Сон в вертикальном положении, душ без воды и стрижка с пылесосом. Рассказываем, чем быт космонавтов отличается от земного.

1. Космонавты подолгу не меняют одежду

На МКС не стирают вещи, потому что в космосе нет воды. Из-за этого космонавты подолгу носят одно и то же: носки - неделю, кофту и штаны - около месяца. Если бы они меняли одежду чаще, она бы занимала слишком много места. Но это не значит, что космонавты ходят грязными: воздух на МКС чище, а гигиена жёстче, чем на Земле, поэтому одежда загрязняется медленнее.

Кроме того, учёные занимаются разработкой космического белья с антимикробным покрытием, чтобы одежда дольше сохраняла свежесть. Это не так просто: бельё не должно раздражать кожу и вызывать дисбактериоз, убивающий полезные бактерии на коже человека.

2. В космосе неудобно плакать

В невесомости ничто не заставляет слёзы стекать по щекам. Вместо этого они скапливаются в шар вокруг глазного яблока и жгут глаза. Чем больше слёз, тем больше водный шар, который как бы прилип к глазу и никуда не стекает. Чтобы избавиться от неприятного ощущения, нужно вытереть слезу полотенцем или носовым платком.

В космосе слёзы раздражают глаза, хотя по задумке природы должны увлажнять и защищать. Так происходит потому, что под влиянием низкой гравитации меняется химический состав жидкостей в организме. Кроме того, в невесомости у человека возникает ощущение сухих глаз, а слёзы провоцируют очень контрастное, а потому неприятное ощущение.

3. Космонавты едят не только из тюбиков

Вопреки популярному заблуждению, на орбите можно есть фрукты, ягоды и пирожные в натуральной форме. Официальное меню российских космонавтов состоит из 250 наименований, а если на МКС отправляется грузовой корабль, они могут заказать что-то свежее.

Обычные соль и перец космонавтам недоступны: если посолить или поперчить блюдо в невесомости, специи разлетятся и попадут в глаза. Поэтому в ход идут жидкий солевой раствор и приправы - особенно популярны горчица и кетчуп. Для российских космонавтов на МКС поставляют кетчуп и соусы «Махеевъ». По словам директора АО «Эссен Продакшн АГ» Леонида Барышева, которому принадлежит торговая марка «Махеевъ», на орбиту поставляется точно такой же кетчуп, как и в магазины. Компания не создавала специальную линейку продуктов для питания на борту: обычные соусы из супермаркета успешно прошли все проверки на качество. Поэтому если вы едите кетчуп или горчицу «Махеевъ», то можете почувствовать себя немного космонавтом.

Посмотреть эту публикацию в Instagram

4. Спать в космосе можно вертикально и даже вверх ногами

Чтобы во время сна не летать по кораблю, космонавты отдыхают в специальных спальных модулях. Это вертикальные и горизонтальные спальные мешки, прикреплённые к стене. Спальные модули расположены так, потому что в космосе всё равно, как спать: там нет пола и потолка, низа и верха, поэтому отдыхать можно хоть вверх ногами. Часто космонавты принимают позу эмбриона, которая наиболее естественна в условиях низкой гравитации.

Кроме того, космонавтам приходится спать под вентилятором. Он обеспечивает циркуляцию воздуха с правильным содержанием кислорода и не даёт человеку задохнуться от углекислого газа, выдыхаемого во время сна. Вентилятор работает громко: шум достигает 65 Дб. Поэтому космонавты пользуются берушами.

5. Кожа на пятках становится гладкой, но это опасно

Чтобы передвигаться в невесомости, не нужно ходить. Поэтому грубая кожа на пятках смягчается и отслаивается. Из-за этого космонавтам приходится очень осторожно снимать носки, чтобы отмершие клетки кожи не разлетелись повсюду, рискуя попасть кому-то в глаз или засорить оборудование.

6. Космонавты не принимают душ

На МКС никто не принимает душ в привычном смысле слова. Космонавты протирают кожу влажным полотенцем для экономии воды и времени. Если очень хочется, можно выдавить по капельке воды и жидкого мыла прямо на кожу - пузырьки жидкости пристанут к ней. Потом нужно очень медленно смешать их прямо на коже и растереть по телу, чтобы они не отделились и не улетели. Воды на станции тратится очень мало, ведь на орбите даже шампунь несмываемый - после намыливания волосы просто протирают полотенцем.

7. Космонавты стригутся ножницами с пылесосом

Экипаж находится на станции по несколько месяцев, поэтому иногда приходится стричься прямо в космосе. Для этого космонавты пользуются ножницами, подсоединёнными к вакуумной трубке, которая всасывает волоски, не давая им разлетаться по кабине космического аппарата. По такому же принципу работают и электробритвы, всасывающие сбритые волоски.

8. Космонавты тренируются ходить в туалет на Земле

От ежедневного посещения туалетной комнаты никуда не деться даже на орбите. Чтобы процесс был комфортным, насколько это возможно, её оборудовали ремнями. Посетитель крепит себя в удобном положении и садится. Но всё не так просто. Из-за того, что в космосе не используется вода для слива, астронавтам приходится тренироваться ещё на Земле, чтобы не промахиваться в невесомости и избегать досадных ошибок.

9. Вздутие живота в космосе - серьёзная проблема

В космосе под запретом еда, которая вызывает вздутие живота. Не только потому, что любитель экстравагантной пищи будет раздражать коллег неприятным запахом, но и из-за опасности для жизни. Метан и водород, производимые человеческим организмом, - взрывоопасные газы.

10. В невесомости нужно обязательно заниматься спортом

В невесомости сердцу гораздо легче перекачивать кровь по организму. Это опасно, потому что со временем от недостатка нагрузки оно может сильно ослабнуть. Чтобы оставаться в форме, астронавты каждый день по 2,5 часа уделяют спорту. Для этого на космическом корабле есть тренажёры: беговая дорожка, велоэргонометр и тренажёр, имитирующий гравитацию. Регулярные физические нагрузки также помогают избежать атрофии мышц ног, потому что в космосе они почти не задействованы.

Космический быт кажется очень странным. Но человеческий организм быстро адаптируется к жизни в невесомости. Вернувшись на Землю, многие космонавты роняют предметы и бьют посуду, привыкнув к тому, что вещи парят воздухе.

Начало космической эры поставило перед учеными задачу изучения проблемы невесомости, в частности влияния невесомости на человеческий организм, для чего необходимо было разработать соответствующую методику исследований и необходимое оборудование. Все мы слышали о невесомости. При этом слове мы представляем себе космонавтов, свободно плавающих внутри космической станции. Мы живем в век освоения космоса, в век полетов космических кораблей на Луну и на другие планеты Солнечной системы. Полет в космическое пространство 50 лет тому назад было чудом. А сегодня реальность.

В данной исследовательской работе поставлены цели:

· узнать как можно больше информации о невесомости;

· понять, как состояние невесомости влияет на здоровье людей, животных и растений;

· найти интересные факты про невесомость;

· провести опыт с невесомостью в лабораторных условиях.

Объектом исследования стали семена и проростки пшеницы, потому что основные особенности развития пшеницы в космических условиях известны. Методика исследования… Создано вращающееся, относительно семян, гравитационное поле Земли, для этого соединили лабораторную центробежную машину с электродвигателем. В результате на семена, высаженные в пробирки центробежной машины будут подвержены отсутствию силы тяготения или хотя бы ее уменьшения. Контрольные семена высажены в пробирку и проращиваются в условиях школьного кабинета. Температура в помещении около 20-22 0 С. Работа по эксперименту еще не закончена (временные рамки посева семян - март -апрель), семена только всходят. Пока вращающееся гравитационное поле Земли задерживает прорастание семян.

Конечно, мы еще в самом начале пути и число нерешенных вопросов

несоизмеримо больше числа решенных. Но важно, что этот путь начат и кто-

нибудь, пусть через очень много лет, завершит его. Человечеству

свойственно стремиться к новому: к горным вершинам, в неизведанные

страны, в другие миры. Конечно, люди будут жить в Космосе - и "не потому,

что это просто, а потому, что это сложно" (Дж.Кеннеди) - это естественный

стимул нормального человека.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Работу выполнили ученицы 10 А класса МАОУ «СОШ № 27с углубленным изучением отдельных предметов» г.Балаково Саратовской области Астахова Дарья, Бояркина Анастасия Руководители проекта Карбовская Анна Александровна- учитель физики, Маштакова Галина Геннадьевна-учитель биологии. Тайны невесомости

узнать как можно больше о невесомости; понять, как состояние невесомости влияет на здоровье людей, животных и растений; найти интересные факты про невесомость; провести опыт с невесомостью в лабораторных условиях. Цели

Общие вопросы Что же такое эта самая невесомость? Как она влияет на людей, животных и растения?

Невесомость - состояние, при котором сила взаимодействия тела с опорой, возникающая в связи с гравитационным притяжением, действием других массовых сил, в частности силы инерции, возникающей при ускоренном движении тела, отсутствует.

Невесомость на Земле

Вода в падающей бутылке была невесомой!

Действие на животных

Действие на человека Влияние на сердечно-сосудистую систему: 1)Перераспределение крови: –Снижено депо крови в ногах –Увеличение притока крови к головному мозгу 2)Недогрузка сердца приводит к растренированности миокарда Влияние на систему крови: 1)Снижение активности эритроидного ростка 2)Сгущение крови Влияние на различные клетки организма: 1)Снижение митотической активности и репаративных процессов 2)Увеличение подвижности сперматозоидов и их способности к оплодотворению в невесомости

Действие на растения Пшеница - является одним из важнейших источников питания человека

Наши эксперименты

Наши эксперименты Через два дня появились первые ростки Контрольная группа на четвёртый день

Наши эксперименты Экспериментальная установка на четвёртый день, растения отстают в развитии в среднем в два раза

Результаты Познакомились с понятием «невесомость». Провели опыты по исследованию невесомости. Узнали интересные факты о невесомости и рассказали о них одноклассникам, так как они проявили интерес к этой теме. Поняли, что влияние невесомости на организм является отрицательным, потому что вызывает изменение ряда его жизненных функций.

«Конечно, люди будут жить в Космосе - и не потому, что это просто, а потому, что это сложно» (Дж.Кеннеди)

Космос — последний рубеж. Современная наука до сих пор крайне мало изучила космическое пространство. Но из того немногого, что мы уже знаем, есть крайне удивительные вещи. Итак, 10 самых интересных фактов о космосе и астронавтах.

Это довольно неприятный на слух, но странный факт.

В условиях микрогравитации астронавты не используют свои ноги для ходьбы. Поэтому кожа на ногах начинает смягчаться и шелушиться. Поскольку стирать каждый день вещи в космосе довольно сложно, астронавты носят одно и то же нижнее белье и носки в течение нескольких дней. Впоследствии эти носки нужно будет снимать очень осторожно, иначе мертвые клетки эпителия вырвутся в невесомую окружающую среду.

9. Космос тоже загрязнен

Немногие знают, но наша планета из космоса выглядит не так, как ее показывают в фильмах. Дело в том, что прекрасный вид загораживает космический мусор.

Космический мусор — это любой искусственный объект на орбите Земли, который больше не служит для полезных целей. По оценкам ученых, сегодня существует около 500 000 осколков космического мусора, включая частицы ракет и спутников и повседневные предметы, такие как гаечные ключи, использовавшиеся во время строительства Международной космической станции!

