletten, voedselverwarmingssystemen, ventilatie, enz. Om de vorming van stagnerende zones te voorkomen waar koolstofdioxide zich kan ophopen, en om een uniforme menging van warme en koude lucht te garanderen, heeft het ISS bijvoorbeeld een groot aantal ventilatoren geïnstalleerd. Eten en drinken, persoonlijke hygiëne, het werken met apparatuur en, in het algemeen, de gewone dagelijkse activiteiten hebben ook hun eigen kenmerken en vereisen dat de astronaut gewoonten en de nodige vaardigheden ontwikkelt.

Met de effecten van gewichtloosheid wordt onvermijdelijk rekening gehouden bij het ontwerp van een raketmotor met vloeibare stuwstof die is ontworpen om te lanceren zonder zwaartekracht. Vloeibare brandstofcomponenten in tanks gedragen zich precies hetzelfde als elke vloeistof (ze vormen vloeibare bollen). Om deze reden kan de toevoer van vloeibare componenten vanuit de tanks naar de brandstofleidingen onmogelijk worden. Om dit effect te compenseren, wordt een speciaal tankontwerp gebruikt (met afscheiders voor gas en vloeibare media), evenals een brandstofbezinkingsprocedure voordat de motor wordt gestart. Deze procedure bestaat uit het inschakelen van de hulpmotoren van het schip om te accelereren; Door de lichte versnelling die ze veroorzaken, wordt de vloeibare brandstof op de bodem van de tank afgezet, vanwaar het toevoersysteem de brandstof naar de leidingen leidt.

De effecten van gewichtloosheid op het menselijk lichaam

Bij de overgang van de omstandigheden van de zwaartekracht van de aarde naar omstandigheden van gewichtloosheid (vooral wanneer een ruimtevaartuig in een baan om de aarde komt), ervaren de meeste astronauten een organismereactie die ruimte-aanpassingssyndroom wordt genoemd.

Wanneer een persoon lange tijd (meerdere weken of langer) in de ruimte verblijft, begint het gebrek aan zwaartekracht bepaalde veranderingen in het lichaam te veroorzaken die negatief zijn.

Het eerste en meest voor de hand liggende gevolg van gewichtloosheid is de snelle atrofie van spieren: de spieren zijn feitelijk uitgeschakeld voor menselijke activiteit, waardoor alle fysieke kenmerken van het lichaam afnemen. Bovendien is het gevolg van een scherpe afname van de activiteit van spierweefsel een vermindering van het zuurstofverbruik van het lichaam, en als gevolg van het resulterende teveel aan hemoglobine kan de activiteit van het beenmerg dat het synthetiseert (hemoglobine) afnemen.

Er is ook reden om aan te nemen dat beperkte mobiliteit het fosformetabolisme in de botten zal verstoren, wat zal leiden tot een afname van hun kracht.

Gewicht en zwaartekracht

Heel vaak wordt het verdwijnen van gewicht verward met het verdwijnen van de zwaartekracht. Dit is fout. Een voorbeeld is de situatie in het International Space Station (ISS). Op een hoogte van 350 kilometer (de hoogte van het station) bedraagt de versnelling door de zwaartekracht 8,8/², wat slechts 10% minder is dan op het aardoppervlak. De toestand van gewichtloosheid op het ISS ontstaat niet door het ‘gebrek aan zwaartekracht’, maar door beweging in een cirkelvormige baan met de eerste ontsnappingssnelheid, dat wil zeggen dat de kosmonauten voortdurend ‘naar voren lijken te vallen’ met een snelheid van 7,9. km/sec.

Gewichtloosheid op aarde

Op aarde wordt voor experimentele doeleinden een toestand van gewichtloosheid op korte termijn (tot 40 seconden) gecreëerd wanneer een vliegtuig langs een parabolisch vlak vliegt (en in feite ballistisch, dat wil zeggen het vlak waarlangs het vliegtuig onder de grond zou vliegen). invloed van de zwaartekracht alleen; dit traject is alleen een parabool bij lage bewegingssnelheden; voor een satelliet is dit een ellips-, cirkel- of hyperbooltraject. De toestand van gewichtloosheid kan worden gevoeld op het eerste moment van de vrije val van een lichaam in de atmosfeer, wanneer de luchtweerstand nog klein is.

Koppelingen
- Astronomisch woordenboek Sanko N.F.
- Parabool zonder zwaartekracht Video van televisiestudio Roscosmos
Opmerkingen

Wikimedia Stichting. 2010.
Synoniemen:
Zie wat "Gewichtloosheid" is in andere woordenboeken: