Existuje gravitácia na Marse. Prečo je Mars iný?

Z technického hľadiska ľudský let Mars Zdá sa, že v súčasnej fáze vývoja kozmonautiky nie je o nič ťažší podnik ako vo svojej dobe expedícia do mesiac. Odborníci sa domnievajú, že samotná technológia je takmer pripravená na zorganizovanie prvej medziplanetárnej expedície. Ale predtým, ako sa uskutoční misia s ľudskou posádkou na Marse, vedci musia vyriešiť množstvo biomedicínskych problémov. Navyše, už dnes je zrejmé, že pri tvorbe stratégie marťanského projektu bude hlavnou prioritou ľudský faktor a človek bude najzraniteľnejším článkom misie, čo do značnej miery určuje samotnú možnosť jej realizácie.

Lekárska a biologická podpora expedície s posádkou na Marse je pre vedcov novou úlohou. Využitie mnohých osvedčených princípov, metód a prostriedkov biomedicínskej podpory pri orbitálnych pilotovaných letoch pre marťanskú misiu je neprijateľné. Medzi znaky medziplanetárneho letu patria najmä ďalšie podmienky pre komunikáciu so Zemou, striedanie gravitačných vplyvov a obmedzená doba adaptácie na gravitáciu pred začatím aktivity na povrchu Marsu, zvýšená radiácia, absencia magnetického poľa. lúka.

438-dňový orbitálny let uskutočnený na konci minulého storočia na stanici " Svet» lekár-kozmonaut Valéria Polyaková ukázali absenciu základných biomedicínskych obmedzení pre dlhodobé vesmírne misie. V súčasnosti nie sú identifikované žiadne významné zmeny v ľudskom tele, ktoré by mohli zabrániť ďalšiemu systematickému predlžovaniu trvania vesmírnych letov a realizácii marťanskej expedície, - zdôrazňuje riaditeľ Ústavu biomedicínskych problémov akademik Anatolij Grigorjev.

Ďalšou vecou je problém ochrany astronautov pred galaktickým a slnečným kozmickým žiarením, ktoré bude mimo zemskej magnetosféry výrazne pribúdať. Za dva roky letu môže celková dávka žiarenia prekročiť povolenú dvojnásobne. Preto je potrebné vyvinúť špeciálnu protiradiačnú ochranu. V súčasnosti majú vývojári tendenciu uprednostňovať ochranu konštrukcie: okolo obytného priestoru sú umiestnené nádrže s palivom, vodou a inými zásobami. To poskytuje ochranu približne 80-100 g/cm2.

Astronauti môžu byť vážne ožiarení, keď sú na povrchu Marsu. Merania vykonané ruským zariadením HAND nainštalovaným na americkom zariadení Mars Odyssey ukázali, že počas slnečných erupcií sa intenzita neutrónového toku odrazeného od povrchu planéty môže zvýšiť až niekoľko stonásobne a dosiahnuť dávky, ktoré sú pre astronautov smrteľné. V dôsledku toho môžu pristáť na povrchu Marsu iba v obdobiach slnečného „pokoja“.

Ďalším problémom je výživa astronautov. Zdalo by sa, že prax je vypracovaná rokmi. Posádku kozmickej lode čaká to isté ako dnes, sublimované (sušené) produkty. Stačí pridať vodu, zahriať - a na stole. Avšak bez ohľadu na to, aké dobré a chutné sú tieto produkty, je potrebné ich diverzifikovať známejším jedlom. Nápad mať na lodi vtáky, aby astronauti jedli vajíčka, sa vytratil. Ako ukázali experimenty, novonarodené kurčatá sa nedokázali prispôsobiť stavu beztiaže. Ukázalo sa, že s rybami a mäkkýšmi je to jednoduchšie, ale rastú príliš pomaly a astronauti pravdepodobne nebudú môcť jesť čerstvé ryby na ceste na Mars. S úplnou istotou sa dá povedať, že na palube medziplanetárnej lode bude skleník. Pravda, malý.

