Gibt es Schwerkraft auf dem Mars? Warum ist der Mars anders?

Aus technischer Sicht menschlicher Flug Mars scheint im gegenwärtigen Stadium der Entwicklung der Kosmonautik kein schwierigeres Unterfangen als zu seiner Zeit eine Expedition zu sein Mond. Experten glauben, dass die Technologie selbst fast bereit ist, die erste interplanetare Expedition zu organisieren. Doch bevor die bemannte Marsmission stattfindet, müssen Wissenschaftler zahlreiche biomedizinische Probleme lösen. Darüber hinaus ist bereits heute klar, dass bei der Entwicklung einer Strategie für das Marsprojekt der menschliche Faktor die Hauptpriorität sein wird und die Person das verwundbarste Glied der Mission sein wird, was weitgehend die Möglichkeit ihrer Umsetzung bestimmt.

Die medizinische und biologische Betreuung der bemannten Marsexpedition ist eine neue Aufgabe für Wissenschaftler. Die Verwendung vieler bewährter Prinzipien, Methoden und Mittel der biomedizinischen Unterstützung für bemannte Orbitalflüge für eine Marsmission ist nicht akzeptabel. Zu den Merkmalen des interplanetaren Fluges gehören insbesondere andere Bedingungen für die Kommunikation mit der Erde, der Wechsel von Gravitationseinflüssen und eine begrenzte Anpassungszeit an die Schwerkraft vor Beginn der Aktivität auf der Marsoberfläche, erhöhte Strahlung und das Fehlen eines Magneten aufstellen.

Der 438-tägige Orbitalflug, der Ende des letzten Jahrhunderts auf der Station " Welt» Arzt-Kosmonaut Valeria Polyakova zeigten das Fehlen grundlegender biomedizinischer Einschränkungen für langfristige Weltraummissionen. Derzeit wurden keine signifikanten Veränderungen im menschlichen Körper festgestellt, die eine weitere systematische Verlängerung der Dauer von Raumflügen und die Durchführung der Marsexpedition verhindern könnten, - betont der Direktor des Instituts für biomedizinische Probleme, Akademiker Anatoly Grigorjew.

Eine andere Sache ist das Problem, Astronauten vor galaktischer und solarer kosmischer Strahlung zu schützen, die außerhalb der Magnetosphäre der Erde erheblich zunehmen wird. Für zwei Flugjahre kann die Gesamtstrahlendosis die zulässige zweimal überschreiten. Daher ist es notwendig, einen speziellen Strahlenschutz zu entwickeln. Derzeit setzen Entwickler eher auf Bautenschutz: Rund um den Wohnraum sind Tanks mit Kraftstoff, Wasser und anderen Vorräten angeordnet. Dies bietet einen Schutz von etwa 80–100 g/cm 2 .

Astronauten können ernsthaft verstrahlt werden, wenn sie sich auf der Marsoberfläche befinden. Messungen des russischen HAND-Geräts, das auf dem amerikanischen Gerät installiert ist Mars-Odyssee zeigten, dass während Sonneneruptionen die Intensität des von der Oberfläche des Planeten reflektierten Neutronenflusses um das Hundertfache zunehmen und Dosen erreichen kann, die für Astronauten tödlich sind. Folglich können sie nur in Zeiten der Sonnenruhe auf der Marsoberfläche landen.

Ein weiteres Problem ist die Ernährung der Astronauten. Es scheint, dass die Praxis seit Jahren ausgearbeitet wurde. Die Besatzung des Raumfahrzeugs wartet auf die gleichen wie heute sublimierten (getrockneten) Produkte. Es reicht aus, Wasser hinzuzufügen, aufzuwärmen - und auf den Tisch. Unabhängig davon, wie gut und schmackhaft diese Produkte sind, müssen sie jedoch mit bekannteren Lebensmitteln diversifiziert werden. Die Idee, Vögel auf dem Schiff zu haben, damit die Astronauten Eier essen, ist verschwunden. Wie Experimente gezeigt haben, konnten sich neugeborene Küken nicht an die Schwerelosigkeit anpassen. Bei Fischen und Schalentieren gestaltete es sich einfacher, aber sie wachsen zu langsam, und Astronauten werden auf dem Weg zum Mars wahrscheinlich keinen frischen Fisch essen können. Was mit absoluter Sicherheit gesagt werden kann, ist, dass es an Bord des interplanetaren Schiffes ein Gewächshaus geben wird. Stimmt, klein.

Spezialisten des Instituts für Biomedizinische Probleme haben einen Prototyp des "Weltraumgartens" entworfen. Es ist ein Zylinder, in dem ein Bündel von mit Düngemitteln imprägnierten Walzen platziert wird. Seine innere Oberfläche ist mit Hunderten von roten und blauen Dioden bedeckt, die die Rolle des Sonnenlichts spielen. Die Rollen drehen sich, wenn die Pflanzen wachsen, und bringen ihre Spitzen näher an die Lichtquelle. Während auf manchen Walzen das Grün erst sprießt, kann auf anderen bereits geerntet werden. Ein Prototyp der Anlage ermöglicht es Ihnen, alle vier Tage etwa 200 Gramm Grünzeug zu erhalten. Mit zunehmender Anzahl von Walzen und Lichtquellen steigt die Produktivität der Maschine. Neben der Bereitstellung von Nahrungsmitteln soll die „Weltraum-Landwirtschaft“ auch zur Lösung des Problems der Atmosphärenregeneration an Bord eines interplanetaren Schiffes beitragen.

Dann gibt es noch die Wasserprobleme. Es wird geschätzt, dass ein Astronaut 2,5 Liter Wasser pro Tag benötigt. Es sollen also mehrere Tonnen davon an Bord sein. Ein Teil des Wassers wird mit Hilfe von Regenerationsanlagen wieder dem Kreislauf zugeführt. Die ideale Möglichkeit besteht darin, geschlossene physikalisch-chemische Systeme auf dem Schiff zu schaffen, mit deren Hilfe ein vollständiger Stoffkreislauf erreicht wird. Aber anscheinend ist dies eine Angelegenheit einer ziemlich fernen Zukunft.

Es gibt auch psychologische Probleme. Aufgrund der großen Entfernung zum Mars wird sich das Funksignal 20-30 Minuten lang nur in eine Richtung ausbreiten. Die Leitstelle hat einfach nicht genug Zeit, um in Notsituationen einzugreifen. Die Erde wird bestenfalls zum Berater, und der Hauptentscheidungsprozess verlagert sich an Bord des Schiffes.

Und bevor die bemannte Marsexpedition startet, werden Wissenschaftler versuchen, viele dieser Probleme im Verlauf des russischen Mars-500-Experiments zu lösen. Dies wird kein echter Flug sein, aber eine sehr genaue Nachahmung davon: Eine sechsköpfige Besatzung wird 520 Tage in einem Bodenkomplex verbringen, der aus fünf unter Druck stehenden, kommunizierenden Modulen besteht. Einer von ihnen wird die Marsoberfläche simulieren.

Die Module sind mit Geräten vollgestopft, die alle Arten von Parametern in ihnen registrieren und die medizinischen Indikatoren der Tester überwachen. Für Wissenschaftler wird es wichtig sein zu verstehen, wie sich Menschen in einem Team in einer Umgebung verhalten, die den Bedingungen eines Marsfluges nahekommt. Alle Ergebnisse – von der Beziehungsentwicklung im Team bis zur Ernährung – werden von Spezialisten analysiert. Dies berücksichtigt die maximal möglichen Situationen, die bei einem realen Flug auftreten können, und trägt zu ihrer Lösung bei.

Bis heute gibt es schon recht viele Menschen, die am „Boden-Interplanetarenflug“ teilnehmen wollen – meist Männer. Bis zu einem gewissen Grad ist dies verständlich: Es hat sich bereits gezeigt, dass Frauen in Bezug auf physiologische und psychologische Eigenschaften viel seltener als Männer die ersten sind, die einen Fuß auf den Mars setzen. Sechs Personen werden an dem Experiment teilnehmen, obwohl bei einem echten Flug zum Planeten nur vier Personen an der Expedition teilnehmen werden.

Bemerkenswert ist, dass kurz nach der Ankündigung des Mars-500-Experiments in Russland auch die Vereinigten Staaten begannen, Freiwillige für einen Simulationsflug zu rekrutieren. Richtig, die Tester werden nur vier Monate darin verbringen.

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„Schwerkraftkarten ermöglichen uns einen Blick ins Innere des Planeten, ähnlich wie ein Röntgenbild, das ein Arzt verwendet, um das Innere eines Patienten zu sehen. Die neue Gravitationskarte wird für die zukünftige Erforschung des Mars nützlich sein, da das Wissen über Gravitationsanomalien zukünftigen Missionen helfen wird, den Planeten genauer zu umkreisen. Darüber hinaus wird uns die verbesserte Auflösung unserer Karte helfen, die Entstehung einiger Regionen des Mars zu verstehen“, sagte Antonio Genova vom Massachusetts Institute of Technology, Hauptautor der Studienveröffentlichung.

