Nesvarumas ir perkrovos

Nesvarumas, perkrovos, Earth_fire, Space_Fire

Nesvarumas, perkrovos – būsenos Žemėje retai patiriamos, o kosmose yra nuolatinės

Nesvarumas

Nesvarumas, perkrovos, flame_in_microgravity

Žvakės liepsnos forma mikrogravitacijos sąlygomis

Lekiant kosmine erdve susidaro unikali nesvarumo būsena, nes Žemės (ar Saulės, ar kitų planetų) trauką atsveria išcentrinė judėjimo orbitine trajektorija jėga. Ypač akivaizdžiai ši būsena stebima TKS, kur patalpos yra žymiai erdvesnės, gi Apollo, Sojuz ir kt – tik 5 m³, tad žmonės labiau patiria ankštumą. Vizualiai nesvarumą galima stebėti žvakės liepsnoje, – dėl konvekcijos išnykimo jos forma yra sferinė. Dar akivaizdesnis nesvarumas atvirame kosmose, bet varžo skafandrai.

Nesvarumas, perkrovos, hairs in STS-46 mission

Marsha Ivins dalyvavo penkiose Space Shuttle misijose (STS-98, STS-32, STS-46, STS-62, STS-81). Nuotrauka iš STS-46 misijos

Žmogaus organizmo reakcijos būna įvairios:
trumpalaikės adaptacinės, kaip staigus skysčių persiskirstymas (kraujas ir limfa plūsta viršutinėn kūno dalin, plečiasi širdis ir pabrinksta veidas, – dėl to intensyvėja inkstų veikla ir šlapinimasis);
llgalaikės akumuliacinės (lėtiniai pokyčiai raumenyse ir griaučiuose,- neapkrauti sunkiu raumenys ir kaulai nyksta, mažėja jų masės iki 2 %/mėn).

Jau 9-ją minutę po starto, erdvėlaiviui atsiskyrus nuo raketinės dalies, prasideda nesvarumo pojūčiai: ląstelės ir visas kūnas nebesuvokia, kur yra viršus, kur apačia; pasikeičia kai kurių genų ekspresija; silpsta rega. Pasak Kalifornijos universiteto tyrimo net pradeda irti žarnyno barjeriniai audiniai, ryškėja „kiauros žarnos sindromo“ ar diabeto požymiai. Pirmasis ne tik žavius nesvarumo poveikius (ypač pykinimą) aprašė G. Titov, 1961 m. 17 kartų apskriejęs Žemę. Ilgiau trunkančiose kelionėse būtina mankštintis ir kitaip priešintis sindromams, pvz tobulesniu aRED (Advanced Rezistive Exercise Device – priešinimosi pratimų įtaisu), 2008 m. pakeitusiu ankstesnį.

Nesvarumas, perkrovos, Frank_De_Winne

ESA astronautas Frank de Winne treniruojasi  su aRED įrenginiu

Nesvarumas turi specifiškos įtakos ir mitybos kultūrai (madingiau – valgymo technologijai), pvz N. Armstrong Mėnulyje jau valgė apšvitintos duonos kosminėse pakuotėse, tūbinių sendvičių; tačiau turėjo ir mažiau egzotiškų patiekalų: kiaulienos (packet 8), kalakutienos, jautienos troškinio (dehidruoto), džiovintų vaisių ir pan. Gi Apollo-17 įgula mėgavosi net omarais.

Astronautas S. Kelly per metus TKS orbitoje įveikė 230 Gm nuotolį, jo kūnas pailgėjo 3,8 cm, 7 % DNR pakito ir į pirminę būklę negrįžo. Nejaučiant sunkio mažėja kraujo slėgis; pėdos tampa minkštos kaip kūdikio, bet formuojasi nuospaudos viršuose nuo trinties į kojų turėklus (judant TKS moduliuose); miegoti kebliau nei lovoje bei nuo triukšmo ausims reikia kištukų.

Perkrovos

Starto metu raketinio komplekso viršuje esančiame erdvėlaivyje ypač aštriai juntami varytuvų riaumojimas, dundėjimas ir intensyvūs virpesiai. Staigus greitinimas sukelia inercines perkrovas – didėjančias jėgas, kurios veikia priešinga judėjimui kryptimi ne tik žmones, bet ir visus įrenginius. Jų vertes dažniausiai išreiškia per Žemės gravitacinį pagreitį g. 70 kg žmogų 4G perkrovos jėga siekia apie 2,8 kN (tarsi ant 70 kg žmogaus sedėtų dar trys žmonės po 70 kg masės kiekvienas). Nuo to gali sutrikti rega (net iliuzijomis), kvėpavimas ir nervų veikla; neišvengiama vidaus organų perstūmų.

Fizikinę reiškinio esmę gal labiau atitiktų „antsunkis“ pagal analogiją su „antsvoriu“ (kūno svorio padidėjimu nuo medžiagų apykaitos sutrikimų). Esant teigiamiems (greitėjant) ar neigiamiems (stabdant) pagreičiams, inercinės jėgos kelis ar net keliolika kartų padidina kūnų sunkius laikotarpiui, kol išnyksta pagreitis.

Greitinimas raketiniais varytuvais trunka iki kelių minučių, o stabdymas – kiek ilgiau (ypač grįžtant į Žemės atmosferą). Elektromagnetinių varytuvų atvejais pagreičiai būna maži, tad ir inercinės jėgos – menkos. Didžiausias iki 21,3 G perkrovas patyrė 1975 m. V. Lazarev ir O. Makarov avarinio kritimo iš 170 km „Sojuz-18“, bet atlaikė širdžių pauzes ir liko gyvi. Tačiau dėl sveikatos pakenkimų tepagyveno 15-22 metus. Naudojantis parašiutais perkrovos gali siekti 6,8 G (jei 275 km/h kritimo greitis).

Aštresnių poveikių neišvengia ir startų vadovai bei stebėtojai, išsidėstę už 1,5 km (Baikonure) ar 5 km (Canaveral). Stambieji startūnai pasižymi milžiniškais ugnių ir degimo produktų pliūpsniais iš keliasdešimt varytuvų bei sprogimų ar katastrofų pavojais.

Sveikatai kenkia kosminė radiacija, pvz TKS iki 3,5 mSv/parą, o S. Avdejev per 747 paras sukaupė 380 mSv. Tolesniame kosmose dozės – dar didesnės.

2019 12 20 prezidentas Donald Trump pasirašė ilgai ruoštą aktą dėl 6-sios rūšies karinių pajėgų US Space Force steigimo. Jau paskirtas vadas gen J. Raymond, 40 žmonių personalas ir numatytas pirmasis inauguracinis startas iš 45th Space Wing (Canaveral). Nereklamuojant tikslų ir būsimų karinių operacijų, numatoma perkvalifikuoti kelis tūkstančius oreivių ir aviatorių, suformuojant 16 tūkst kosminių karių dalinį. Space Acquisition Council (kosmoso įsisavinimo taryba) rengia pasiūlymą Kongresui, aprėpiant ne tik naujovišką ginkluotę, bet ir kosminę techniką, pvz X-87 orbitinių bandymų stotį. Tad nesvarumą ir perkrovas (ir radiaciją) patirs ne tik astronautai, kosmonautai, taikonautai…


Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *