Kuinka Painottomuus Toimii

{h1}

Kansainvälisen avaruusaseman astronautit paluumatkalla maapallon jälkeen kolmen kuukauden jakson jälkeen oppivat tuntemattomuuden vaikutuksista kehoon.

Olemme usein nähneet astronauttien kuvia, jotka leijailevat avaruussukkulan, kansainvälisen avaruusaseman tai Mirin sisällä. Vaikka painoisuus näyttää hauskalta, se asettaa suuria vaatimuksia keholle. Aluksi sinusta tuntuu pahoinvointi, huimaus ja pettynyt. Pään ja sinusieni turpoavat ja jalkasi kutistuvat. Pitkällä aikavälillä lihakset heikkenevät ja luut muuttuvat hauraiksi. Nämä vaikutukset elimistöön saattavat vaurioittaa pitkän matkan, kuten matkan Marsille.

Tässä painoksessa WordsSideKick.com, viemme sinut pitemmälle matkalle kansainväliselle avaruusasemalle, jossa tarkastelemme, mikä on painottomuus, mitä tapahtuu kehossanne, miten nämä muutokset tulevat ja mitä voidaan tehdä näiden haitallisten vaikutusten estämiseksi tai kääntämiseksi.

Kohtaaminen mikrosota

Kuinka painottomuus toimii: että

Kuvittele, että olet pukeutunut avaruuteenne ja makaamassa selkääsi avaruussukkulan kannella. Olet ollut takana tuolissa useita tunteja, kun lentäjät ja operaation valvonta on läpäissyt esiohjauksen käynnistysvalmistelut. Normaalisti, kun pysyt pystyssä, painovoima vetää veren alaspäin, joten se yhdistää jalkasi laskimoihin. Kuitenkin, koska olet makaamassa selkääsi, veri jaetaan kehossasi eri tavalla, siirtyen hieman kohti päänne, koska jalat ovat koholla. Pääsi voi tuntua hieman tukkeelta, aivan kuten yöllä, kun nukut.

Rakettimoottorit tulevat ja tunnet kiihtyvyyden. Sinut työnnetään takaisin istuimellesi, kun sukkula nousee ylös. Tuntuu raskaalta, kun sukkulan kiihtyvyyden G-voimat kasvaa jopa kolme kertaa normaalilla painovoimalla (jotkut vuoristoradalla voivat saavuttaa tämän kiihdytystason). Rintakehän tuntuu olevan pakattu ja sinulla voi olla vaikeuksia hengittää. Noin 8 ja puoli minuuttia olet ulkotiloissa, kokee täysin erilaisen tuntemuksen: painottomuus.

Painotettavuutta kutsutaan oikeammin mikropainovoimassa. Et ole itse asiassa painottomia, koska maapallon painovoima pitää sinua ja kaikkea liikenteessä kiertoradalla. Olet todella tilassa vapaa pudotus, aivan kuten hyppäämästä lentokoneesta, paitsi että liikutat niin nopeasti vaakasuoraan (5 mailia sekunnissa tai 8 kilometriä sekunnissa), että kun lasket, et koskaan kosketa maata, koska maa kaartuu pois sinusta. Se on näin: kun seisot kylpyhuone-asteikolla, se mittaa painosi, koska painovoima vetää sinut ja asteikon. Koska asteikko lepää maassa, se työntyy ylös sinuun yhtä voimalla - tämä sama voima on painosi. Kuitenkin, jos joudut hyppää kalliolta, kun seisot kylpyhuone-asteikolla, sekä te ja mittakaava vedettäisiin yhtä painovoimaisesti. Et halua työntää asteikkoa, eikä se aio työntää teitä vastaan. Siksi painosi lukisi nollaa.