Die verbesserte Gravitationskarte bietet eine neue Erklärung dafür, wie sich einige der Grenzmerkmale bilden, die das relativ flache nördliche Tiefland vom stark mit Kratern übersäten südlichen Hochland trennen. Außerdem bestätigte das Forscherteam durch Analyse der Gezeiten in der Marskruste und im Mantel, die durch die Anziehungskraft der Sonne und zweier Satelliten verursacht wurden, dass der Mars einen flüssigen äußeren Steinkern hat. Und schließlich fand das Team durch die Beobachtung der sich ändernden Schwerkraft des Mars in den letzten 11 Jahren eine riesige Menge Kohlendioxid, das im Winter über den Polkappen des Mars aus der Atmosphäre gefriert.

Gravitationskarte des Mars. Blick auf den Nordpol. Regionen mit der höchsten Schwerkraft sind weiß und rot markiert. Blaue Farbe kennzeichnet Bereiche mit geringerer Schwerkraft. Credits: MIT/UMBC-CRESST/GSFC

Die Karte wurde mithilfe eines Netzwerks aus drei Raumfahrzeugen erstellt, die den Mars umkreisen: Mars Global Surveyor (MGS), Mars Odyssey (ODY) und Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Wie bei anderen Planeten wird die Schwerkraft des Mars von Raumfahrzeugen gespürt und ihre Umlaufbahn ändert sich geringfügig. Beispielsweise ist die Schwerkraft über einem Berg etwas stärker und über einer Schlucht etwas schwächer.

Geringfügige Änderungen in der Flugbahn des Raumfahrzeugs wurden aufgezeichnet und zur Erde zurückgesendet. Diese Schwankungen wurden genutzt, um das Gravitationsfeld des Roten Planeten zu kartieren.

Gravitationskarte des Mars. Blick auf den Südpol. Regionen mit der höchsten Schwerkraft sind weiß und rot markiert. Blaue Farbe kennzeichnet Bereiche mit geringerer Schwerkraft. Credits: MIT/UMBC-CRESST/GSFC

„Mit der neuen Karte konnten wir kleine Schwerkraftanomalien mit einem Durchmesser von etwa 100 Kilometern sehen. Wir haben die Dicke der Marskruste mit einer Auflösung von etwa 120 Kilometern bestimmt. Eine bessere Auflösung wird dabei helfen, zu interpretieren, wie sich die Kruste des Planeten in vielen Regionen im Laufe der Marsgeschichte verändert hat“, fügte Antonio Genova hinzu.

Beispielsweise wird die Region mit geringerer Schwerkraft zwischen Acidalia Planitia und Tempe Terra einem System unterirdischer Kanäle zugeschrieben, die vor Milliarden von Jahren, als das Marsklima feucht war, Wasser und Sedimente aus dem südlichen Hochland in das nördliche Tiefland transportierten.

Gravitationskarte des Mars, die die Vulkanregion Tharsis zeigt. Die blauen Regionen mit der geringsten Schwerkraft könnten Risse in der Marslithosphäre sein. Credits: MIT/UMBC-CRESST/GSFC

Eine alternative Erklärung für diese Anomalie ist, dass sie auf einen Trog oder eine Krümmung in der Lithosphäre, der äußeren Schicht des Mars, aufgrund der Bildung der Tharsis-Region zurückzuführen sein könnte. Diese Region ist ein Vulkanplateau, das sich über Tausende von Kilometern erstreckt und die größten Vulkane des Sonnensystems enthält. Als Vulkane wuchsen, sackte die Lithosphäre unter ihrem enormen Gewicht ab.

Die neue Gravitationskarte ermöglichte es dem Team, zu bestätigen, dass der Mars einen äußeren flüssigen Gesteinskern hat, sowie Messungen der Gezeiten auf dem Mars zu verfeinern.

Veränderungen der Marsgravitation wurden zuvor von den Polareis-Beobachtungsmissionen MGS und ODY gemessen. MRO wurde zuerst angewendet, um die Masse des Planeten zu überwachen. Wissenschaftler haben festgestellt, dass im Winter 3-4 Billionen Tonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre ausgefroren werden, aus denen sich die Polkappen bilden. Das sind etwa 12 bis 16 Prozent der Masse der gesamten Marsatmosphäre.

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Roman Sacharow
Chefredakteur

Es ist bekannt, dass die Erde die Form einer Kugel hat, die an den Polen abgeflacht ist. Daher ist das Gewicht desselben Körpers (bestimmt durch die Anziehungskraft) in verschiedenen Teilen des Planeten nicht gleich. Zum Beispiel wird ein Erwachsener, der von hohen Breiten zum Äquator gezogen ist, etwa 0,5 kg "abnehmen". Wie groß ist die Schwerkraft auf anderen Planeten im Sonnensystem?

