Mikrogravitacija
 |
| Različito a isto |
|
| Iz knjige dr Jovana Davidovića aviofiziologa[2] |
Mikrogravitacija ili hipogravitacija je termin koji se u praksi koristi za nultu gravitaciju ili bestežinsko stanje, i suštinski označava stanje, u kome je g-sila naprezanja u objektima usled efekta plime i oseke, oko milioniti deo (µg) od gravitacije koja vlada na površini Zemlje.
Kako bi se postiglo „stacionarno“ (odnosi se na rastojanje od Zemlje ili Sunca) mikrogravitaciono okruženje, to zahteva putovanje u dovoljno veliku „dubinu“ svemira, kako bi se uticaj gravitacije nebeskih tela smanjio skoro na nulu. Tako npr da bi se smanjila težina tela na jedan hiljaditi deo, one koju telo ima na Zemljinoj površini, potrebno je da bude na rastojanju od nje 200.000 km.
Termin mikrogravitacija se odnosi na činjenicu da čak i tamo gde je idealno očekivati savršenu nultu gravitaciju ili doživljaj bestežinsko stanja, to u stvari nije slučaj. Drugim rečima, čak i u sistemima gde se očekuje da je težina nula, ili da vlada nulta gravitacija, u stvari se dešavaju mala odstupanja od idealnog stanja, telo je izloženo gravitaciji (značajno manjoj) i ipak poseduje malu težinsku vrednost. Naime u svemirskom brodu gravitacija deluje istovremeno i na čoveka i na svemirski brod, a budući da u svemiru nema otpora kretanju, gravitacija privlači čoveka i brod potpuno jednakim silama ubrzanja u istom smeru. Zbog toga čoveka ništa ne privlači ni prema jednom zidu svemirskog broda, a ne potpuno odsustvo dejstva gravitacije.[3]
U slučaju letelice u orbiti oko Zemlje, koja se kreće bez potiska, mikrogravitacija može biti posledica sledećih faktora:
- Čak i onda kada na čoveka u svemiru ne deluje zemljina gravitacija, ipak je on izložen gravitaciji nekog drugog najbližeg svemirskog tela (npr kad je telo van uticaja zemljine teže na njega deluje Sunčeva gravitacija koja dejstvujući na Zemlju i ostala tela u Sunčevom sistemu održava njihovo jedinstvo u ovom sistemu).[3]
- Primarno se radijalna gravitaciona sila, javlja oko objekata koji kruže na različitim rastojanjima od centra Zemlje, različitim radijalnim brzinama. To znači da ako osoba u orbiti (koja ima jednu radijalnu brzinu) stavi noge na zemlju, noge bi snažno privlačile glavu, (npr kao snaga plime).
- Svi objekti unutar letelice, masama privlače jedni druge, i generišu rezultantu veću od nule i mogu se izmeriti.
- Iako je vrlo razređena, atmosfera između 185 i 1000 km nadmorske visine ipak ima vazduha u tragovima, što dovodi do usporavanja letelice zbog trenja. Ova situacija se smatra kao teret u pravcu kretanja.
- Tela unutar letelice treba da imaju svoje avionske orbite. Kao orbitalne ravni se podrazumevaju, naravno, ravni koja sadrže putanju koju opisuje telo. Orbitalna ravan letelica prolazi kroz centar Zemlje i sadrži orbitalne putanje. Tela koja su „iznad“ treba da imaju svoje avionske orbite paralelne i iznad orbitalne ravni letelica, dok je, nasuprot tome, oni koji su“ ispod „treba da imaju svoje orbite paralelno avionu i ispod orbitalne ravni prostora letelice.
.jpg){kind=small}
Aktivnost (dejstvo) gravitacionog polja, bilo kog tela u univerzumu, kao što je npr Zemlja, teoretski se prostire na proizvoljno velikoj udaljenosti. Smanjenje dejstva gravitacije je u skladu sa zakonom univerzalne gravitacije i položaja tela u univerzumu, i nikad ne postaje nula. To najbolje ilustruje donja tabela koja prikazuje vrednosti gravitacije na površini Zemlje u njenom bližem okruženju i na različitim udaljenostima od površine Zemlje u univerzumu.