Kuinka painottomuus toimii: kuten

Kuinka painottomuus toimii: että

Kuinka painottomuus toimii: kuinka

Koska sukkula ja kaikki sen esineet putoavat ympäri maailmaa samalla nopeudella, kaikki ei-turvatussa sukkulassa kelluu. Jos sinulla on pitkät hiukset, se kelluu kasvosi ympärillä. Jos kaadat lasillisen vettä, se olettaa suuren pallomaisen pudotuksen, jonka voit jakaa erillisiin, pienempiin pisaroihin (katso sivulta tietoja nestemäisistä pintajännitys). Ruokaa ja karkkia varovasti kellua suuhusi, jos työnnät niitä tuohon suuntaan. Istuessasi istuimellasi, sinulla ei ole järkeä, että istut, koska kehosi ei paina istuinta. Jos et ole kiinnitetty jotain, voit kellua. Lisäksi, jos et pääse seinään tai käsi- / jalkakytkimeen, et voi siirtyä asemaasi, koska sinulla ei ole mitään vastusta. Tästä syystä NASA on asettanut monille rajoituksille, käsivarusteille ja jalkavälineille koko hytin hytissä.

Newtonin kolmas laki

"Jokaisesta toiminnasta on päinvastainen, mutta yhtä suuri reaktio."

Jos haluat liikkua missä tahansa suunnassa mikrosuhteessa, sinun on työnnettävä jotain niin, että se voi työntää sinua vastakkaiseen suuntaan. Lisäksi mitä tahansa työntäjääsi on oltava joko ankkuroitunut tai massiivisempi kuin sinä, kuten sukkulan seinä.

Kuinka tunne Microgravityssä?

Astronautin tarina Musgrave maan päällä (vas.) Ja kiertoradalla (oikealla). Näet silmien ja poskikoiden ympärillä olevan epämuodostuman.

Astronautin tarina Musgrave maan päällä (vas.) Ja kiertoradalla (oikealla). Näet silmien ja poskikoiden ympärillä olevan epämuodostuman.

Kun kohtaat ensin mikroaaltouuni, sinulla on seuraavat tunteet:

  • Pahoinvointi
  • sekavuus
  • Päänsärky
  • Ruokahalun menetys
  • ruuhka

Mitä kauemmin pidät mikrogravityssä, sitä enemmän lihakset ja luut heikkenevät.

Nämä tunteet johtuvat muutoksista eri kehon järjestelmissä. Katsotaanpa tarkemmin, miten kehosi vastaa.

Spacesick

Pahoinvointi ja hämmennys, että sinusta tuntuu, on niin sammuva tunne vatsasi, kun auto osuu polttaa tie tai huomaat pudota vuoristoradalla, vain sinulla on se tunne jatkuvasti useita päiviä. Tämä on avaruustutkimuksen tunne, tai avaruusliike sairaus, mikä johtuu ristiriitaisista tiedoista, jotka aivot saavat silmästäsi ja sisäkorvaan sijoitetuista vestibulaarisista elimistä. Silmäsi näkevät, millä tavalla ylös ja alas sukkulan sisällä.Kuitenkin koska vestibulaarinen järjestelmä tukeutuu painovoiman alaspäin kerrotaan, millä tavalla se on ylösalaisin ja mihin suuntaan liikut, se ei toimi mikrosyvyydessä. Joten silmäsi voivat kertoa aivostasi, että olet ylösalaisin, mutta aivot eivät saa mitään tulkitsevaa panosta vestibulaarisista elimistäsi. Hämmentynyt aivosi aiheuttaa pahoinvointia ja epämuodostumista, mikä puolestaan ​​voi johtaa oksenteluun ja ruokahaluttomuuteen. Onneksi muutaman päivän kuluttua aivotsi sopeutuu tilanteeseen luottaen pelkästään visuaalisiin panoksiin, ja sinusta alkaa tuntea paremmin. NASA on antanut lääkityslaitteita, joiden avulla astronautit käsittelevät pahoinvointia, kunnes heidän kehonsa sopeutuvat.

Puffy kasvot ja lintujalat

Mikroravinnossa kasvosi tuntevat olevansa täynnä ja sinusieni tuntuvat ruuhkaisilta, mikä voi osaltaan vaikuttaa päänsärkyyn ja avaruusliikuntaan. Tunnet samalla tavalla maan päällä, kun taivutat tai seisomaan ylösalaisin, koska veri juoksee päähäsi.

Tämä sisältö ei ole yhteensopiva tämän laitteen kanssa.