Špecialisti Ústavu biomedicínskych problémov navrhli prototyp „vesmírnej záhrady“. Ide o valec, v ktorom je umiestnený zväzok valcov napustených hnojivami. Jeho vnútorný povrch je pokrytý stovkami červených a modrých diód, ktoré zohrávajú úlohu slnečného svetla. Valce sa otáčajú, keď rastliny rastú, čím sa ich vrcholy približujú k svetelnému zdroju. Kým na niektorých valcoch zeleň iba pučí, na iných sa už dá zberať. Prototyp inštalácie vám umožňuje získať asi 200 gramov zelene každé štyri dni. S nárastom počtu valcov a svetelných zdrojov sa zvyšuje produktivita stroja. Okrem poskytovania potravín pomôže „vesmírne poľnohospodárstvo“ vyriešiť aj problém regenerácie atmosféry na palube medziplanetárnej lode.

Potom sú tu problémy s vodou. Odhaduje sa, že astronaut potrebuje 2,5 litra vody denne. Na palube by ho teda malo byť niekoľko ton. Časť vody bude vrátená do obehu pomocou regeneračných systémov. Ideálnou možnosťou je vytvorenie uzavretých fyzikálnych a chemických systémov na lodi, pomocou ktorých sa dosiahne úplná cirkulácia látok. To je však zrejme otázka dosť vzdialenej budúcnosti.

Sú tu aj psychické problémy. Vzhľadom na veľkú vzdialenosť k Marsu sa rádiový signál bude šíriť iba jedným smerom po dobu 20-30 minút. Riadiace stredisko jednoducho nemá dostatok času na zásah v núdzových situáciách. Zem sa v najlepšom prípade stane konzultantom a hlavný rozhodovací proces sa presunie na palubu lode.

A predtým, ako sa začne marťanská pilotovaná expedícia, vedci sa pokúsia vyriešiť mnohé z týchto problémov v rámci ruského experimentu Mars-500. Nepôjde o skutočný let, ale o jeho veľmi presnú imitáciu: šesťčlenná posádka strávi 520 dní v pozemnom komplexe pozostávajúcom z piatich pretlakových komunikujúcich modulov. Jeden z nich bude simulovať povrch Marsu.

Moduly sú naplnené zariadením, ktoré v nich registruje všetky druhy parametrov a monitoruje zdravotné indikátory testerov. Pre vedcov bude dôležité pochopiť, ako ľudia v tíme konajú v prostredí blízkom podmienkam marťanského letu. Všetky výsledky – od vývoja vzťahov v tíme až po stravu – budú analyzovať špecialisti. Tým sa zohľadnia maximálne možné situácie, ktoré môžu pri reálnom lete nastať, a prispeje sa k ich riešeniu.

K dnešnému dňu je už pomerne veľa ľudí, ktorí sa chcú zúčastniť "pozemného medziplanetárneho letu" - väčšinou muži. Do istej miery je to pochopiteľné: už sa ukázalo, že ženy, pokiaľ ide o fyziologické a psychologické vlastnosti, sú oveľa menej pravdepodobné, že ako muži vkročia na Mars ako prvé. Experimentu sa zúčastní šesť ľudí, hoci pri skutočnom lete na planétu budú súčasťou expedície len štyria ľudia.

Je pozoruhodné, že čoskoro po ohlásení experimentu Mars-500 v Rusku začali aj Spojené štáty americké naberať dobrovoľníkov na simulačný let. Pravda, testeri v ňom strávia len štyri mesiace.

Páči sa mi to Láska Haha Wow Smutný Nahnevaný

„Gravitačné mapy nám umožňujú nahliadnuť do vnútra planéty, podobne ako röntgen, ktorý používa lekár na to, aby videl vnútro pacienta. Nová gravitačná mapa bude užitočná pre budúce skúmanie Marsu, pretože znalosť gravitačných anomálií pomôže budúcim misiám presnejšie obiehať planétu. Navyše, vylepšené rozlíšenie našej mapy nám pomôže pochopiť vznik niektorých oblastí Marsu,“ povedal Antonio Genova z Massachusetts Institute of Technology, hlavný autor publikácie štúdie.

Vylepšená gravitačná mapa ponúka nové vysvetlenie toho, ako sa tvoria niektoré hraničné útvary, oddeľujúce relatívne ploché severné nížiny od južných vysočín s veľkými krátermi. Tím výskumníkov tiež analýzou prílivu a odlivu v marťanskej kôre a plášti, spôsobených gravitačnou príťažlivosťou Slnka a dvoch satelitov, potvrdil, že Mars má tekuté vonkajšie kamenné jadro. A napokon pozorovaním meniacej sa gravitácie Marsu za posledných 11 rokov tím našiel obrovské množstvo oxidu uhličitého, ktorý počas zimy zamŕza z atmosféry nad polárnymi čiapkami Marsu.