8. Мы становимся выше в космосе

Все дело в силе притяжения Земли. На поверхности нашей планеты сила тяжести немного сжимает наш позвоночник. Но на космической станции она ослабевает, и мы можем «вырасти» до 5 см. Такой же эффект будет наблюдаться на любой планете, где сила притяжения ниже земной.

7. В космос за час

Официально граница космического пространства начинается на высоте 100 километров в экзосфере. Эта метка названа «Линия Кармана», в честь американского ученого Теодора фон Кармана. Поэтому, если бы мы могли управлять автомобилем и вести его вверх, то до космоса можно было добраться менее чем за час.

6. Вы можете заплакать в космосе, но ваши слезы не упадут

На борту Международной космической станции вода плавает как пузырьки или сферы. Когда выделяются слезы, то в условиях микрогравитации они не падают вниз, а скапливаются вокруг глаза. Но это только звучит интересно. На самом деле такой процесс опасен не только для здоровья, но и для жизни астронавта.

5. У экипажа «Аполлона-11» не было страховки

Несмотря на всю состоятельность НАСА, перед полетом на Луну астронавтов Нила Армстронга, База Олдрина и Майкла Коллинза даже не застраховали. Поэтому перед взлетом будущие национальные герои подписали фотографии, которые впоследствии могли быть проданы на аукционе в случае их смерти. Также на этих фотокарточках стояла официальная печать НАСА и дата миссии — 16 июля 1969 года.

4. В космосе металл слипается

Если вы приложите два куска железа друг к другу в космосе, они сольются воедино. Такой эффект носит название «холодная сварка». На Земле, из-за присутствия молекул кислорода и воды в нашей окружающей среде этого не происходит, но способ используется во время некоторых производственных процессов. В космосе же, из-за отсутствия каких-либо других атомов, частицы металла перестают «понимать», к какому именно куску они принадлежат, и самостоятельно свариваются.

3. Самая горячая планета — не самая близкая к Солнцу

Несмотря на то, что Меркурий находится ближе всех к солнцу, он — не самая горячая планета. На Меркурии нет атмосферы, поэтому он нагревается достаточно только в дневное время — до +425 °С, а ночью ничто не удерживает тепло, поэтому на поверхности становится холодно, почти до -200 С. А самая горячая планета — Венера. Ее толстые облака буквально поглощают температуру, заставляя нагреваться до +500 °С.

2. Прощай, старый друг!

Наш добрый сосед и спутник Луна медленно покидает нас. Несмотря на то, что существует оптическая иллюзия, которая заставляет Луну казаться больше, каждый год она отдаляется от Земли на 3,8 см. Это вызвано приливными эффектами, которые создает сам спутник. Следовательно, наша планета замедляет вращение примерно на 0,002 секунды каждый 1000 лет. Поэтому однажды сутки будут составлять не привычные 24 часа, а 25. Когда — считайте сами.

1. Если положить Сатурн в воду, то он не утонет

Многие говорят о массе планет, о том, что тяжелее — Земля или Солнце. Но в нашей системе существует одна гигантская планета, которая даже не утонет в воде. Плотность Сатурна настолько низка, что, если поместить его в гигантский стакан воды, он всплывет. Об этом говорят цифры: фактическая плотность Сатурна составляет 0.687 г/см3 , а плотность воды 0.998 г/см 3 . Проверить данный факт на практике, разумеется, вряд ли когда-то удастся.

Трус не только в хоккей не играет, трус не летает в космос. Конечно, ведь профессия космонавта требует невероятной силы воли, ответственности, недюжинной человеческой смелости и конечно же смекалки. Сам по себе космос - это уже интересно. За пределами стратосферы происходит великое множество интереснейших вещей, которыми уже не одно десятилетие с нами делятся космонавты, научные деятели и исследователи, а потому их накопилось достаточно, чтобы можно было вам о них рассказать.

16 рассветов за один день

На земной орбите закаты и рассветы сменяются друг другом каждые полтора часа, именно поэтому космонавты способны лицезреть ни много ни мало 16 рассветов за один день. Но такой режим подкашивает биоритмы и не дает спокойно уснуть. Поэтому космонавты условно живут по земному гринвичскому времени, чередуя подъемы и отбои. Кстати, ученые выявили неожиданный факт: отсутствие силы тяжести уменьшает храп.

Вспышка радиации

Космонавты порой наблюдают необычные вспышки света в глазах. Как оказалось на деле, это вовсе не свет, а не что иное, как космическая радиация, вот только мозг распознает ее как вспышку. Такие вспышки чрезвычайно вредны для глаз, поэтому впоследствии космонавты нередко приобретают глазные болезни.

Рост

При отсутствии земного притяжения человеческий позвоночник удлиняется, и космонавт может даже вырасти на 5-8 сантиметров. К сожалению, такой рост может привести к осложнениям спины и нервной системы.

Гигиена

Ни для кого не секрет, что космонавты имеют проблемы с гигиеной. Любая жидкость в космосе из-за отсутствия гравитации сворачивается в шарик и хаотично летает в пространстве. Поэтому космонавтам приходится обтираться специальными влажными губками и салфетками, а так же пользоваться индивидуальным набором для гигиены. Вот только бритье остается по земным традициям, но приходиться сохранять очень серьезную осторожность, т.к любой крохотный волосок может попасть в глаз или же пробраться в аппаратуру, а это чревато катастрофическими последствиями.

«Точная посадка»

Эксплуатация унитаза в космосе так же дело не из простых. Космонавтам даже приходится отрабатывать технику «точной посадки» на специальных тренажерах еще на Земле, и все для того, чтобы «приземлиться» точно по центру.