Siirretään veressäsi ja ruumiillasi nesteitä altistettaessa mikro-painovoimalle

Maapallolla painovoima vetää veresi, mikä aiheuttaa merkittäviä määriä altaaseen jalkojen laskimoissa. Kun kohtaat mikrogravityn, veri siirtyy jaloistasi rintaan ja päähän. Kasvosi on yleensä turvonnut ja sinusieni paisuneet, kuten alla on esitetty. Nesteensiirto pienentää myös jalkojen kokoa.

Kun veri siirtyy rintakehälle, sydämesi kasvaa koko ja pumppaa enemmän verta kullakin lyönnillä. Munuaiset vastaavat tähän lisääntyvään verenkiertoon tuottaen enemmän virtsan, aivan kuin he tekevät sen jälkeen, kun olet juonut suurta lasillista vettä. Myös veren ja nesteen lisääntyminen vähentää aivolisäkkeen anti-diureettisen hormonin (ADH) erittymistä, mikä tekee sinusta vähemmän janoa. Siksi et juo niin paljon vettä kuin maapallolla. Kaiken kaikkiaan nämä kaksi tekijää yhdistyvät eroon ylävartalon rintakehästä ja päästä ja muutamassa päivässä ruumiin nestetasot ovat pienemmät kuin maan päällä. Vaikka sinulla on vielä hieman pehmeä pää ja tukihäiriöt, se ei ole yhtä huono muutaman ensimmäisen päivän jälkeen. Kun palaat maahan, painovoima vetää ne nesteet takaisin jalkoihinsa ja poispäin päästäsi, mikä saa sinut tuntemaan heikoksi kun nouset ylös. Mutta alkavat myös juoda enemmän, ja nestetasosi palaavat normaaleihin pariin päivään.

Avaruusanemia

Kun munuaiset poistavat ylimääräisen nesteen, ne vähentävät myös erytropoietiinin eritystä, hormonia, joka stimuloi punasolujen tuottamista luuydinsoluilla. Punasolujen tuotannon lasku vastaa plasman tilavuuden laskua niin, että hematokriitti (veren punasolujen määrä veressä) on sama kuin maan päällä. Kun palaat maahan, erytropoietiinitasosi kasvaa, samoin punasolujen määrä.

Heikot lihakset

Kun olet mikrogravity, kehosi noudattaa "sikiön" asentoa - voit leikata hieman, kädet ja jalat puoliksi taivutettu edessäsi. Tässä asennossa et käytä paljon lihaksia, varsinkin niitä lihaksia, jotka auttavat sinua pysymään ja pitämään asennossa (anti-painovoima lihaksia). Kun oleskelustasi kansainvälisessä avaruusasemassa pidentyy, lihakset muuttuvat. Lihaksesi massa laskee, mikä vaikuttaa "lintujalan" ulkonäköön. Lihaskuitujen tyypit vaihtelevat hidasta nykimisestä nopeasti yritettäviksi. Elimistösi ei enää tarvita hitaasti nykivästi kestäviä kuituja, kuten ne, joita käytetään seisomisessa. Sen sijaan tarvitaan lisää pikakuvakuituja, kun työntät itsesi nopeasti avaruusaseman pinnoilta. Mitä kauemmin pysyt asemalla, sitä vähemmän lihasmassaa sinulla on. Tämä lihasmassan väheneminen tekee sinusta heikomman, mikä aiheuttaa ongelmia pitkän aikavälin avaruuslentoja ja paluuta kotiin maapallon vakavuudelle.

Hauras luut

Maapallolla luut tukevat kehon painoa. Luiden kokoa ja massaa tasapainotetaan nopeuksilla, joilla tietyt luussolut (osteoblastit) käyttöön uusia mineraalikerroksia ja muita soluja (osteoklastien) pureskella näitä mineraalikerroksia. Mikrovuoressa luusi ei tarvitse tukea kehoa, joten kaikki luut, erityisesti painonalaiset luut lonkat, reidet ja alaselkä, käytetään paljon vähemmän kuin ne ovat maan päällä. Näissä luissa nopeus, jolla osteoblastit tallentavat uusia luukalvoja, pienenee (kukaan ei tiedä tarkalleen miksi, vaikkakin ajatellaan, että voima- ja stressihäiriöt ovat jotenkin mukana), kun taas osteoklastien luhistumisnopeus pysyy samana. Tuloksena on, että näiden luiden koko ja massa vähenevät edelleen niin kauan, kuin jää mikroravinnoksi, noin 1 prosentti kuukaudessa. Nämä muutokset luumassassa tekevät luut heikosta ja todennäköisemmin hajoavat paluutaan maapallon painovoimaan. Ei ole tiedossa, kuinka paljon luukatoa voidaan palauttaa takaisin maapallolle, vaikka se ei todennäköisesti ole 100 prosenttia. Nämä luuston muutokset voivat rajoittaa avaruuslentojen kestoa. Tarvitaan lisää tutkimusta tällä alalla.

