საინტერესო ფაქტები უწონობის შესახებ. რა არის უწონაობა ფიზიკოსისა და ასტრონავტის თვალსაზრისით? როცა უწონადობა იწყება

უნივერსალური მიზიდულობის კანონის მიხედვით, ყველა სხეული იზიდავს ერთმანეთს და მიზიდულობის ძალა პირდაპირპროპორციულია სხეულების მასებთან და უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის კვადრატთან. ანუ გამოთქმას „სიმძიმის არარსებობა“ საერთოდ არ აქვს აზრი. დედამიწის ზედაპირიდან რამდენიმე ასეული კილომეტრის სიმაღლეზე - სადაც პილოტირებული კოსმოსური ხომალდები და კოსმოსური სადგურები დაფრინავენ - დედამიწის გრავიტაციული ძალა ძალზე ძლიერია და პრაქტიკულად არაფრით განსხვავდება ზედაპირის მიზიდულობის ძალისგან.

თუ ტექნიკურად შესაძლებელი იქნებოდა ობიექტის ჩამოგდება 300 კილომეტრის სიმაღლის კოშკიდან, ის დაიწყებდა ვარდნას ვერტიკალურად და თავისუფალი ვარდნის აჩქარებით, ისევე როგორც დაეცემა ცათამბჯენის სიმაღლიდან ან ადამიანის სიმაღლიდან. ამრიგად, ორბიტალური ფრენების დროს, მიზიდულობის ძალა არ არის მნიშვნელოვანი ან შესუსტებული, არამედ კომპენსირებულია. ისევე, როგორც წყლის ხომალდებსა და ბუშტებში, დედამიწის მიზიდულობის ძალა კომპენსირდება არქიმედეს ძალით, ხოლო ფრთიანი თვითმფრინავებისთვის - ფრთის ამწევი ძალით.

დიახ, მაგრამ თვითმფრინავი დაფრინავს და არ ეცემა, ხოლო სალონში მყოფი მგზავრი არ დაფრინავს როგორც ასტრონავტები ISS-ზე. ნორმალური ფრენის დროს მგზავრი მშვენივრად გრძნობს თავის წონას და რაც აფერხებს მას მიწაზე დაცემას არა პირდაპირი ამწევი, არამედ მიწის რეაქციის ძალა. მხოლოდ გადაუდებელი ან ხელოვნურად გამოწვეული მკვეთრი დაცემის დროს ადამიანი უეცრად გრძნობს, რომ წყვეტს საყრდენზე ზეწოლას. უწონადობა ჩნდება. რატომ? მაგრამ რადგან თუ სიმაღლის დაკარგვა ხდება თავისუფალი ვარდნის აჩქარებასთან მიახლოებული აჩქარებით, მაშინ საყრდენი აღარ უშლის ხელს მგზავრს დაცემას - ის თვითონ ეცემა.

spaceref.comგასაგებია, რომ როდესაც თვითმფრინავი მკვეთრად დაცემას შეწყვეტს, ან, სამწუხაროდ, მიწაზე დაეცემა, მაშინ ცხადი გახდება, რომ გრავიტაცია არ გაქრა. რადგან ხმელეთზე და მიწიერ პირობებში უწონობის ეფექტი შესაძლებელია მხოლოდ დაცემის დროს. სინამდვილეში, გრძელი ვარდნა არის ორბიტალური ფრენა. კოსმოსური ხომალდი, რომელიც ორბიტაზე მოძრაობს გაქცევის სიჩქარით, ხელს უშლის დედამიწაზე დაცემას ინერციის ძალით. გრავიტაციისა და ინერციის ურთიერთქმედება ეწოდება " ცენტრიდანული ძალა„თუმცა სინამდვილეში ასეთი ძალა არ არსებობს, ეს გარკვეულწილად ფიქციაა. მოწყობილობა მოძრაობს სწორი ხაზით (მიწისახლო ორბიტაზე ტანგენციურად), მაგრამ დედამიწის გრავიტაცია მუდმივად „ატრიალებს“ მოძრაობის ტრაექტორიას. აქ გრავიტაციული აჩქარების ეკვივალენტია ეგრეთ წოდებული ცენტრიდანული აჩქარება, რის შედეგადაც იცვლება არა სიჩქარის მნიშვნელობა, არამედ მისი ვექტორი. და, შესაბამისად, გემის სიჩქარე უცვლელი რჩება, მაგრამ მოძრაობის მიმართულება მუდმივად იცვლება. ვინაიდან კოსმოსური ხომალდიც და ასტრონავტიც ერთი და იგივე სიჩქარითა და ცენტრიდანული აჩქარებით მოძრაობენ, კოსმოსური ხომალდი ვერ იმოქმედებს როგორც საყრდენი, რომელზედაც აიწევს ადამიანის წონა. წონა არის სხეულის ძალა, რომელიც მოქმედებს საყრდენზე, რომელიც წარმოიქმნება სიმძიმის ველში და ხელს უშლის მის დაცემას, მაგრამ ხომალდი, ისევე როგორც მკვეთრად დაღმავალი თვითმფრინავი, არ უშლის ხელს მის დაცემას.