«Второе рождение»

При отсутствии гравитации мышцы атрофируются от недостаточной нагрузки. Чтобы с этим бороться, например, экипажу МКС приходиться усиленно упражняться по 2,5 часа в день. Но и это не гарантирует отсутствия мышечной деградации. Так по возвращению домой, космонавты чувствуют совершённую слабость в области рук, ног и вообще всего тела, они становятся точно младенцы, а потому возвращение на Землю именуется у них «вторым рождением».

Космонавты не плачут

В самом деле, ведь, если космонавт вдруг решит эмоционально разгрузиться и поплакать или посмотреть грустный фильм, ничего не выйдет. Слезы моментально свернуться прямо в глазах и вызовут зуд, жжение и прочие неприятные ощущения.

«Возвращение домой»

После возвращения на Землю космонавты проходят период некоторой адаптации, ведь они уже усвоили, что все предметы летают, а потому неудивительно, что все у них, то и дело, валится из рук.

Интересные факты о людях космоса

С освоением космоса у человечества связаны самые смелые и далеко идущие ожидания. Люди, посветившие себя этому делу, обречены на известность и вынуждены нести на себе серьезную ответственность. Конструкторы, инженеры, космонавты и другие специалисты, без которых невозможен прогресс в этой области, – люди, смотрящие далеко в будущее. Колоссальные физические и психологические нагрузки – неотъемлемая часть их каждодневного труда. Ведь каким бы незначительным в масштабах Вселенной не казался бы успех каждого из них, для человечества это огромный прорыв. Познакомится поближе с этими замечательными людьми и предлагает эта подборка.

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Пермского края

«Школа-интернат для детей с нарушением зрения»

Реферат на тему

«Что такое невесомость?»

Выполнен учащимся 7 класса Д.Д. Любровским

Учитель физики: М.А. Гостева

Пермь 2016

1.1. Вес тела

1.2. Невесомость

ГЛАВА 2. НЕВЕСОМОСТЬ ДОМА

3.1. Космонавт в невесомости

ГЛАВА 4.

ГЛАВА 5. «КРАСИВО» О НЕВЕСОМОСТИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

«Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы,

а затем завоюет себе все околосолнечное пространство».

К.Э. Циолковский

Люди сумели проникнуть за пределы атмосферы, но ещё пока не завоевали всё околосолнечное пространство.

2016 год является юбилейным для космонавтики, 55 лет назад в космос полетел первый человек Земли Ю.А. Гагарин. Именно с этого момента в нашу жизнь прочно вошёл термин «невесомость».

Явление невесомости всегда вызывало у меня интерес. Ещё бы, каждому человеку хочется летать, а невесомость - это что-то близкое к состоянию полёта. До начала исследования мне было известно лишь то, что невесомость - состояние, которое наблюдается в космосе, на космическом корабле во время его свободного полёта, при этом все предметы летают, а космонавты не могут стоять на ногах, как на Земле.

Цель работы - дать ответ на вопрос «Что такое невесомость?».

Задачи :

Изучить механизм возникновения явления с точки зрения физических законов;

Понять, как состояние невесомости влияет на здоровье людей, находящихся в космическом корабле, на станции и т.д., то есть посмотреть на невесомость с биологической и медицинской точек зрения;

Познакомить с интересными фактами про невесомость;

Обработать материал, оформить его согласно общепринятым правилам;

5) Создать презентацию на основе обработанного материала.

Источники, которыми я пользовалась в процессе написания реферата – это учебные пособия, энциклопедии, интернет.

Объект исследования: явление невесомости.

Предмет исследования: сведения о невесомости.

Методы исследования:

Сбор информации по теме.

Анализ использованных источников: литературы и Интернет-ресурсов.

Наблюдение невесомости в земных условиях.

Сопоставление: невесомость - проблема для космонавтики или необычное явление.

ГЛАВА 1. ВЕС ТЕЛА И НЕВЕСОМОСТЬ

1.1. Вес тела

В повседневной жизни понятия «масса» и «вес» абсолютно идентичны, хотя смысл их принципиально различный. Спрашивая, «Какой у тебя вес?» мы подразумеваем «Сколько в тебе килограммов?». Однако на вопрос, с помощью которого мы пытаемся выяснить этот факт, ответ даётся не в килограммах, а в ньютонах.

С точки зрения физики, неправильно интересоваться у продавца, сколько весит тот или иной продукт. А правильно - спросить, какова его масса! Вес - это векторная величина, сила. Она всегда имеет направление. При неизменной массе тела, его вес можно изменить. Например, положив на весы банан и надавив на него рукой мы получим больший вес, в то время, как масса банана останется прежней или стоя на весах, мы можем изменять их показания, выполняя те или иные действия (поднимая руки или сгибая туловище). приложение

Вес тела - это сила, с которой тело, притягиваясь к земле, давит на опору или растягивает подвес. Если масса тела измеряется в килограммах, то вес, как и любая сила - ньютонами. Поэтому неверно говорить, что вес тела равен столько-то килограммов? Вес тела всегда измеряется в ньютонах, в то время как масса тела может измерять в граммах, килограммах и т.д. В отличие от массы тела, вес тела не является постоянной величиной. Он может увеличиваться или уменьшаться, при этом масса тела останется прежней. Масса тела представляет собой скалярную величину (не имеет направления). Масса тела ранее грубо определялась как «количество вещества», современное определение звучит таким образом: Масса - физическая величина, отражающая способность тела к инерции и являющаяся мерой его гравитационных свойств.

Главное отличие веса от массы содержит в себе формула веса P=mg, где P - вес тела (в ньютонах), m - масса в килограммах, а g - ускорение свободного падения (g = 9,8 Н/кг).

Формула веса может быть понята на таком примере: Гиря массой 0,1 кг подвешена к неподвижному динамометру. Поскольку тело и динамометр, находятся в покое, то имеем: 0,1 (кг) х 9,8 (Н/кг) = 0,98 Н. Именно с такой силой действует гиря на подвес динамометра. В это случае вес тела равняется силе тяжести.

Вывод: вес и масса в физике не одно и тоже. П од весом тела мы понимаем силу, с которой тело вследствие притяжения к Земле давит на опору. Вес – это сила, а масса – свойство инертности вещества.

1.2. Невесомость

Физика даёт определение весу как силе, с которой любое тело действует на поверхность, опору либо подвес. Возникает вес вследствие гравитационного притяжения Земли. Численно вес равен силе тяжести, но последняя приложена к центру масс тела, вес же приложен к опоре. Формула веса равняется силе формуле тяжести в случаях, когда:

тело находится в состояние покоя;

на тело не действует сила Архимеда (выталкивающая сила). В воде все тела весят меньше, чем на суше. Иначе мы не могли бы плавать, а шли прямиком ко дну. Слон с массой тела в 1 тонну весит на суше больше, чем в воде. Киты с массой более 30 тонн способны в воде парить как птицы.

Если тело вместе с опорой свободно падает, то a = g , то из формулы

P = m (g – a ) следует, что P = 0.

Исчезновение веса при движении опоры с ускорением свободного падения только под действием силы тяжести называется невесомостью.

Невесомость - по сути, отсутствие веса.

Есть два вида невесомости: статическая и динамическая.

Статической невесомостью называется потеря веса, возникающая на большом расстоянии от небесных тел из-за ослабления притяжения.

Динамическая невесомость - состояние, в котором находится человек во время полёта по орбите.

Проявляются они совершенно одинаково. Ощущения человека одни и те же. Но причины разные.

Выражение «динамическая невесомость» означает: «невесомость, возникающая при движении». Космонавты в полётах имеют дело только с динамической невесомостью.

Вот как объясняет состояние динамической невесомости автор книги «Дом на орбите: Рассказы об орбитальных станциях» П. Клушанцев:

«… Мы чувствуем притяжение Земли только тогда, когда сопротивляемся ему. Только когда «отказываемся» падать. А как только мы «согласились» падать, ощущение тяжести мгновенно пропадает.

Представьте себе - вы гуляете с собакой, держа её на ремешке. Собака куда-то устремилась, натянула ремешок. Вы чувствуете натяжение ремешка – «притяжение» собаки, – только пока сопротивляетесь. А если вы побежите за собакой, ремешок провиснет и ощущение притяжения исчезнет.

Также получается и с притяжением Земли.

Летит самолёт. В кабине приготовились к прыжку два парашютиста. Земля тянет их вниз. А они пока сопротивляются. Упёрлись ногами в пол самолёта. Чувствуют притяжение Земли – подошвы их ног с силой прижаты к полу. Они ощущают свой вес. «Ремешок натянут».

Но вот они согласились следовать туда, куда тянет их Земля. Стали на край люка и прыгнули вниз. «Ремешок провис». Ощущение притяжения Земли сразу же пропало. Они стали невесомы.

Можно представить продолжение этой истории.

Одновременно с парашютистами с самолёта сбросили большой пустой ящик. И вот летят рядом, с одной скоростью, кувыркаясь в воздухе, два человека, не раскрывшие парашютов, и пустой ящик.

Один человек протянул руку, схватился за летящий рядом ящик, открыл в нём дверцу и втянулся внутрь.

Теперь из двух человек один летит снаружи ящика, а другой летит внутри ящика.

У них будут абсолютно разные ощущения.

Тот, который летит снаружи, видит и чувствует, что он стремительно летит вниз. В ушах у него свистит ветер. Вдали видна приближающаяся Земля.

А тот, который летит внутри ящика, закрыл дверцу и начал, отталкиваясь от стенок, «плавать» по ящику. Ему кажется, что ящик спокойно стоит на Земле, а он, потеряв вес, плавает по воздуху, как рыба в аквариуме.

Строго говоря, разницы между обоими парашютистами нет никакой. Оба с одной и той же скоростью камнем летят к Земле. Но один сказал бы: «Я лечу», а другой: «Я плаваю на месте». Всё дело в том, что один ориентируется по Земле, а другой – по ящику, в котором летит.

Вот именно так и возникает состояние динамической невесомости в кабине космического корабля.

В первый момент может показаться непонятным вот что. Казалось бы, космический корабль летит параллельно Земле, как самолёт. А в горизонтально летящем самолёте никакой невесомости не бывает. Но мы знаем, что космический корабль-спутник непрерывно падает. Он гораздо больше похож на сброшенный с самолёта ящик, чем на самолёт.

Для тренировок космонавтов секунд на тридцать - сорок создают невесомость в самолёте. Для этого лётчик делает «горку». Он разгоняет самолёт, круто взмывает наклонно вверх и выключает мотор. Самолёт начинает полёт по инерции, как брошенный рукой камень. Сперва немного поднимается, потом описывает дугу, заворачивая вниз. Пикирует к Земле. Всё это время самолёт находится в состоянии свободного падения. И всё это время в его кабине царит настоящая невесомость. Затем лётчик снова включает мотор и осторожно выводит самолёт из пикирования на нормальный горизонтальный полёт. При включении мотора невесомость сразу исчезает…» (П. Клушанцев Дом на орбите: Рассказы об орбитальных станциях)

Вывод: невесомость – явление отсутствие веса. Существует два вида невесомости: статическая и динамическая.

ГЛАВА 2. НЕВЕСОМОСТЬ ДОМА

Невесомость - состояние, при котором сила взаимодействия тела с опорой (вес тела), возникающая в связи с гравитационным притяжением, действием других массовых сил, в частности силы инерции, возникающей при ускоренном движении тела, отсутствует. Это определение точно, но слишком сложно для понимания. Поэтому попробуем наглядно разобраться с этим явлением. Все мы на Земле чувствуем силу тяжести - силу притяжения Земли. То, что мы в обиходе называем «вес» предмета - это то, как мы ощущаем давление этого предмета на опору, которая не даёт предмету падать под действием силы тяжести к центру Земли.