Mapa gravitácie Marsu. Pohľad na severný pól. Regióny s najvyššou gravitáciou sú označené bielou a červenou farbou. Modrá farba označuje oblasti s nižšou gravitáciou. Kredity: MIT/UMBC-CRESST/GSFC

Mapa bola získaná pomocou siete troch kozmických lodí obiehajúcich okolo Marsu: Mars Global Surveyor (MGS), Mars Odyssey (ODY) a Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Rovnako ako u iných planét, gravitáciu Marsu pociťujú kozmické lode a ich dráha sa mierne mení. Napríklad gravitácia nad horou bude o niečo silnejšia a nad kaňonom bude o niečo slabšia.

Menšie zmeny v trajektórii kozmickej lode boli zaznamenané a odoslané späť na Zem. Práve tieto výkyvy boli použité na mapovanie gravitačného poľa Červenej planéty.

Mapa gravitácie Marsu. Pohľad na južný pól. Regióny s najvyššou gravitáciou sú označené bielou a červenou farbou. Modrá farba označuje oblasti s nižšou gravitáciou. Kredity: MIT/UMBC-CRESST/GSFC

„S novou mapou sme boli schopní vidieť malé gravitačné anomálie v priemere asi 100 kilometrov. Hrúbku marťanskej kôry sme určili s rozlíšením asi 120 kilometrov. Lepšie rozlíšenie pomôže interpretovať, ako sa kôra planéty menila v mnohých regiónoch počas histórie Marsu,“ dodal Antonio Genova.

Napríklad oblasť nižšej gravitácie medzi Acidalia Planitia a Tempe Terra sa pripisuje systému podzemných kanálov, ktoré pred miliardami rokov, keď bola na Marse vlhká klíma, privádzali vodu a sedimenty z južných vysočín do severných nížin.

Mapa gravitácie Marsu zobrazujúca vulkanickú oblasť Tharsis. Modré oblasti s najmenšou gravitáciou by mohli byť trhliny v marťanskej litosfére. Kredity: MIT/UMBC-CRESST/GSFC

Alternatívnym vysvetlením tejto anomálie je, že to môže byť spôsobené žľabom alebo oblúkom v litosfére, vonkajšej vrstve Marsu, v dôsledku vytvorenia oblasti Tharsis. Tento región je sopečnou plošinou, ktorá sa tiahne tisíce kilometrov a obsahuje najväčšie sopky v slnečnej sústave. Keď sopky rástli, litosféra pod ich obrovskou váhou klesala.

Nová gravitačná mapa umožnila tímu potvrdiť, že Mars má vonkajšie tekuté skalnaté jadro, ako aj spresniť merania marťanských prílivov a odlivov.

Zmeny v marťanskej gravitácii už predtým merali misie MGS a ODY na pozorovanie polárneho ľadu. MRO sa prvýkrát použilo na sledovanie hmotnosti planéty. Vedci zistili, že v zime vymrznú z atmosféry 3 až 4 bilióny ton oxidu uhličitého, z ktorého sa tvoria polárne čiapky. To je asi 12 až 16 percent hmotnosti celej atmosféry Marsu.

Páči sa mi to Láska Haha Wow Smutný Nahnevaný

Roman Zacharov
Hlavný editor

Je dobre známe, že Zem má tvar gule, sploštenej na póloch. Preto hmotnosť toho istého telesa (určená silou príťažlivosti) v rôznych častiach planéty nie je rovnaká. Napríklad dospelý, ktorý sa presunul z vysokých zemepisných šírok k rovníku, „schudne“ asi 0,5 kg. Aká je sila gravitácie na iné planéty slnečnej sústavy?

Teória Sira Newtona

Jeden zo zakladateľov klasickej mechaniky, veľký anglický matematik, fyzik a astronóm Isaac Newton, študujúci pohyb Mesiaca okolo našej planéty, v roku 1666 sformuloval zákon univerzálnej gravitácie. Podľa vedca je to sila gravitácie, ktorá je základom pohybu všetkých telies vo vesmíre a na Zemi, či už ide o planéty otáčajúce sa okolo hviezd, alebo jablko padajúce z konárov. Podľa zákona je sila príťažlivosti dvoch hmotných telies úmerná súčinu ich hmotností a nepriamo úmerná druhej mocnine vzdialenosti medzi telesami.