Heikkojen luiden lisäksi veren kalsiumpitoisuus kasvaa hieman, kun luut ostavat osteoklastit. Sinun munuaisten on päästävä eroon ylimääräisestä kalsiumista, mikä tekee heistä alttiiksi muodostaa kivuliaita munuaiskiviä.

Tarvitseeko tietää enemmän?

vastatoimet

Kuinka painottomuus toimii: painottomuus

Mitä voit tehdä, jotta voitte käsitellä mikrosota-ympäristöä? Mitä ei-elävistä asioista, jokainen esine shuttle-tai avaruusasema on säilytettävä kaapit, sidottu tai kiinnitetty seinään Velcro.

Kuinka painottomuus toimii: kuinka

Esimerkiksi, kun syöt ateriaa mikrosota, sinun on pidettävä sukkulaan jalansijoilla ja ruoka-alusta on kiinnitetty sinulle hihnalla.Ruoanne on yleensä tahmeita tai tahnamattomia muotoja, kuten riisiä tai maapähkinävoita, niin että se ei heiluta pois. Jos olet työasema, käytät hihnoja ja jalansijaa rajoittamaan itseäsi. Kannettavat laitteet, kuten kannettava tietokone, on kiinnitetty joko (kuten yllä), telineeseen tai avaruusaluksen seinään.

Mitä tulee kaikkiin näihin muutoksiin, jotka tapahtuvat elimistössäsi oleskelun aikana kansainvälisessä avaruusasemassa, mitä voit tehdä, jotta pysyt terveenä, etenkin paluudessanne Maahan? Muista, että meidän on käsiteltävä pääasiassa kolmea muutosta:

  • Nestehäviö
  • Lihaskudoksen häviäminen
  • Luumassan häviäminen

Nesteenkestävyys

Yksi vastatoimenpide nesteiden menetyksen käsittelemiseksi on laite, jota kutsutaan alempi elinpaine (LBNP), joka soveltaa vyötäröä imukylläisen imun alle, jotta nesteet pysyisivät jaloissasi. Tämä laite voi olla kiinnitetty harjoituslaitteeseen, kuten juoksumattoon. Voit viettää 30 minuuttia päivässä LBNP: ssä pitämään verenkiertojärjestelmän lähellä maapallon tilaa.

Kuinka painottomuus toimii: kuten

LBNP-laitteen testaus

Myös juuri ennen paluuta maapallolle voit juoda suuria määriä vettä tai elektrolyyttiliuoksia, jotta voit korvata menetetyt nesteet. Tämä voi estää sinua pyörtymästä, kun nouset ylös ja poistut sukkulasta.

Lihasten ja luiden heikkeneminen

NASA ja Venäjän avaruusjärjestö ovat havainneet, että paras tapa minimoida lihasten ja luun massojen häviäminen avaruudessa on käyttää usein. Tämä vetää lihaksia, estää heitä huonontumiselta ja rasittaa stressia luullesi tuottamaan tuntuvaa painoarvoa. Harjoittelet jopa kaksi tuntia päivässä eri koneissa (juoksumatto, soutulaite, polkupyörä). Sinun on oltava kiinni harjoittelun aikana, yleensä jännitteitä tuottavilla hihnoilla, kuten bungee-johtoilla, jotka pitävät sinut koneeseen.

Kuinka painottomuus toimii: painottomuus

Kuinka painottomuus toimii: toimii

Kuinka painottomuus toimii: että

Paljon tutkimusta on tehtävä, jotta voidaan kehittää vastatoimia kehon mikrorakeisiin muutoksiin. Tämä tutkimus on tehtävä sekä kentällä että ulkoavaruudessa - kansainvälisen avaruusaseman - käyttäen ihmisiä ja eläimiä. Tällaisen tutkimuksen tulokset auttavat parantamaan astronauttien terveyttä ja avaamaan tietä pitkän aikavälin avaruustutkimukselle, kuten matkan Marsille.