Sir Newtons Theorie

Einer der Gründerväter der klassischen Mechanik, der große englische Mathematiker, Physiker und Astronom Isaac Newton, der die Bewegung des Mondes um unseren Planeten untersuchte, formulierte 1666 das Gesetz der universellen Gravitation. Laut dem Wissenschaftler ist es die Schwerkraft, die der Bewegung aller Körper im Weltraum und auf der Erde zugrunde liegt, seien es Planeten, die sich um Sterne drehen, oder ein Apfel, der von Ästen fällt. Nach dem Gesetz ist die Anziehungskraft zweier materieller Körper proportional zum Produkt ihrer Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen den Körpern.

Wenn wir über die Schwerkraft auf der Erde und anderen Planeten oder astronomischen Objekten sprechen, wird aus dem Obigen deutlich, dass sie proportional zur Masse des Objekts und umgekehrt proportional zum Quadrat seines Radius ist. Bevor Sie sich auf eine Reise ins All begeben, bedenken Sie die Gravitationskräfte auf unserem Planeten.

Gewicht und Masse

Ein paar Worte zu physikalischen Begriffen. Die Theorie der klassischen Mechanik besagt, dass die Schwerkraft durch die Wechselwirkung eines Körpers mit einem Objekt im Weltraum entsteht. Die Kraft, mit der dieser Körper auf eine Unterlage oder Aufhängung einwirkt, nennt man Körpergewicht. Die Einheit dieser Größe ist Newton (N). Das Gewicht in der Physik wird wie die Kraft mit dem Buchstaben F bezeichnet und nach der Formel F \u003d mg berechnet, wobei der Koeffizient g die Beschleunigung des freien Falls ist (nahe der Oberfläche unseres Planeten g \u003d 9,81 m / s 2) .

Unter Masse versteht man eine grundlegende physikalische Größe, die die Menge der in einem Körper enthaltenen Materie und ihre inerten Eigenschaften bestimmt. Traditionell in Kilogramm gemessen. Die Masse eines Körpers ist in jeder Ecke unseres Planeten und sogar im Sonnensystem konstant.

Wenn die Erde eine strenge Kugelform hätte, wäre das Gewicht eines bestimmten Objekts in verschiedenen geografischen Breiten der Erdoberfläche auf Meereshöhe unverändert. Aber unser Planet hat die Form eines Rotationsellipsoids, und der Polarradius ist 22 km kürzer als der Äquatorialradius. Daher wird nach dem Gesetz der universellen Gravitation das Gewicht eines Körpers am Pol um 1/190 größer sein als am Äquator.

Auf dem Mond und der Sonne

Basierend auf der Formel kann die Schwerkraft auf anderen Planeten und astronomischen Körpern leicht berechnet werden, wenn man ihre Masse und ihren Radius kennt. Übrigens basieren die Methoden und Methoden zur Bestimmung dieser Größen auf demselben Newtonschen Gesetz der universellen Gravitation und dem 3. Gesetz von Kepler.

Die Masse des uns am nächsten liegenden kosmischen Körpers - des Mondes - beträgt das 81-fache und der Radius ist 3,7-mal kleiner als die entsprechenden terrestrischen Parameter. Somit wird das Gewicht jedes Körpers auf dem einzigen natürlichen Satelliten unseres Planeten sechsmal geringer sein als auf der Erde, während die Beschleunigung des freien Falls 1,6 m/s 2 beträgt.

Auf der Oberfläche unserer Leuchte (in der Nähe des Äquators) hat dieser Parameter einen Wert von 274 m / s 2 - das Maximum im Sonnensystem. Hier ist die Schwerkraft 28 mal größer als die der Erde. Beispielsweise wiegt eine 80 kg schwere Person auf der Erde etwa 800 N, auf dem Mond 130 N und auf der Sonne mehr als 22.000 N.

Im Jahr 2006 einigten sich Astronomen auf der ganzen Welt darauf, dass das Sonnensystem acht Planeten umfasst (Pluto wurde als Zwergplanet klassifiziert). Herkömmlicherweise werden sie in zwei Kategorien unterteilt:

• Terrestrische Gruppe (Merkur zum Mars).
• Riesen (von Jupiter bis Neptun).

Die Bestimmung der Schwerkraft auf anderen Planeten erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie beim Mond.

Im Zentrum des Sonnensystems

Weltraumobjekte der ersten Gruppe befinden sich innerhalb der Umlaufbahn des Asteroidengürtels. Diese Planeten zeichnen sich durch folgende Struktur aus:

• Die zentrale Region ist ein heißer und schwerer Kern, der aus Eisen und Nickel besteht.
• Mantel, der größtenteils aus ultramafischem Eruptivgestein besteht.
• Eine Kruste aus Silikaten (eine Ausnahme ist Quecksilber). Aufgrund der Dünnheit der Atmosphäre wird ihre obere Schicht durch Meteoriten stark zerstört).

Einige astronomische Parameter und die Schwerkraft auf anderen Planeten sind in der Tabelle kurz wiedergegeben.