Ak hovoríme o gravitácii na Zemi a iných planétach alebo astronomických objektoch, potom z vyššie uvedeného je zrejmé, že je úmerná hmotnosti objektu a nepriamo úmerná druhej mocnine jeho polomeru. Predtým, ako sa vydáte na cestu vesmírom, zvážte gravitačné sily na našej planéte.

Hmotnosť a hmotnosť

Pár slov o fyzikálnych pojmoch. Teória klasickej mechaniky tvrdí, že gravitácia vzniká ako výsledok interakcie telesa s vesmírnym objektom. Sila, ktorou toto teleso pôsobí na podperu alebo záves, sa nazýva hmotnosť telesa. Jednotkou tejto veličiny je newton (N). Hmotnosť vo fyzike je označená ako sila písmenom F a vypočíta sa podľa vzorca F \u003d mg, kde koeficient g je zrýchlenie voľného pádu (v blízkosti povrchu našej planéty g \u003d 9,81 m / s 2) .

Hmotnosť sa chápe ako základný fyzikálny parameter, ktorý určuje množstvo hmoty obsiahnutej v tele a jeho inertné vlastnosti. Tradične sa meria v kilogramoch. Hmotnosť telesa je konštantná v ktoromkoľvek kúte našej planéty a dokonca aj v slnečnej sústave.

Ak by Zem mala striktne guľový tvar, hmotnosť určitého objektu v rôznych zemepisných šírkach zemského povrchu na úrovni mora by bola nezmenená. Ale naša planéta má tvar rotačného elipsoidu a polárny polomer je o 22 km kratší ako ten rovníkový. Preto podľa zákona univerzálnej gravitácie bude hmotnosť tela na póle o 1/190 väčšia ako na rovníku.

Na Mesiaci a Slnku

Na základe vzorca možno ľahko vypočítať gravitáciu na iných planétach a astronomických telesách, pričom poznáme ich hmotnosť a polomer. Mimochodom, metódy a metódy na určenie týchto veličín sú založené na rovnakom Newtonovom zákone univerzálnej gravitácie a Keplerovom 3. zákone.

Hmotnosť najbližšieho kozmického telesa k nám - Mesiaca - je 81-krát a polomer je 3,7-krát menší ako zodpovedajúce pozemské parametre. Hmotnosť akéhokoľvek telesa na jedinom prirodzenom satelite našej planéty bude teda šesťkrát menšia ako na Zemi, pričom zrýchlenie voľného pádu bude 1,6 m/s 2 .

Na povrchu nášho svietidla (v blízkosti rovníka) má tento parameter hodnotu 274 m / s 2 - maximum v slnečnej sústave. Tu je sila gravitácie 28-krát väčšia ako sila Zeme. Napríklad človek s hmotnosťou 80 kg má hmotnosť asi 800 N na Zemi, 130 N na Mesiaci a viac ako 22 000 N na Slnku.

V roku 2006 sa astronómovia z celého sveta dohodli, že slnečná sústava zahŕňa osem planét (Pluto bolo klasifikované ako trpasličí planéta). Bežne sa delia do dvoch kategórií:

• Pozemská skupina (Merkúr na Mars).
• Obri (od Jupitera po Neptún).

Určenie gravitácie na iných planétach sa vykonáva podľa rovnakého princípu ako na Mesiaci.

V strede slnečnej sústavy

Vesmírne objekty patriace do prvej skupiny sa nachádzajú vo vnútri obežnej dráhy pásu asteroidov. Tieto planéty sa vyznačujú nasledujúcou štruktúrou:

• Centrálna oblasť je horúce a ťažké jadro zložené zo železa a niklu.
• Plášť, z ktorého väčšinu tvoria ultramafické vyvrelé horniny.
• Kôra zložená z kremičitanov (výnimkou je ortuť). Vzhľadom na tenkosť atmosféry je jej horná vrstva silne zničená meteoritmi).

Niektoré astronomické parametre a gravitácia na iných planétach sú stručne vyjadrené v tabuľke.