Mikro-gravitaation simulointi maapallolla

Seuraavassa on joitain ihmisen ja eläimen malleja simuloimaan ja opiskelemaan mikroravintoloita maapallolla:

  • Head-down kallistus - henkilö makaa sängyssä kallistetulla päällä noin viisi astetta vaakatasosta. Kallistus toistaa mikro-painovoimassa havaitut kehon nesteet. Lisäksi painoa kantavia luita ja lihaksia ei käytetä, ja heikkenevät tai surkastuvat astronauttien näkökulmasta mikrosuhteessa.
  • Uima-allas upotetaan - Aseta aihe lämmitettyyn uima-altaaseen pitkään aikaan. Veden kelluvuus tuottaa nesteen siirtymät ja lievittää painonalaisia ​​luita ja lihaksia, kuten mikroravinnossa.
  • Reikään tarttuneet rotat - Rotat on ripustettu päähän päiden avulla häkeissä pitkiä aikoja. Kallistus toistaa nesteiden siirtymistä pään suuntaan, ja takajalojen inaktivointi jäljittelee lihasten ja luiden heikkenemistä.
  • KC-135 "Vomit Comet" - Aja lentokoneen läpi useita ylös- ja alaspäin (parabolisia) lentoreittejä, jotka saavuttavat lyhyet jaksot (30 sekuntia) mikrosuhdetta jokaisella huipulla. NASA käyttää tätä tekniikkaa astronautikoulutuksessa ja on jopa tehnyt sen saataville opiskelututkimushankkeille.

Miten tunnet paikan ja liikkeesi?

Vestibulaariset elimet

Vestibulaariset elimet

Suunta ja liike tunnistetaan käyttämällä vestibulaarinen järjestelmä, joka sijaitsee sisäkorvan yläosassa.

Tässä on, miten vestibular järjestelmä aistii suuntaus painovoiman suhteen: Sillä on otoliittiset elimet jotka sisältävät kalsiumkarbonaatin kiteitä (liitu). Kiteet kiinnittyvät hiustyyppisiä aistihermosoluja eri suunnissa (x-, y- ja z-akselit).

  1. Kun taitat pääsi eri suuntiin (eteenpäin, taaksepäin, sivulle), painovoima vetää vedon suuntaan suuntautuneita kiteitä.
  2. Haavoittuneet kiteet stimuloivat kiinnitettyjä hiusoluja hermospulssien lähettämiseen aivoihin.
  3. Aivot tulkitsevat nämä signaalit selvittääkseen, mihin suuntaan pää on suunnattu avaruudessa.

Tässä on, miten vestibular järjestelmä aistii liike: On kolme puoliympyrän muotoisia kanavia liikkumiseen, erityisesti kiihtyvyys. Ne suuntautuvat suorassa kulmassa toisiinsa, ja jokainen on jossakin kolmesta suunnasta (x-, y- tai z-akseli). Ne sisältävät nesteitä, joita kutsutaan endolymfa ja hiustyyppisiä aistihermosoluja.

  1. Kun pääsi kiihtyy tiettyyn suuntaan, endolymfy on jäljessä sen alkuperäisen vastustuskyvyn muuttuessa liikkeessä (inertia).
  2. Jäljelle jäävä endolymfos stimuloi sopivia hiusoluja hermosignaalien lähettämiseksi aivoihin.
  3. Aivot tulkitsee heitä selvittämään, mihin suuntaan pää on muuttanut.

Liittyvät WordsSideKick.com-linkit

  • Miten Space Suits toimii
  • Miten avaruusalukset toimivat
  • Miten avaruusasemat toimivat
  • Miten Mars toimii
  • Miten Robonautit toimivat
  • Mistä tulee astronautti?
  • Kuinka kauan ihminen voi elää ulkoavaruudessa?
  • Kuinka astronautit toimivat tiloissaan tunteja kerrallaan?
  • Miten munuaiset toimivat
  • Miten sydämesi toimii?


Video Täydentää: #104 ENNUSTAMISEN FYSIIKKAA.




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com