S gravitací je to těžké, ale bez ní ještě horší
„Zapnutí“ gravitace na palubě kosmické lodi, která cestuje vesmírem, vypadá ve filmech více než jednou. Až na to, že jejich tvůrci téměř nikdy nevysvětlují, jak se to dělá. Někdy, jako v roce 2001: Vesmírná odysea (1) nebo novější Pasažéři, se ukáže, že loď musí být otočena, aby simulovala gravitaci.
Lze se ptát poněkud provokativně – k čemu je na palubě kosmické lodi vůbec potřeba gravitace? Bez celkové gravitace je to přece jen snazší, lidé se méně unaví, přenášené věci nic neváží a mnoho úkolů vyžaduje mnohem méně fyzické námahy.
Ukazuje se však, že toto úsilí spojené s neustálým překonáváním gravitace je pro nás i naše tělo nesmírně potřebné. Žádná gravitaceDlouho bylo prokázáno, že astronauti zažívají ztrátu kostí a svalů. Astronauti na ISS cvičí, bojují se svalovou slabostí a úbytkem kostní hmoty, ale stále ztrácí kostní hmotu ve vesmíru. K udržení svalové hmoty a kardiovaskulárního zdraví potřebují dostat dvě až tři hodiny cvičení denně. Navíc nejen tyto prvky, přímo související se zatížením těla, jsou ovlivněny absencí gravitace. Objevují se problémy s udržením rovnováhy, tělo je dehydratované. A to je jen začátek problémů.
Ukazuje se, že i on slábne. Některé imunitní buňky nemohou dělat svou práci a červené krvinky odumírají. Způsobuje ledvinové kameny a oslabuje srdce. Skupina vědců z Ruska a Kanady analyzovala důsledky posledních let mikrogravitace o složení bílkovin ve vzorcích krve osmnácti ruských kosmonautů, kteří půl roku žili na Mezinárodní vesmírné stanici. Výsledky ukázaly, že ve stavu beztíže se imunitní systém chová stejně, jako když je tělo infikováno, protože lidské tělo neví, co má dělat, a snaží se aktivovat všechny možné obranné systémy.
Šance v odstředivé síle
Tak to už moc dobře víme žádná gravitace není to dobré, dokonce zdraví nebezpečné. A teď co? Příležitost v tom vidí nejen filmaři, ale i badatelé odstředivá síla. Být milý setrvačné síly, napodobuje působení gravitace a účinně působí ve směru opačném ke středu inerciální vztažné soustavy.
Použitelnost je zkoumána již mnoho let. Na Massachusetts Institute of Technology například bývalý astronaut Lawrence Young testoval centrifugu, která tak trochu připomíná vizi z filmu 2001: Vesmírná odysea. Lidé leží na plošině na boku a tlačí na rotující inerciální strukturu.
Protože víme, že odstředivá síla může alespoň částečně nahradit gravitaci, proč v tomto kole nepostavíme lodě? Ukazuje se, že ne všechno je tak jednoduché, protože za prvé by takové lodě musely být mnohem větší než ty, které stavíme, a každý další kilogram hmoty vynesený do vesmíru stojí hodně.
Vezměme si například Mezinárodní vesmírnou stanici jako měřítko pro srovnání a hodnocení. Je velké asi jako fotbalové hřiště, ale obytné prostory jsou jen zlomkem jeho velikosti.
Simulovat gravitaci V tomto případě lze k odstředivé síle přistupovat dvěma způsoby. Nebo by se každý prvek točil samostatně, čímž by vznikaly malé systémy, ale to by pak, jak podotýkají odborníci, mohlo jít o ne vždy příjemné dojmy pro astronauty, kteří by mohli např. pociťujte v nohách jinou gravitaci než v horní části těla. Ve větší verzi by se točila celá ISS, která by ovšem musela být jinak nakonfigurována, spíše jako prstenec (2). V tuto chvíli by vybudování takové stavby znamenalo obrovské náklady a zdá se nereálné.
2. Vize orbitálního prstence poskytujícího umělou gravitaci
Existují však i jiné nápady. například skupina vědců z University of Colorado v Boulderu pracuje na řešení s poněkud menšími ambicemi. Místo měření „obnovující se gravitace“ se vědci zaměřují na řešení zdravotních problémů spojených s nedostatkem gravitace ve vesmíru.
Jak navrhli vědci z Boulderu, astronauti se mohli několik hodin denně plazit do speciálních místností, aby dostali denní dávku gravitace, která by měla vyřešit zdravotní problémy. Subjekty jsou umístěny na kovové plošině podobné nemocničnímu vozíku (3). Říká se tomu odstředivka, která se otáčí nerovnoměrnou rychlostí. Úhlová rychlost generovaná odstředivkou tlačí nohy osoby směrem k základně plošiny, jako by stála pod vlastní vahou.
3. Zařízení testováno na University of Boulder.
Bohužel je tento druh cvičení nevyhnutelně spojen s nevolností. Vědci se rozhodli zjistit, zda je nevolnost skutečně neodmyslitelnou cenovkou, která je s ní spojena. umělá gravitace. Mohou astronauti trénovat svá těla, aby byla připravena na další G-síly? Na konci desátého sezení dobrovolníků se všechny subjekty točily průměrnou rychlostí asi sedmnáct otáček za minutu bez nepříjemných následků, nevolnosti apod. To je významný úspěch.
Existují alternativní nápady pro gravitaci na lodi. Patří mezi ně například Canadian Type System Design (LBNP), který sám o sobě vytváří balast kolem pasu člověka a vytváří tak pocit tíže v dolní části těla. Stačí ale, aby se člověk vyhnul následkům letu do vesmíru, které jsou pro zdraví nepříjemné? Bohužel to není přesné.