Pomocou údajov v tabuľke je možné určiť, že gravitačná sila na povrchu Merkúra a Marsu je 2,6-krát menšia ako na Zemi a na Venuši bude hmotnosť astronauta len o 1/10 menšia ako hmotnosť kozmonauta. zem.

Obri a trpaslíci

Obrie planéty alebo vonkajšie planéty sa nachádzajú za obežnou dráhou hlavného pásu asteroidov. Srdcom každého z týchto telies je kamenné jadro malej veľkosti, pokryté obrovskou plynnou hmotou, pozostávajúcou najmä z amoniaku, metánu a vodíka. Obri majú krátke periódy otáčania okolo svojej osi (od 9 do 17 hodín) a pri určovaní gravitačných parametrov je potrebné brať do úvahy pôsobenie odstredivých síl.

Telesná hmotnosť na Jupiteri a Neptúne bude väčšia ako na Zemi, ale na iných planétach je gravitácia o niečo menšia ako na Zemi. Tieto objekty nemajú pevný alebo kvapalný povrch, preto sa výpočty vykonávajú pre hranicu hornej vrstvy oblakov (pozri tabuľku).

(Poznámka: údaje o Saturne v mnohých zdrojoch (digitálnych a tlačených) sú veľmi protichodné).

Na záver niekoľko zaujímavých faktov, ktoré poskytujú vizuálnu predstavu o tom, čo je gravitácia na iných planétach. Jediným nebeským telesom, ktoré zástupcovia ľudstva navštívili, je Mesiac. Podľa spomienok amerického astronauta Neila Armstronga ťažký ochranný oblek nezabránil jemu a jeho kolegom v ľahkom skoku do výšky až dvoch metrov - z povrchu na tretí stupeň rebríka lunárneho modulu. Na našej planéte rovnaké úsilie malo za následok iba skok o 30-35 cm.

Okolo Slnka obieha niekoľko ďalších trpasličích planét. Hmotnosť jedného z najväčších - Ceres - je 7,5 tisíc krát menšia a polomer je dva tucty krát menší ako zemský. Gravitačná sila na ňu je taká slabá, že astronaut by mohol bez problémov presunúť náklad s hmotnosťou okolo 2 ton a odtlačenie povrchu „trpaslíka“ by jednoducho odletelo do vesmíru.

Finančná záležitosť

Amerika investovala do lunárneho programu Apollo v 60. a 70. rokoch približne 25 miliárd dolárov. Misie, ktoré sa uskutočnili po Apolle 11, stáli o niečo menej. Cesta na Mars bude stáť pozemšťanov oveľa viac. Na to, aby ste sa dostali na Červenú planétu, je potrebné prekonať od 52 do 402 miliónov km. Je to spôsobené zvláštnosťou obežnej dráhy Marsu.

Tajomný priestor je navyše plný rôznych nebezpečenstiev. Z tohto dôvodu je potrebné vyslať niekoľko astronautov naraz. Let len ​​jednej osoby bude zároveň stáť približne miliardu dolárov. Vo všeobecnosti možno vysoké náklady na let bezpečne zaradiť do zoznamu „Problémy lietania na Mars“.

Ľudia interagujúci s vesmírnymi technológiami a zariadeniami majú špeciálne oblečenie. Je potrebné chrániť sa pred mikróbmi, ktoré sú schopné žiť vo vesmírnych podmienkach. Pomerne zložitým organizmom je deinococcus radiodurans, pre ktorý nie je nebezpečných 5000 šedí gama žiarenia. V tomto prípade nastáva smrť dospelého z piatich šedí. Aby sa táto baktéria zničila, musí sa variť asi 25 minút.

Biotop Deinococcus môže byť takmer akékoľvek miesto. Je ťažké predpovedať, čo sa stane, ak baktéria skončí vo vesmíre. Môže byť skutočnou katastrofou. V tejto súvislosti prebieha búrlivá diskusia zo strany kritikov o otázkach súvisiacich s pristátím človeka na planétach, kde môže existovať život.

Spôsob cestovania

Dnes sa všetky vesmírne aktivity vykonávajú pomocou rakiet. Rýchlosť potrebná na odlepenie sa od zeme je 11,2 km/s (alebo 40 000 km/h). Všimnite si, že rýchlosť strely je asi 5 000 km / h.