Anhand der Daten in der Tabelle kann festgestellt werden, dass die Schwerkraft auf der Oberfläche von Merkur und Mars 2,6-mal geringer ist als auf der Erde und auf der Venus das Gewicht eines Astronauten nur 1/10-Teil geringer ist als das von die Erde.

Riesen und Zwerge

Die Riesenplaneten oder äußeren Planeten befinden sich außerhalb der Umlaufbahn des Asteroidenhauptgürtels. Im Herzen jedes dieser Körper befindet sich ein kleiner Steinkern, der mit einer riesigen gasförmigen Masse bedeckt ist, die hauptsächlich aus Ammoniak, Methan und Wasserstoff besteht. Riesen haben kurze Rotationsperioden um ihre Achse (von 9 bis 17 Stunden), und bei der Bestimmung der Gravitationsparameter muss die Wirkung von Zentrifugalkräften berücksichtigt werden.

Das Körpergewicht auf Jupiter und Neptun wird größer sein als auf der Erde, aber auf anderen Planeten ist die Schwerkraft etwas geringer als auf der Erde. Diese Objekte haben keine feste oder flüssige Oberfläche, daher werden Berechnungen für die Grenze der oberen Wolkenschicht durchgeführt (siehe Tabelle).

(Anmerkung: Angaben zu Saturn in vielen Quellen (digital und gedruckt) sind sehr widersprüchlich).

Abschließend noch ein paar kuriose Fakten, die eine visuelle Vorstellung davon geben, was die Schwerkraft auf anderen Planeten ist. Der einzige Himmelskörper, der von Vertretern der Menschheit besucht wird, ist der Mond. Den Erinnerungen des amerikanischen Astronauten Neil Armstrong zufolge hinderte ihn und seine Kollegen der schwere Schutzanzug nicht daran, problemlos bis zu zwei Meter hoch zu springen – von der Oberfläche bis zur dritten Stufe der Leiter der Mondlandefähre. Auf unserem Planeten führte die gleiche Anstrengung nur zu einem Sprung von 30-35 cm.

Mehrere andere Zwergplaneten kreisen um die Sonne. Die Masse einer der größten - Ceres - ist 7,5 Tausend Mal geringer und der Radius ist zwei Dutzend Mal kleiner als der der Erde. Die Schwerkraft darauf ist so schwach, dass ein Astronaut leicht eine etwa 2 Tonnen schwere Last bewegen könnte, und ein Abstoßen von der Oberfläche des "Zwergs" würde einfach in den Weltraum davonfliegen.

Sache der Finanzen

Amerika investierte in den 1960er und 1970er Jahren etwa 25 Milliarden Dollar in das Apollo-Mondprogramm. Jene Missionen, die nach Apollo 11 durchgeführt wurden, kosteten etwas weniger. Der Weg zum Mars wird die Erdbewohner viel mehr kosten. Um zum Roten Planeten zu gelangen, müssen 52 bis 402 Millionen km überwunden werden. Dies liegt an der Besonderheit der Umlaufbahn des Mars.

Darüber hinaus ist der mysteriöse Raum voller verschiedener Gefahren. Aus diesem Grund müssen mehrere Astronauten gleichzeitig entsandt werden. Gleichzeitig kostet der Flug einer einzigen Person rund eine Milliarde Dollar. Generell können die hohen Kosten eines Fluges getrost in die Liste der „Probleme beim Fliegen zum Mars“ aufgenommen werden.

Menschen, die mit Weltraumtechnologie und -geräten interagieren, tragen spezielle Kleidung. Es ist notwendig, sich vor Mikroben zu schützen, die unter Weltraumbedingungen leben können. Ein ziemlich komplexer Organismus ist Deinococcus radiodurans, für den 5000 Gray Gammastrahlung nicht gefährlich sind. In diesem Fall tritt der Tod eines Erwachsenen von fünf Grauen auf. Um dieses Bakterium zu zerstören, muss es etwa 25 Minuten gekocht werden.

Der Lebensraum von Deinococcus kann fast jeder Ort sein. Es ist schwer vorherzusagen, was passiert, wenn ein Bakterium in den Weltraum gelangt. Sie könnte eine echte Katastrophe sein. In diesem Zusammenhang gibt es eine hitzige Diskussion seitens der Kritiker über Fragen im Zusammenhang mit der Landung eines Menschen auf Planeten, auf denen Leben existieren kann.

Art zu Reisen

Heute werden alle Weltraumaktivitäten mit Hilfe von Raketen durchgeführt. Die zum Abheben erforderliche Geschwindigkeit beträgt 11,2 km/s (oder 40.000 km/h). Beachten Sie, dass die Geschwindigkeit der Kugel etwa 5.000 km / h beträgt.