ამიტომ სრულიად არასწორია საუბარი დედამიწის მიზიდულობის არარსებობაზე ან ორბიტაზე „მიკროგრავიტაციის“ არსებობაზე (როგორც ეს ჩვეულია ინგლისურენოვან წყაროებში). პირიქით, დედამიწის გრავიტაცია არის ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორი უწონადობის ფენომენში, რომელიც ხდება ბორტზე.

ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ ნამდვილ მიკროგრავიტაციაზე მხოლოდ მაშინ, როდესაც გამოიყენება პლანეტათაშორის და ვარსკვლავთშორის სივრცეში ფრენებზე. დიდი ციური სხეულისგან შორს, შორეული ვარსკვლავებისა და პლანეტების გრავიტაციული ძალები იმდენად სუსტი იქნება, რომ უწონობის ეფექტი წარმოიქმნება. ჩვენ არაერთხელ წავიკითხეთ სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანებში იმის შესახებ, თუ როგორ გავუმკლავდეთ ამას. კოსმოსური სადგურები ტორუსის (ბორბლის) სახით ბრუნავს ცენტრალური ღერძის ირგვლივ და ცენტრიდანული ძალის გამოყენებით შექმნის გრავიტაციის იმიტაციას. მართალია, სიმძიმის ეკვივალენტის შესაქმნელად, თქვენ მოგიწევთ 200 მ-ზე მეტი დიამეტრის მიცემა. ასე რომ, ეს ყველაფერი შორეული მომავლის საკითხია.

ჩვენ მიჩვეულები ვართ, რომ ჩვენს ირგვლივ ყველა ობიექტს აქვს წონა. ეს იმიტომ ხდება, რომ მიზიდულობის ძალა იზიდავს მათ დედამიწაზე. მაშინაც კი, თუ თვითმფრინავით ვიფრინავთ ან პარაშუტით ვხტებით, წონა არ ქრება ჩვენგან. მაგრამ რა მოხდება, თუ წონა ქრება, როდის ხდება ეს და რა საინტერესო ფენომენები შეინიშნება უწონობის პირობებში? ამ ყველაფრის შესახებ - ამ პოსტში.

ნიუტონის მიერ აღმოჩენილი უნივერსალური მიზიდულობის კანონი ამბობს, რომ მასის მქონე ყველა სხეული იზიდავს ერთმანეთს. მცირე მასის მქონე სხეულებისთვის ასეთი მიზიდულობა პრაქტიკულად არ შეიმჩნევა, მაგრამ თუ სხეულს აქვს ისეთი დიდი მასა, როგორიც არის ჩვენი პლანეტა დედამიწა (და მისი მასა კილოგრამებში გამოიხატება 25-ნიშნა რიცხვით), მაშინ მიზიდულობა შესამჩნევი ხდება. ამიტომ, ყველა ობიექტს დედამიწა იზიდავს – თუ აწევთ, ისინი ძირს ვარდებიან, ხოლო დაცემისას გრავიტაცია აჭერს მათ ზედაპირზე. ეს მივყავართ იმ ფაქტს, რომ დედამიწაზე ყველაფერს აქვს წონა, ჰაერიც კი მიზიდულობის ძალით ეწევა დედამიწას და თავისი წონით აჭერს ყველაფერს, რაც მის ზედაპირზეა.

როდის შეიძლება გაქრეს წონა? ან როცა მიზიდულობის ძალა საერთოდ არ მოქმედებს სხეულზე, ან როცა მოქმედებს, მაგრამ სხეულს არაფერი უშლის ხელს თავისუფლად დაცემაში. მიუხედავად იმისა, რომ მიზიდულობის ძალა დედამიწიდან დაშორებით მცირდება, ასობით და ათასობით კილომეტრის სიმაღლეზეც კი ის რჩება ძლიერი, ამიტომ მიზიდულობის ძალისგან თავის დაღწევა ადვილი არ არის. მაგრამ სავსებით შესაძლებელია აღმოჩნდეთ თავისუფალ ვარდნაში.