Кладём книгу на руку - она нам кажется тяжёлой, мы говорим «у неё большой вес». Вес - это то давление, которое чувствует наша рука, преграждая книге путь к Земле. Мы уберём руку - книга упадёт на пол. Пока она будет падать - веса у неё практически не будет (будет небольшое из-за давления воздуха), так как она не давит ни на опору и не подвешена к верёвке (подвесу). Когда книга упадёт на пол, она опять станет весить. Потому что частицы книги станут упираться в пол, который загораживает книге путь к центру Земли. В тот момент, когда книга падала, она была в невесомости! Поэтому такое, космическое понятие как «невесомость», нам хорошо знакомо. Мы испытываем её каждый раз, просто подпрыгнув - в момент, когда летим вниз и наша скорость становится равна ускорению свободного падения (9,8 м/с). Мы испытываем невесомость качаясь на качелях - в тот момент, когда они на секунду застыли перед тем как поменять направление движения и опуститься вниз, у нас «захватывает дух». Мы испытываем невесомость, двигаясь в ускоренном лифте: при резком ускорении создаётся впечатление «притягивания к потолку». Мы испытываем невесомость на борту корабля, качаясь на волнах - постоянное чередование невесомости и перегрузок вызывает «морскую болезнь». Мы испытываем невесомость в момент, когда наш самолёт падает в воздушную яму. Всем знакомо это ощущение лёгкости в животе. Дольше всего невесомость испытывают лётчики на самолётах, которые выполняют полёт по специальной траектории (почти параболе). Такие полёты проводятся для того, чтобы за 30-40 секунд полной невесомости (пока самолёт как-бы падает на Землю) в нём могли тренироваться будущие космонавты.

Также состояние невесомости испытывают:

пловцы-ныряльщики, летящие в воду с вышки;

лыжники во время прыжка с трамплина;

парашютисты, пока они не раскрыли парашюты (состояние свободного падения);

легкоатлеты, бегущие через барьер;

спортсмены, прыгающие в высоту с шестом;

танцоры, выполняющие прыжки…

Эти примеры, ещё раз подтверждают, что вес тела может меняться при неизменной массе.

Невесомость можно зафиксировать в домашних условиях. Взять пружинные весы, подвесить на них груз, поднять его на вытянутой руке как можно выше и резко опустить руку с грузом вниз, имитируя падение. Результат: стрелка на весах поднялась вверх, к нулю, фиксируя, что вес груза при падении уменьшился.

Мы взяли груз и подвесили его к динамометру. Измерив вес тела, выпустили динамометр из рук. Под действием силы тяжести система динамометр-груз начала двигаться вниз. Растяжение пружины исчезло: пока динамометр с телом падают, пружина остаётся нерастянутой. Следовательно, в этом случае вес тела равен нулю, но сила тяжести не равна нулю, она по-прежнему действует на тело и заставляет его падать.

Подобный эксперимент можно сделать с напольными весами. Встать на весы и запомнить свой вес. присесть. В момент приседания весы будут показывать меньший вес, чем в начале. Потому, что хотя ноги и продолжали давить на опору и создавать вес, часть тела летела вниз со скоростью, равной ускорению свободного падения. И эта часть ничего не весила. Поэтому мы стали легче ровно на это значение.

Известно, что в кабине космического корабля во время свободного полёта все предметы теряют вес. Карандаши, блокноты плавают в воздухе, словно воздушные шарики.

Жидкости в условиях невесомости «не хотят» заполнять стаканы, кастрюли и другую посуду. Они «не желают» принимать форму сосуда, в который налиты, собравшись в аккуратные шаровые капли они «плавают» внутри корабля! Вот почему космонавтам нельзя пить из стаканов и есть суп из тарелок.

Увидеть жидкость в условиях невесомости можно и на Земле.

Для опыта нужны три жидкости: вода, растительное масло и спирт. Масло легче воды, и, если подлить его в банку с водой, оно соберётся слоем на поверхности. А если налить это же масло в спирт, оно соберётся слоем на дне. Значит, спирт легче, чем масло.

Если в стакан с водой долить спирта, то масло, добавленное в эту смесь, утонет в спирте, но не утонет в воде. Оно должно плавать на границе воды и спирта. Трудность опыта заключается в том, что надо очень аккуратно, прилить спирт в стакан с водой, чтобы эти жидкости не перемешались. Для этого сначала следует налить воды до половины, а по том потихоньку долить спирт по стенке стакана.

Долив стакан почти доверху, осторожно влить чайную ложку растительного масла. Масло оказалось в состоянии невесомости на границе воды и спирта. «Невесомое» масло собирается в шарики, совершенно ровные и гладкие! Если жидкости немного смешались, то шар получится приплюснутым.

Вывод: к аждый из нас испытывал на себе состояние невесомости. Невесомость испытывают все тела при падении на Землю, а также тела, плавающие внутри двух разнородных жидкостях.

ГЛАВА 3. НЕВЕСОМОСТЬ НА ОРБИТЕ

3.1. Космонавт в невесомости

Что такое невесомость на орбите? Парящие чашки, возможность летать и ходить по потолку, с лёгкостью перемещать даже самые массивные предметы - таково романтическое представление об этом физическом понятии в космосе.

Невесомость появляется в космических аппаратах, когда они движутся с постоянной скоростью в любом направлении и при этом находятся в состоянии свободного падения. Искусственный спутник или космический корабль доставляется на орбиту при помощи ракеты-носителя. Она придаёт им определённую скорость, которая сохраняется после выключения аппаратом собственных двигателей. Корабль при этом начинает перемещаться только под действием силы тяжести и возникает невесомость.