Fluggeräte, die in den Weltraum geschickt werden, werden mit Treibstoff betrieben, dessen Reserven die Rakete um ein Vielfaches belasten. Außerdem ist es mit einer gewissen Gefahr verbunden. In letzter Zeit hat jedoch die grundlegende Ineffizienz von Raketengeräten Anlass zur Sorge gegeben.

Wir kennen nur eine Art des Fliegens - Jet. Aber die Verbrennung von Kraftstoff ist ohne Sauerstoff nicht möglich. Daher können Flugzeuge die Erdatmosphäre nicht verlassen.

Wissenschaftler suchen aktiv nach einer Alternative zur Verbrennung. Es wäre großartig, Anti-Schwerkraft zu schaffen!

Klaustrophobie

Wie Sie wissen, ist der Mensch ein soziales Wesen. Es ist schwierig für ihn, auf engstem Raum ohne Kommunikation zu sein und lange Zeit in einem Team zu bleiben. Die Apollo-Astronauten könnten etwa acht Monate im Flug gewesen sein. Diese Aussicht ist nicht verlockend.

Es ist sehr wichtig, dass sich der Astronaut während der Raumfahrt nicht einsam fühlt. Der längste Flug wurde von Valery Polyakov durchgeführt, der 438 Tage im All war, von denen er mehr als die Hälfte fast vollständig alleine dort ankam. Sein einziger Gesprächspartner war das Space Flight Control Center. Über den gesamten Zeitraum führte Polyakov 25 wissenschaftliche Experimente durch.

Eine so lange Flugzeit des Astronauten war darauf zurückzuführen, dass er beweisen wollte, dass es möglich ist, lange Flüge durchzuführen und gleichzeitig eine normale Psyche aufrechtzuerhalten. Zwar stellten Experten nach Polyakovs Landung auf der Erde Veränderungen in seinem Verhalten fest: Der Astronaut wurde zurückgezogener und gereizter.

Ich denke, es ist jetzt klar, warum die Rolle von Psychologen bei der Entsendung von Astronauten so wichtig ist. Spezialisten wählen Personen aus, die über einen längeren Zeitraum in derselben Gruppe sein können. Wer leicht eine gemeinsame Sprache findet, kommt ins Weltall.

passen

Die Hauptaufgabe eines Raumanzugs besteht darin, einen erhöhten Druck in seinem Inneren zu erzeugen, da unter Weltraumbedingungen die Lunge einer Person „explodieren“ und er selbst anschwellen kann ... Alle Raumanzüge schützen Astronauten vor solchen Problemen.

Der Nachteil moderner Raumanzüge ist ihre Sperrigkeit. Wie die Astronauten feststellten, war es besonders unbequem, sich in einem solchen Anzug auf dem Mond fortzubewegen. Es wurde beobachtet, dass Mondspaziergänge durch Springen erleichtert werden. Die Schwerkraft des Mars suggeriert eine freiere Bewegung. Dennoch ist es schwierig, ähnliche Bedingungen auf der Erde zu schaffen, um ein originelles Training durchzuführen.

Um sich auf dem Mars wohl zu fühlen, braucht ein Mensch einen eng anliegenden Raumanzug, dessen Gewicht etwa zwei Kilogramm betragen wird. Es ist auch notwendig, eine Möglichkeit bereitzustellen, den Anzug zu kühlen und das Problem der Unbequemlichkeit zu lösen, die solche Kleidung in der Leiste bei Männern und in der Brust bei Frauen verursacht.

Mars-Erreger

Der berühmte Science-Fiction-Autor HG Wells erzählte in seinem Roman „Der Krieg der Welten“, dass die Marsianer von terrestrischen Mikroorganismen besiegt wurden. Das ist das Problem, dem wir begegnen können, wenn wir zum Mars kommen.

Es gibt Hinweise auf das Vorhandensein von Leben auf dem Roten Planeten. Die einfachsten Organismen können tatsächlich gefährliche Gegner sein. Wir selbst können unter diesen Mikroben leiden.