მაგალითად, თქვენ შეგიძლიათ აღმოჩნდეთ უწონად მდგომარეობაში, თუ აღმოჩნდებით თვითმფრინავში, რომელიც მოძრაობს სპეციალური ტრაექტორიით - ისევე, როგორც სხეული, რომელსაც არ შეაფერხებს ჰაერის წინააღმდეგობა.

ეს ყველაფერი ასე გამოიყურება:

რა თქმა უნდა, თვითმფრინავი ასეთ ტრაექტორიაზე დიდხანს ვერ მოძრაობს, რადგან მიწას დაეცემა. მაშასადამე, მხოლოდ ორბიტალურ სადგურზე მცხოვრებ ასტრონავტებს უწონადობის პირობებში გრძელვადიანი ყოფნის წინაშე დგანან. და ისინი უნდა შეეგუონ იმ ფაქტს, რომ ჩვენთვის ნაცნობი მრავალი ფენომენი უწონადობის პირობებში ხდება სრულიად განსხვავებულად, ვიდრე დედამიწაზე.

1) ნულოვანი სიმძიმის პირობებში, თქვენ შეგიძლიათ მარტივად გადაიტანოთ მძიმე საგნები და გადაადგილდეთ საკუთარი თავის მხოლოდ მცირე ძალისხმევით. მართალია, ამავე მიზეზით, ნებისმიერი ობიექტი სპეციალურად უნდა იყოს დაცული ისე, რომ ისინი არ დაფრინავდნენ ორბიტალური სადგურის გარშემო და ძილის დროს ასტრონავტები აძვრებიან კედელზე დამაგრებულ სპეციალურ ჩანთებში.

ნულოვანი გრავიტაციით მოძრაობის სწავლას დრო სჭირდება და დამწყებთათვის წარმატებას მაშინვე არ აღწევენ. "ისინი მთელი ძალით უბიძგებენ და ურტყამდნენ თავებს, ეხვევიან მავთულხლართებში და ასე შემდეგ, ასე რომ, ეს გაუთავებელი გართობის წყაროა", - თქვა ერთ-ერთმა ამერიკელმა ასტრონავტმა ამ თემაზე.

2) სითხეები უწონობაში იღებენ სფერულ ფორმას. შეუძლებელი იქნება წყლის შენახვა, როგორც დედამიწაზე ვართ მიჩვეული, ღია ჭურჭელში, გადმოასხით ქვაბიდან და ჩაასხით ფინჯანში და ხელების ჩვეული წესით დაბანაც კი.

3) ნულოვანი სიმძიმის პირობებში ალი ძალიან სუსტია და დროთა განმავლობაში ქრება. თუ სანთელს ნორმალურ პირობებში აანთებთ, ის ნათლად დაიწვება, სანამ არ დაიწვება. მაგრამ ეს იმიტომ ხდება, რომ გაცხელებული ჰაერი უფრო მსუბუქი ხდება და ამოდის, რის გამოც ადგილი იხსნება სუფთა ჰაერიგაჯერებულია ჟანგბადით. ნულოვანი სიმძიმის პირობებში ჰაერის კონვექცია არ შეინიშნება და დროთა განმავლობაში ჟანგბადი ალი ირგვლივ იწვის და წვა ჩერდება.

სანთლის დაწვა ნორმალურ პირობებში და ნულოვანი სიმძიმის პირობებში (მარჯვნივ)

მაგრამ ჟანგბადის მუდმივი ნაკადი საჭიროა არა მხოლოდ წვისთვის, არამედ სუნთქვისთვისაც. მაშასადამე, თუ ასტრონავტი უმოძრაოა (მაგალითად, სძინავს), მაშინ კუპეში უნდა იყოს ვენტილიატორი ჰაერის შესარევად.