Lietajúce zariadenia vysielané do vesmíru jazdia na palivo, ktorého zásoby zaťažujú raketu mnohonásobne. Navyše je spojená s určitým nebezpečenstvom. V poslednom čase však vyvoláva obavy najmä základná neefektívnosť raketových zariadení.

Poznáme len jeden spôsob lietania – prúdové. Ale spaľovanie paliva nie je možné bez kyslíka. Lietadlá preto nie sú schopné opustiť zemskú atmosféru.

Vedci aktívne hľadajú alternatívu k spaľovaniu. Bolo by skvelé vytvoriť antigravitáciu!

Klaustrofóbia

Ako viete, človek je spoločenská bytosť. Je pre neho ťažké byť v stiesnenom priestore bez akejkoľvek komunikácie, ako aj zostať dlhodobo súčasťou jedného tímu. Astronauti Apolla mohli byť v lete asi osem mesiacov. Táto vyhliadka nie je lákavá.

Je veľmi dôležité, aby sa astronaut počas cesty vesmírom necítil osamelý. Najdlhší let vykonal Valerij Polyakov, ktorý bol vo vesmíre 438 dní, z toho viac ako polovicu tam priletel takmer úplne sám. Jeho jediným partnerom bolo Centrum riadenia vesmírnych letov. Počas celého obdobia Polyakov vykonal 25 vedeckých experimentov.

Takéto dlhé obdobie letu astronauta bolo spôsobené tým, že chcel dokázať, že je možné vykonávať dlhé lety a zároveň si zachovať normálnu psychiku. Je pravda, že po Polyakovovom pristátí na Zemi experti zaznamenali zmeny v jeho správaní: astronaut sa stal stiahnutejším a podráždenejším.

Myslím, že už je jasné, prečo je úloha psychológov pri vysielaní astronautov taká dôležitá. Špecialisti vyberajú ľudí, ktorí môžu byť v jednej skupine po dlhú dobu. Tí, ktorí ľahko nájdu spoločnú reč, sa dostanú do vesmíru.

oblek

Hlavnou úlohou skafandra je vytvoriť v ňom zvýšený tlak, pretože vo vesmírnych podmienkach môžu ľudské pľúca „explodovať“ a on sám môže napučiavať ... Všetky skafandre chránia astronautov pred takýmito problémami.

Nevýhodou moderných skafandrov je ich objemnosť. Ako poznamenali astronauti, pohybovať sa v takomto obleku na Mesiaci bolo obzvlášť nepohodlné. Bolo pozorované, že mesačné prechádzky sú uľahčené skákaním. Gravitácia Marsu naznačuje voľnejší pohyb. Napriek tomu je ťažké vytvoriť podobné podmienky na Zemi, aby bolo možné uskutočniť originálny výcvik.

Aby sa človek cítil na Marse pohodlne, potrebuje priliehavejší skafander, ktorého hmotnosť bude približne dva kilogramy. Je tiež potrebné poskytnúť spôsob, ako ochladiť oblek a vyriešiť problém nepohodlia, ktoré takéto oblečenie vytvára v slabinách u mužov a v hrudníku u žien.

Marsovské patogény

Slávny spisovateľ sci-fi HG Wells vo svojom románe "Vojna svetov" povedal, že Marťania boli porazení pozemskými mikroorganizmami. Toto je problém, ktorému môžeme čeliť, keď sa dostaneme na Mars.

Existujú návrhy o prítomnosti života na Červenej planéte. Najjednoduchšie organizmy môžu byť v skutočnosti nebezpečnými protivníkmi. My sami môžeme trpieť týmito mikróbmi.

Akýkoľvek patogén Marsu je schopný zabiť všetok život na našej planéte. V tejto súvislosti boli astronauti Apolla 11, 12 a 14 v karanténe 21 dní, kým sa nezistilo, že na Mesiaci nie je žiadny život. Pravda, Mesiac nemá na rozdiel od Marsu atmosféru. Astronauti, ktorí majú v úmysle cestovať na Mars, musia byť po návrate na Zem umiestnení do dlhodobej karantény.

umelá gravitácia

Ďalším problémom astronautov je stav beztiaže. Ak vezmeme zemskú príťažlivosť ako jednotku, tak napríklad gravitačná sila Jupitera bude rovná 2,528. V stave beztiaže človek postupne stráca kostnú hmotu, svaly mu začínajú atrofovať. Preto v podmienkach kozmického letu potrebujú astronauti dlhodobý výcvik. Jarné trenažéry s tým môžu pomôcť, ale nie v nevyhnutnej miere. Príkladom umelej gravitácie je odstredivá sila. Lietadlo musí mať obrovskú odstredivku s otočným prstencom. Lode ešte neboli vybavené takýmito zariadeniami, hoci takéto plány existujú.