Если спросить космонавта, что такое невесомость, он поведает, как сложно бывает в первую неделю на борту станции. «…Оказавшись в невесомости, - у космонавта вся кровь и жидкость приливает в голову. Голова тяжёлая, заложен нос, глаза красные, плохо думается…» и как долго по возвращении приходится восстанавливаться, привыкая к условиям земного притяжения.

В начале космической эры встал вопрос о реакции тела на отсутствие притяжения. Невесомость в космосе была явлением не до конца понятным, хотя и предсказуемым. Сегодня её влияние на человеческий организм в целом изучено. Тонко настроенный механизм тела испытывает в условиях отсутствия силы тяжести колоссальный стресс. Космическая невесомость приводит к нарушению гидростатического давления жидкости в организме (в первую очередь крови), к исчезновению привычной нагрузки на опорно-двигательный аппарат. Некоторое время после прибытия на корабль или станцию космонавты подвергаются так называемому синдрому адаптации к космосу. Это головокружение, потеря ориентации. Возможно возникновение различных иллюзорных ощущений. Даже во время тренировочного процесса в самолёте л юди по-разному переносят кратковременную невесомость и по этому признаку делятся на три группы:

В первую группу входят лица без заметного ухудшения общего самочувствия, не теряют работоспособности, лишь испытывают чувство расслабленности или облегчения вследствие потери тяжести собственного тела. Все советские космонавты были отнесены к этой группе. Вот запись, сделанная Ю.А. Гагариным после первого полёта с воспроизведением невесомости на двухместном самолёте: «До выполнения «горок» полёт проходил как обычно, нормально. При вводе в «горку» прижало к сиденью. Затем сиденье отошло, ноги приподнялись с пола. Посмотрел на прибор: показывает невесомость. Ощущение приятной лёгкости. Пробовал двигать руками, головой. Всё получается легко и свободно. Поймал плавающий перед лицом карандаш и шланг кислородного прибора. В пространстве ориентировался нормально. Всё время видел небо, землю, красивые кучевые облака».

Во вторую группу включаются лица, испытывающие в период невесомости иллюзии падения, переворачивания, вращения тела в неопределённом положении, подвешенности вниз головой и т. д. Указанные явления в первые 2-6 сек. сопровождаются беспокойством, потерей ориентации в пространстве и неправильным восприятием окружающей обстановки и собственного тела. В ряде случаев наблюдается эйфория (смех, игривое настроение, забывание о программе эксперимента и т. д.). при последующих полётах наступает адаптация к условиям невесомости.

• К третьей группе относятся лица, у которых пространственная дезориентация и иллюзии падения достигают крайней степени, сопровождаются чувством ужаса, непроизвольным криком и резким повышением двигательной активности. При этом наблюдается полная дезориентация в пространстве и потеря контакта с окружающими людьми.

На борту орбитальной станции организм начинает приспосабливаться к невесомости постепенно, перестройка занимает около десяти дней.

Однако, изменения продолжают происходить и дальше. Из-за отсутствия силы тяжести уменьшается общая нагрузка на организм. В результате космонавты в невесомости теряют массу, у них снижается работоспособность и, наоборот, повышается утомляемость. Изменяется соотношение химических элементов в тканях: кости теряют часть необходимых им минералов. Нередко по возвращении на Землю после длительного пребывания на станции космонавт становится выше на несколько сантиметров. Причина кроется в той же невесомости. Результаты такого скачка роста бывают не самые приятные: возможно появление болей, ущемление нервов.

Последствия полётов для космонавтов этим не ограничиваются. После возвращения на Землю им приходится в течение некоторого времени адаптироваться обратно к силе тяжести. Сознание космонавта, завершившего полёт, ещё какой-то период действует по привычке. В результате нередки случаи, когда космонавт вместо того, чтобы поставить чашку на стол, просто отпускал её и осознавал ошибку, только услышав звон разбитой об пол посуды.

Одна из непростых и одновременно интересных задач для организаторов пилотируемых полетов - обеспечение космонавтов легко усваиваемой организмом под воздействием невесомости едой в удобной форме. Первые опыты не вызывали особого энтузиазма среди членов экипажей. Показателен в этом плане случай, когда американский астронавт Джон Янг вопреки строгим запретам пронёс на борт сэндвич, есть который, не стали, чтобы не нарушать устав ещё больше. На сегодняшний день с разнообразием на орбитальных станциях проблем нет. Перечень блюд, доступных для российских космонавтов, насчитывает 250 пунктов. Основу рациона составляют сублимированные продукты. Все жидкие блюда, напитки, а также пюре упаковываются в алюминиевые тубы. Тара и оболочка продуктов продумывается таким образом, чтобы избежать появления крошек, парящих в невесомости и могущих попасть кому-то в глаз. Например, печенье делается достаточно маленьким и покрытым оболочкой, тающей во рту. На станциях, подобных МКС, все условия стараются довести до привычных земных.

На станции есть обозначение пола и потолка. Это имеет психологическую значимость. Космонавту в невесомости все равно, в каком положении работать, однако выделение условного пола и потолка снижает риск потери ориентации и способствует более быстрой адаптации. космонавты в невесомости Невесомость - одна из тех причин, почему в космонавты берут далеко не всех. Адаптация по прибытии на станцию и после возвращения на Землю сравнима с акклиматизацией, усиленной в несколько раз. Человек со слабым здоровьем такой нагрузки может не выдержать.

Длительное пребывание в невесомости - отрицательно сказывается на здоровье космонавта.

На Земле непрерывно идёт естественное перемещение воздушных масс - процесс конвекции - перемешивание атмосферы. Ничего подобного в невесомости нет.