4) ნულოვანი გრავიტაციის პირობებში შესაძლებელია უნიკალური მასალების მიღება, რომელთა მოპოვებაც რთულია ან თუნდაც შეუძლებელი ხმელეთის პირობებში. მაგალითად, ულტრასუფთა ნივთიერებები, ახალი კომპოზიციური მასალები, დიდი ჩვეულებრივი კრისტალები და წამლებიც კი. თუ შესაძლებელი იქნებოდა ტვირთის ორბიტამდე და უკან მიტანის ხარჯების შემცირება, ეს ბევრ ტექნოლოგიურ პრობლემას მოაგვარებდა.

5) ორბიტალური სადგურის ბორტზე ნულოვანი გრავიტაციით, პირველად აღმოაჩინეს რამდენიმე ადრე უცნობი ეფექტი. მაგალითად, პლაზმაში კრისტალური მსგავსი სტრუქტურების ფორმირება, ან „ჯანიბეკოვის ეფექტი“ - როდესაც მბრუნავი ობიექტი მოულოდნელად ცვლის ბრუნვის ღერძს 180 გრადუსით გარკვეული ინტერვალებით.

ჯანიბეკოვის ეფექტი:

6) უწონადობა მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ადამიანებზე და ცოცხალ ორგანიზმებზე. მიუხედავად იმისა, რომ შესაძლებელია ნულოვანი გრავიტაციის პირობებში ცხოვრებასთან ადაპტაცია, ეს არც ისე ადვილია. პირველად აღმოჩნდება უწონად მდგომარეობაში, ადამიანი კარგავს ორიენტაციას სივრცეში, ჩნდება თავბრუსხვევა, რადგან ვესტიბულური აპარატი ნორმალურად წყვეტს მუშაობას. ორგანიზმში სხვა ცვლილებები მოიცავს ორგანიზმში სითხის გადანაწილებას, რაც იწვევს სახის შეშუპებას და ცხვირის გაჭედვას, სიმაღლეში მატებას ხერხემალზე დატვირთვის დაკარგვის გამო და უწონადობის გახანგრძლივებული ზემოქმედებით, კუნთების ატროფია და ძვლები. დაკარგავს ძალას. უარყოფითი ცვლილებების შესამცირებლად, ასტრონავტებს რეგულარულად უწევთ სპეციალური ვარჯიშების შესრულება.

დედამიწაზე დაბრუნების შემდეგ ასტრონავტებს უწევთ ხელახლა ადაპტირება წინა პირობებთან, არა მხოლოდ ფიზიკურად, არამედ ფსიქოლოგიურადაც. მათ შეიძლება, მაგალითად, ჩვევის გამო დატოვონ ჭიქა ჰაერში და დაივიწყონ, რომ ის დაეცემა.

"უწონის ფიზიკა". ISS-ზე ასტრონავტები გვეუბნებიან, თუ როგორ მუშაობს ფიზიკის კანონები უწონობის პირობებში:

სივრცეში უწონაობა ცხოვრებისა და საქმიანობის მუდმივი პირობაა. ეს მკვეთრად განასხვავებს სივრცეს იმ გარემოსგან, რომელშიც კაცობრიობა ცხოვრობს. დედამიწაზე ადამიანი გამუდმებით ებრძვის მიზიდულობის ძალას, ამიტომ მისთვის უჩვეულოა საკუთარი წონის დაკლება და ადამიანს უწონადობაში ყოფნის გამოცდილება არ აქვს.

დიახ, ზოგჯერ შეიძლება განიცადოთ უწონაობა: მაგალითად, თვითმფრინავში ფრენისას, როდესაც ის "საჰაერო ჯიბეებში" ვარდება ან მოულოდნელად კარგავს სიმაღლეს. ცათამბჯენებმა კარგად იციან უწონობის განცდა. უწონადობა- მდგომარეობა, რომელშიც არ არსებობს სხეულსა და საყრდენს შორის ურთიერთქმედების ძალა.

კოსმოსურ ხომალდზე უწონობის პირობებში ბევრი ფიზიკური პროცესი (კონვექცია, წვა და ა.შ.) განსხვავებულად მიმდინარეობს, ვიდრე დედამიწაზე. სიმძიმის არარსებობა მოითხოვს ისეთი სისტემების სპეციალურ დიზაინს, როგორიცაა საშხაპეები, ტუალეტები, საკვების გათბობის სისტემები, ვენტილაცია და ა.შ. იმისათვის, რომ თავიდან იქნას აცილებული სტაგნაციური ზონების ფორმირება, სადაც ნახშირორჟანგი შეიძლება დაგროვდეს, და უზრუნველყოს თბილი და ცივი ჰაერის ერთგვაროვანი შერევა, მაგალითად, ISS-ს აქვს დიდი რაოდენობით ვენტილატორები დაყენებული. ჭამას და სასმელს, პირად ჰიგიენას, აღჭურვილობასთან მუშაობას და, ზოგადად, ჩვეულებრივ ყოველდღიურ საქმიანობას ასევე აქვს საკუთარი მახასიათებლები და მოითხოვს ასტრონავტს ჩვევებისა და საჭირო უნარების გამომუშავებას. უწონობის ეფექტი მხედველობაში მიიღება თხევადი საწვავის სარაკეტო ძრავის დიზაინში, რომელიც შექმნილია ნულოვანი გრავიტაციით გასაშვებად.