Jeder Mars-Erreger ist in der Lage, alles Leben auf unserem Planeten zu töten. In diesem Zusammenhang befanden sich die Astronauten von Apollo 11, 12 und 14 für 21 Tage in Quarantäne, bis festgestellt wurde, dass es kein Leben auf dem Mond gab. Der Mond hat zwar im Gegensatz zum Mars keine Atmosphäre. Astronauten, die zum Mars reisen wollen, müssen nach ihrer Rückkehr zur Erde in Langzeitquarantäne gestellt werden.

künstliche Schwerkraft

Ein weiteres Problem für Astronauten ist die Schwerelosigkeit. Wenn wir die Erdanziehungskraft als Einheit nehmen, dann ist beispielsweise die Gravitationskraft von Jupiter gleich 2,528. In der Schwerelosigkeit verliert ein Mensch allmählich Knochenmasse und seine Muskeln beginnen zu verkümmern. Unter den Bedingungen der Raumfahrt brauchen Astronauten daher ein langfristiges Training. Federtrainer können dabei helfen, aber nicht im notwendigen Umfang. Ein Beispiel für künstliche Schwerkraft ist die Zentrifugalkraft. Das Flugzeug muss eine riesige Zentrifuge mit einem Spinnring haben. Schiffe wurden noch nicht mit solchen Geräten ausgestattet, obwohl solche Pläne existieren.

Nach 2 Monaten im Weltraum passt sich der Körper der Astronauten an die Bedingungen der Schwerelosigkeit an, sodass die Rückkehr zur Erde für sie zu einer Prüfung wird: Es ist sogar schwierig für sie, länger als fünf Minuten zu stehen. Stellen Sie sich vor, welche Auswirkungen eine 8-monatige Reise zum Mars auf eine Person haben würde, wenn die Knochenmasse in der Schwerelosigkeit um 1 % pro Monat abnimmt. Darüber hinaus müssen Astronauten auf dem Mars bestimmte Aufgaben ausführen und sich an das spezifische Gewicht gewöhnen. Dann der Rückflug.

Eine Möglichkeit, künstliche Schwerkraft zu erzeugen, ist Magnetismus. Aber es hat auch seine Nachteile, da nur die Beine an der Oberfläche magnetisiert werden, während der Körper außerhalb der Wirkung des Magneten bleibt.

Raumschiff

Derzeit gibt es genügend Raumfahrzeuge, die sicher zum Mars gelangen können. Aber wir müssen die Tatsache berücksichtigen, dass es in diesen Maschinen lebende Menschen geben wird. Flugzeuge sollten geräumig und komfortabel sein, denn die Menschen bleiben lange in ihnen.

Solche Schiffe wurden noch nicht gebaut, aber es ist durchaus möglich, dass wir sie in 10 Jahren entwickeln und für den Flug vorbereiten können.

Jeden Tag kollidieren unzählige kleine Himmelskörper mit unserem Planeten. Die meisten dieser Körper erreichen aufgrund der Atmosphäre nicht die Erdoberfläche. Der atmosphärenlose Mond wird ständig von allerlei „Müll“ angegriffen, wie seine Oberfläche beredt bezeugt. Auch ein Raumschiff, das sich auf eine lange Reise begibt, ist vor einem solchen Angriff nicht geschützt. Sie können versuchen, das Flugzeug mit verstärkten Blechen zu schützen, aber die Rakete wird viel Gewicht hinzufügen.

Die Erde wird durch das elektromagnetische Feld und die Atmosphäre vor Sonneneinstrahlung geschützt. Im Weltall sieht es anders aus. Die Kleidung der Astronauten ist mit Visieren ausgestattet. Das Gesicht muss ständig geschützt werden, da die direkten Sonnenstrahlen zur Erblindung führen können. Das Apollo-Programm entwickelte eine UV-Blockierung mit Aluminium, aber Astronauten, die zum Mond reisten, stellten fest, dass häufig verschiedene weiße und blaue Blitze auftreten.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Strahlen im Weltraum subatomare Teilchen (meistens Protonen) sind, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Sobald sie im Schiff sind, durchbohren sie die Schiffshaut, aber aufgrund der Partikelgröße, die viel kleiner als die Größe eines Atoms ist, treten keine Lecks auf.

Stellen Sie sich vor, wir gehen auf eine Reise durch das Sonnensystem. Wie groß ist die Schwerkraft auf anderen Planeten? Auf welchen werden wir leichter sein als auf der Erde, und auf welchen wird es schwieriger sein?

Während wir die Erde noch nicht verlassen haben, machen wir folgendes Experiment: Lasst uns gedanklich zu einem der Erdpole hinabsteigen und uns dann vorstellen, dass wir zum Äquator transportiert wurden. Ich frage mich, ob sich unser Gewicht geändert hat?

Es ist bekannt, dass das Gewicht eines Körpers durch die Anziehungskraft (Schwerkraft) bestimmt wird. Sie ist direkt proportional zur Masse des Planeten und umgekehrt proportional zum Quadrat seines Radius (wir haben das zum ersten Mal aus einem Schulphysiklehrbuch gelernt). Wenn also unsere Erde streng kugelförmig wäre, würde das Gewicht jedes Objekts beim Bewegen über seine Oberfläche unverändert bleiben.