Keď sú vo vesmíre 2 mesiace, telo astronautov sa prispôsobuje podmienkam beztiaže, takže návrat na Zem sa pre nich stáva skúškou: je pre nich dokonca ťažké stáť dlhšie ako päť minút. Predstavte si, aký vplyv by mala 8-mesačná cesta na Mars na človeka, ak by kostná hmota ubúdala rýchlosťou 1 % za mesiac v nulovej gravitácii. Okrem toho na Marse budú musieť astronauti vykonávať určité úlohy a zvyknúť si na špecifickú hmotnosť. Potom spiatočný let.

Jedným zo spôsobov, ako vytvoriť umelú gravitáciu, je magnetizmus. Má to však aj svoje nevýhody, pretože na povrch sú zmagnetizované iba nohy, zatiaľ čo telo zostáva mimo pôsobenia magnetu.

Vesmírna loď

V súčasnosti je dostatok kozmických lodí, ktoré sa môžu bezpečne dostať na Mars. Musíme však brať do úvahy skutočnosť, že v týchto strojoch budú živí ľudia. Lietadlá by mali byť priestranné a pohodlné, pretože ľudia v nich zostanú dlho.

Takéto lode ešte nevznikli, no je dosť možné, že o 10 rokov ich budeme vedieť vyvinúť a pripraviť na let.

S našou planétou sa denne zrazí obrovské množstvo malých nebeských telies. Väčšina týchto telies sa kvôli atmosfére nedostane na povrch Zeme. Mesiac, ktorý nemá atmosféru, je neustále atakovaný všelijakými „smetmi“, o čom výrečne svedčí jeho povrch. Pred takýmto útokom nebude chránená ani vesmírna loď, ktorá sa vydáva na dlhú cestu. Môžete sa pokúsiť chrániť lietadlo vystuženými plechmi, ale raketa pridá veľkú váhu.

Zem je chránená pred slnečným žiarením elektromagnetickým poľom a atmosférou. Vo vesmíre sú veci iné. Oblečenie astronautov je vybavené priezormi. Neustále je potrebné chrániť tvár, pretože priame slnečné lúče môžu spôsobiť slepotu. Program Apollo vyvinul ultrafialové blokovanie s hliníkom, ale astronauti cestujúci na Mesiac si všimli, že sa často vyskytujú rôzne biele a modré záblesky.

Vedci prišli na to, že lúče vo vesmíre sú subatomárne častice (najčastejšie protóny), ktoré sa pohybujú rýchlosťou svetla. Akonáhle sú v lodi, prepichnú kožu lode, ale nedochádza k žiadnym únikom kvôli veľkosti častíc, ktorá je oveľa menšia ako veľkosť atómu.

Predstavte si, že ideme na cestu slnečnou sústavou. Aká je sila gravitácie na iných planétach? Na ktorých to budeme mať ľahšie ako na Zemi a na ktorých to bude ťažšie?

Zatiaľ čo sme ešte neopustili Zem, urobme nasledujúci experiment: mentálne zostúpme na jeden zo zemských pólov a potom si predstavme, že sme sa preniesli k rovníku. Zaujímalo by ma, či sa naša hmotnosť zmenila?

Je známe, že hmotnosť akéhokoľvek telesa je určená silou príťažlivosti (gravitácie). Je priamo úmerná hmotnosti planéty a nepriamo úmerná druhej mocnine jej polomeru (najskôr sme sa o tom učili zo školskej učebnice fyziky). Ak by teda naša Zem bola striktne guľatá, potom by hmotnosť každého objektu pri pohybe po jej povrchu zostala nezmenená.