Lokacija Gravitacija Zemlje Gravitacija Sunca Gravitacija Mlečnog puta Ukupno Površina Zemlje 9.81 m/s2 6 mm/s2 200 pm/s2 = 6 mm/s/god 9.81 m/s2 Niska Zemljina orbita 9 m/s2 6 mm/s2 200 pm/s2 9 m/s2 200.000 km od Zemlje 10 mm/s2 6 mm/s2 200 pm/s2 do 12 mm/s2 6 milona km od Zemlje 10 μm/s2 6 mm/s2 200 pm/s2 6 mm/s2 3.700 miliona km od Zemlje 29 pm/s2 10 μm/s2 200 pm/s2 10 μm/s2 Vojadžer 1 (17,000 miliona km od zemlje 1 pm/s2 500 nm/s2 200 pm/s2 500 nm/s2 0.1 svetlosna godina od Zemlje 400 am/s2 200 pm/s2 200 pm/s2 do 400 pm/s2
Prema tome nulta gravitacija je teoretski nešto što je moguće, ali zbog prisustva gravitacije svuda u univerzumu, u praksi praktično nemoguća i zato je mnogo prihavtljiviji pojam hipogravitacija ili mikrogravitacija.
Kako astronauti mere težinu?
Da biste izmerili masu u svemiru treba vam uređaj koji radi nezavisno od gravitacije, a zove se inercijska vaga. Setite se inercija takođe mera mase i što ste „masivniji“ teže vas je pokrenuti. Astronauti se privezuju za inercijsku vagu (uređaj koji ih trese i bacaka napred nazad) i računa koliki rad mora da obavi da bi ih pokrenuo. Iz toga se računa masa kosmonauta koja je ekvivalentna masi na Zemlji [4]
Mnogobrojna istraživanja dugorotrajnog uticaja mikrogravitacije na čoveka otkriva sledeće probleme,[5] koji se mogu javiti u misijama koje traju od 1 do 3 godine:
- Kardiovaskularna dekondicija
Dekondicija srčanosudovnog sistema karakteriše se padom srčanog krvnog pritiska, poremećajima srčanog ritma i drugim problemima uzrokovanim drugojačijom redistribucijom krvi i telesnih tečnosti u krvi kosmonauta.
- Atrofija mišića
Promene na mišićima prati isrpljenost, opšta slabost, gubitak snage, slabljenje (atrofija) mišića/ligamenata, bolovi i grčevi u mišićima, nestabilnost zbog gubitka tonusa mišića itd.
- Slabljenje (demineralizacija) kostiju
Gubitak kalcijuma iz kostiju, hiperkalciurija - ima za posledicu njihovu demineralizaciju. Ona se kod kosmonauta manifestuje povećanim rizikom; za pojavu bubrežnih kamenaca, koštanih preloma, dugotrajnim oporavkom koštane mase i mogućim nepovratni gubitkom koštanog tkiva koji je posleletni problem po povratku iz kosmosa na Zemlju.
- Neurološko-vestibularne promene'
Svemirska mučnina, ortostatska nestabilnost i gubitak ravnoteže kao posleletni problem, spadaju u najčešće promene izazvane marušenom funkcijom vestibularnog sitema.
- Promene u krvno-imunološkom sistemu i smanjenje izgleda i broja crvenih krvnih zrnaca'
Narušena funkcija krvnog imunskog sistema u kosmosu može izazvati izraženije reakcije na traumu ili gubitak krvi posle povrede. Oporavak od ove takozvane „svemirske anemije“ traje 4-6 nedelja nakon povratka iz kosmosa.
- fluidno-hormonalne promene
Smanjen nivo elektrolita u tečnostima, osećaj težine u glavi i sinusima, deformacija lica, glavobolja, neki su od najvažnijih poremećaja izazvanih fluidno-hormonalnim promenama u organizmu kosmonauta.
- ↑ Weinberg, Steven (1972). Gravitation and cosmology. John Wiley & Sons. pp. 194.
- ↑ Jovan M Davidović, Kako je čovek poleteo, Izdavač Autor, Beograd, 2008
- ↑ 3,0 3,1 Arthur C. Guyton Medicinska fiziologija, Medicinska knjiga, Beograd-Zagreb 1990.
- ↑ Pol Hajni, Mogu li krave silaziti niz stepenice? Logos art, Beograd 2007
- ↑ Weightlessness and Microgravity, David Chandler, The Physics Teacher, May 1991, pp. 312-13
- Greiner, Walter (2008). Klassische Mechanik. Deutsch. str. 142-. ISBN 978-3-8171-1815-1.[mrtav link]
- Barry N. Taylor and Ambler Thompson, ur. (2008). The International System of Units (SI). NIST Special Publication 330 (2008 izd.). NIST. str. 52-. Arhivirano iz originala na datum 2016-06-03. Pristupljeno 2015-11-27.
- Gat, Uri (1988). „The weight of mass and the mess of weight”. u: Richard Alan Strehlow. Standardization of Technical Terminology: Principles and Practice – second volume. ASTM International. str. 45-48. ISBN 978-0-8031-1183-7.
- (en) Space biology Arhivirano 2011-06-06 na Wayback Machine-u