Aber die Erde ist keine Kugel. Es ist an den Polen abgeflacht und entlang des Äquators verlängert. Der Äquatorradius der Erde ist 21 km länger als der Polarradius. Es stellt sich heraus, dass die Schwerkraft wie aus der Ferne auf den Äquator wirkt. Deshalb ist das Gewicht desselben Körpers in verschiedenen Teilen der Erde nicht gleich. Die schwersten Objekte sollten an den Polen der Erde und die leichtesten am Äquator sein. Hier werden sie 1/190 leichter als ihr Gewicht an den Polen. Diese Gewichtsveränderung lässt sich natürlich nur mit einer Federwaage feststellen. Eine leichte Abnahme des Gewichts von Objekten am Äquator tritt auch aufgrund der Zentrifugalkraft auf, die durch die Rotation der Erde entsteht. Somit verringert sich das Gewicht einer erwachsenen Person, die von den hohen polaren Breiten bis zum Äquator ankommt, um insgesamt etwa 0,5 kg.

Nun ist es angebracht zu fragen: Wie ändert sich das Gewicht einer Person, die durch die Planeten des Sonnensystems reist?

Unsere erste Raumstation ist der Mars. Wie viel würde ein Mensch auf dem Mars wiegen? Eine solche Berechnung ist nicht schwierig. Dazu müssen Sie die Masse und den Radius des Mars kennen.

Bekanntlich ist die Masse des "roten Planeten" 9,31-mal kleiner als die Masse der Erde, und der Radius ist 1,88-mal kleiner als der Radius der Erde. Folglich sollte die Schwerkraft auf der Marsoberfläche aufgrund der Wirkung des ersten Faktors 9,31-mal geringer und aufgrund des zweiten 3,53-mal größer sein als bei uns (1,88 * 1,88 = 3,53 ). Letztlich ist es dort etwas mehr als 1/3 der Erdanziehungskraft (3,53 : 9,31 = 0,38). Auf die gleiche Weise kann man die Schwerkraft auf jeden beliebigen Himmelskörper bestimmen.

Lassen Sie uns nun zustimmen, dass ein Astronautenreisender auf der Erde genau 70 kg wiegt. Für andere Planeten erhalten wir dann folgende Gewichtswerte (die Planeten sind nach zunehmendem Gewicht geordnet):

Pluto 4,5 Merkur 26,5 Mars 26,5 Saturn 62,7 Uranus 63,4 Venus 63,4 Erde 70,0 Neptun 79,6 Jupiter 161,2
Wie Sie sehen, nimmt die Erde in Bezug auf die Schwerkraft eine Zwischenstellung zwischen den Riesenplaneten ein. Auf zwei von ihnen - Saturn und Uranus - ist die Schwerkraft etwas geringer als auf der Erde und auf den anderen beiden - Jupiter und Neptun - mehr. Richtig, für Jupiter und Saturn wird das Gewicht unter Berücksichtigung der Wirkung der Zentrifugalkraft angegeben (sie drehen sich schnell). Letzteres reduziert das Körpergewicht am Äquator um einige Prozent.

Es ist zu beachten, dass für die Riesenplaneten die Gewichtswerte auf der Ebene der oberen Wolkenschicht und nicht auf der Ebene der festen Oberfläche angegeben sind, wie bei terrestrischen Planeten (Merkur, Venus, Erde, Mars) und Pluto.

Auf der Venusoberfläche ist ein Mensch fast 10 % leichter als auf der Erde. Auf Merkur und Mars hingegen wird die Gewichtsreduktion um den Faktor 2,6 erfolgen. Auf Pluto ist eine Person 2,5-mal leichter als auf dem Mond oder 15,5-mal leichter als auf der Erde.

Aber auf der Sonne ist die Schwerkraft (Anziehung) 28-mal stärker als auf der Erde. Ein menschlicher Körper würde dort 2 Tonnen wiegen und würde sofort von seinem eigenen Gewicht zerquetscht werden. Bevor es jedoch die Sonne erreicht, würde sich alles in heißes Gas verwandeln. Eine andere Sache sind winzige Himmelskörper, wie die Satelliten des Mars und Asteroiden. Auf vielen von ihnen können Sie in Bezug auf die Leichtigkeit wie ... ein Spatz werden!

Es ist ziemlich klar, dass eine Person nur in einem speziellen versiegelten Raumanzug, der mit lebenserhaltenden Systemgeräten ausgestattet ist, zu anderen Planeten reisen kann. Das Gewicht des Raumanzugs der amerikanischen Astronauten, in dem sie zur Mondoberfläche gingen, entspricht ungefähr dem Gewicht eines Erwachsenen. Daher sollten die von uns angegebenen Werte für das Gewicht eines Raumfahrers auf anderen Planeten mindestens verdoppelt werden. Nur dann erhalten wir Gewichtswerte, die den tatsächlichen nahe kommen.