Ale Zem nie je guľa. Na póloch je sploštená a pozdĺž rovníka predĺžená. Rovníkový polomer Zeme je o 21 km dlhší ako polárny. Ukazuje sa, že gravitačná sila pôsobí na rovník akoby z diaľky. Preto hmotnosť toho istého telesa v rôznych častiach Zeme nie je rovnaká. Najťažšie objekty by mali byť na zemských póloch a najjednoduchšie - na rovníku. Tu sa stanú o 1/190 ľahšími, než je ich hmotnosť na póloch. Samozrejme, túto zmenu hmotnosti možno zistiť iba pomocou pružinovej váhy. K miernemu poklesu hmotnosti objektov na rovníku dochádza aj vplyvom odstredivej sily vznikajúcej pri rotácii Zeme. Hmotnosť dospelého človeka pri príchode z vysokých polárnych šírok k rovníku sa teda zníži celkovo približne o 0,5 kg.

Teraz je namieste položiť si otázku: ako sa zmení váha človeka, ktorý cestuje po planétach slnečnej sústavy?

Naša prvá vesmírna stanica je Mars. Koľko by vážil človek na Marse? Nie je ťažké urobiť takýto výpočet. Aby ste to dosiahli, musíte poznať hmotnosť a polomer Marsu.

Ako je známe, hmotnosť „červenej planéty“ je 9,31-krát menšia ako hmotnosť Zeme a polomer je 1,88-krát menší ako polomer zemegule. V dôsledku pôsobenia prvého faktora by mala byť gravitačná sila na povrchu Marsu 9,31-krát menšia a vďaka druhému - 3,53-krát väčšia ako naša (1,88 * 1,88 = 3,53). V konečnom dôsledku je tam o niečo viac ako 1/3 zemskej gravitácie (3,53: 9,31 = 0,38). Rovnakým spôsobom je možné určiť gravitačné napätie na akomkoľvek nebeskom tele.

Teraz sa dohodnime, že na Zemi váži astronaut-cestovateľ presne 70 kg. Potom pre ostatné planéty dostaneme nasledujúce hodnoty hmotnosti (planéty sú usporiadané podľa rastúcej hmotnosti):

Pluto 4,5 Merkúr 26,5 Mars 26,5 Saturn 62,7 Urán 63,4 Venuša 63,4 Zem 70,0 Neptún 79,6 Jupiter 161,2
Ako môžete vidieť, Zem zaujíma strednú polohu medzi obrovskými planétami z hľadiska gravitácie. Na dvoch z nich - Saturn a Urán - je gravitačná sila o niečo menšia ako na Zemi a na ďalších dvoch - Jupiter a Neptún - väčšia. Pravda, pre Jupiter a Saturn je váha daná s prihliadnutím na pôsobenie odstredivej sily (rýchlo rotujú). Ten znižuje telesnú hmotnosť na rovníku o niekoľko percent.

Je potrebné poznamenať, že pre obrie planéty sú hodnoty hmotnosti uvedené na úrovni hornej vrstvy oblakov a nie na úrovni pevného povrchu, ako je to v prípade terestrických planét (Merkúr, Venuša, Zem, Mars) a Pluto.

Na povrchu Venuše bude človek takmer o 10 % ľahší ako na Zemi. Na druhej strane na Merkúre a Marse dôjde k zníženiu hmotnosti o faktor 2,6. Čo sa týka Pluta, človek na ňom bude 2,5-krát ľahší ako na Mesiaci, alebo 15,5-krát ľahší ako na Zemi.

Ale na Slnku je gravitácia (príťažlivosť) 28-krát silnejšia ako na Zemi. Ľudské telo by tam vážilo 2 tony a jeho vlastná hmotnosť by ho okamžite rozdrvila. Pred dosiahnutím Slnka by sa však všetko zmenilo na horúci plyn. Ďalšou vecou sú drobné nebeské telesá, ako sú satelity Marsu a asteroidy. Na mnohých z nich sa z hľadiska ľahkosti môžete stať ako ... vrabcom!

Je úplne jasné, že človek môže cestovať na iné planéty iba v špeciálnom zapečatenom skafandri vybavenom systémami podpory života. Hmotnosť skafandru amerických astronautov, v ktorom vyšli na povrch Mesiaca, sa približne rovná hmotnosti dospelého človeka. Preto by sa nami udávané hodnoty hmotnosti vesmírneho cestujúceho na iných planétach mali minimálne zdvojnásobiť. Len tak získame hodnoty hmotnosti blízke skutočným.