На станции нет механизма естественной конвекции. Дело в том, что человек выдыхает углекислый газ (СО 2 ), и он весь остаётся вокруг выдыхающего человека. Поэтому, если не перемешивать воздух, можно задохнуться. Выдохнул, и вокруг космонавта всё осталось, выдохнул второй раз - концентрация углекислого газа увеличивается, вдохнул – кислорода нет, кислород не поступает. Поэтому надо двигаться всё время или сдувать этот воздух, обогащая его новой порцией кислорода.

«На станции довольно шумно из-за вентиляторов, которые мы используем для того чтобы доставлять воздух одним системам, которые очищают его, и затем распределять по всем отсекам».

Вывод: Несмотря, на большой накопленный опыт поведения человека в невесомости, её влияние на живой организм так полностью и не разгадано.

3.2. Технологические процессы в невесомости

Вследствие значительного отличия условий невесомости от земных условий, в которых создаются и отлаживаются приборы и агрегаты искусственных спутников Земли, космических кораблей и их ракет – носителей, проблема невесомости занимает важное место среди других проблем космонавтики. Это наиболее существенно для систем, имеющих ёмкости, частично заполненные жидкостью. К ним относятся двигательные установки с ЖРД (жидкостно-реактивными двигателями), рассчитанные на многократное включение в условиях космического полёта. В условиях невесомости жидкость может занимать произвольное положение в ёмкости, нарушая тем самым нормальное функционирование системы (например, подачу компонентов из топливных баков). Поэтому для обеспечения запуска жидкостных двигательных установок в условиях невесомости применяются: разделение жидкой и газообразной фаз в топливных баках с помощью эластичных разделителей; фиксация части жидкости у заборного устройства систем сеток (ракетная ступень «Аджена»); создание кратковременных перегрузок (искусственной «тяжести») перед включением основной двигательной установки с помощью вспомогательных ракетных двигателей и др. Использование специальных приёмов необходимо и для разделения жидкой и газообразной фаз в условиях невесомости в ряде агрегатов системы жизнеобеспечения, в топливных элементах системы энергопитания (например, сбор конденсата системой пористых фитилей, отделение жидкой фазы с помощью центрифуги). Механизмы космических аппаратов (для открытия солнечных батарей, антенн, для стыковки и т.п.) рассчитываются на работу в условиях невесомости.

Невесомость может быть использована для осуществления некоторых технологических процессов, которые трудно или невозможно реализовать в земных условиях (например, получение композиционных материалов с однородной структурой во всем объеме, получение тел точной сферической формы из расплавленного материала за счет сил поверхностного натяжения и др.). Впервые эксперимент по сварке различных материалов в условиях невесомости вакуума был осуществлен при полете советского космического корабля «Союз – 6» (1969 г.). Ряд технологических экспериментов (по сварке, исследованию течения и кристаллизации расплавленных материалов и т.п.) был проведён на американской орбитальной станции «Скайлэб» (1973 г.).

Учёные проводят в космосе различные эксперименты, ставят опыты, иной раз слабо представляя себе конечный результат. Но если определённый результат получен, ещё долгое время приходится его проверять, чтобы в конечном итоге объяснить и применить полученные знания на практике.

Вывод: Вследствие значительного отличия условий невесомости от земных, в которых создаются и отлаживаются приборы и агрегаты искусственных спутников Земли, космических кораблей и их ракет – носителей, проблема невесомости занимает важное место среди других проблем космонавтики.

ГЛАВА 4. ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О НЕВЕСОМОСТИ

Ниже приведены описания некоторых экспериментов и интересных новостей про невесомость, над которыми ещё предстоит работа.

Пламя в невесомости

На Земле благодаря гравитации возникают конвекционные потоки, которые определяют форму пламени. Они поднимают раскалённые частички сажи, которые излучают видимый свет. Благодаря этому мы видим пламя. В невесомости конвекционные потоки отсутствуют, частички сажи не поднимаются, а пламя свечи принимает сферическую форму. Так как материал свечи представляет собой смесь предельных углеводородов, они при сгорании выделяют водород , который горит голубым пламенем. Учёные стараются понять, как и почему огонь распространяется в невесомости. Изучение пламени в условиях невесомости необходимо для оценки пожароустойчивости космического корабля и при разработке специальных средств пожаротушения. Так можно обеспечить безопасность космонавтов и транспортных средств.

Ускорение кипения жидкости в невесомости

Каждый из нас не раз наблюдал процесс кипения - фазовый переход жидкости в газ под действием высокой температуры. Пузырьки пара устремляются вверх, а на их место поступает новая порция жидкости. В результате кипение сопровождается активным перемешиванием жидкости, что многократно увеличивает скорость её превращения в пар.

Ключевую роль в этом процессе играет сила Архимеда, действующая на пузырёк. В условиях невесомости нет веса, нет понятия «тяжелее» и «легче», потому пузырьки нагретого пара не будут никуда всплывать. Вокруг нагревательного элемента образуется прослойка пара, которая препятствует передаче тепла всему объёму жидкости. По этой причине кипение жидкостей в невесомости (но при том же давлении, а вовсе не в вакууме!) будет протекать иначе, чем на Земле. Детальное понимание этого процесса крайне важно для успешного функционирования космических аппаратов, несущих на борту тонны жидкого топлива.

В статье французских физиков описываются результаты экспериментального исследования того, как высокочастотные вибрации влияют на скорость кипения.

Дюбанкова О. Космическая медицина не долетает до Земли Сайт издательского дома «Аргументы и факты» - Режим доступа:

Иванов И. Вибрация жидкости ускоряет ее кипение в невесомости :// epizodsspace . testpilot . ru / bibl / Klusantsev / dom - na - orb 75/ Klushantsev _04 . htm )

Людей можно оперировать в космосе. Французские медики сделали первую хирургическую операцию в условиях невесомости.

Материалы