როგორ მოქმედებს უწონაობა ადამიანზე?

დედამიწის მიზიდულობის პირობებიდან უწონობის პირობებში გადასვლისას, ასტრონავტების უმეტესობა განიცდის ორგანიზმის რეაქციას ე.წ. სივრცის ადაპტაციის სინდრომი. ამ მდგომარეობის სიმპტომები მსგავსია ზღვის ავადმყოფობა: მადის დაქვეითება, თავბრუსხვევა, თავის ტკივილი, ნერწყვის მომატება, გულისრევა, ზოგჯერ ღებინება, სივრცითი ილუზიები. ყველა ეს ეფექტი ჩვეულებრივ ქრება ფრენიდან 3-6 დღის შემდეგ. ადამიანის კოსმოსში ხანგრძლივი (რამდენიმე კვირა ან მეტი) ყოფნისას, გრავიტაციის ნაკლებობა იწყებს ორგანიზმში გარკვეული ცვლილებების გამოწვევას, რომლებიც ნეგატიური ხასიათისაა: კუნთების სწრაფი ატროფია - კუნთები რეალურად გამორთულია ადამიანის აქტივობიდან, როგორც შედეგად სხეულის ყველა ფიზიკური მახასიათებელი მცირდება; კუნთოვანი ქსოვილის აქტივობის მკვეთრი შემცირების შედეგია სხეულის ჟანგბადის მოხმარების შემცირება; შედეგად ჭარბი ჰემოგლობინის გამო, ძვლის ტვინის აქტივობა, რომელიც ასინთეზირებს ჰემოგლობინს, შეიძლება შემცირდეს; შეზღუდული მობილურობა არღვევს ფოსფორის მეტაბოლიზმს ძვლებში, რაც იწვევს მათი სიმტკიცის დაქვეითებას.

ადამიანის ორგანიზმი, ერთხელ უწონადობის პირობებში, იწყებს აღდგენას. მამაკაცი წონაში იკლებს. მთელი სხეული დაბნელდება, თითქოს დიდხანს იწვა საწოლში. ძვლები მყიფე ხდება - აქ სტრესს არ განიცდიან. კუნთები ნაკლებად მუშაობს. და უმოქმედობისგან ყველა ორგანო სუსტდება. ეს ჰგავს ადამიანს, რომელიც რამდენიმე თვეა საწოლში იწვა ისევ სიარული. კოსმონავტები ნიკოლაევი და სევასტიანოვი, თვრამეტი დღის უწონად ყოფნის შემდეგ, თავიდან ფეხზე ვერ წამოდგნენ.

უწონადობის მავნე ზემოქმედების შესამცირებლად მეცნიერებმა სხვადასხვა ხერხი გამოიგონეს: ასტრონავტებს ურჩევენ მეტი ფიზიკური ვარჯიში კოსმოსში, ძირითადად ექსპანდერებით. ჩვენ შევქმენით სპეციალური „პინგვინის“ მზიდი კოსტუმები ასტრონავტებისთვის. ამ მჭიდროდ მორგებულ კოსტიუმებს აქვთ შეკერილი ელასტიური ზოლები, რომლებიც სხეულს მჭიდროდ აქცევს. ასეთ კოსტიუმში თავდაყირა რომ დარჩე, მუდამ ოდნავ უნდა დაძაბო კუნთები. და ეს არის ზუსტად ის, რაც საჭიროა, რომ არ დასუსტდნენ.

ორბიტალურ სადგურებზე „სარბენ ბილიკსაც“ აკეთებენ. იმისათვის, რომ არ გაცუროს, ასტრონავტი თავს იმაგრებს ელასტიური ზოლებით. ისინი ცვლიან ასტრონავტის წონას, ქამარზე და მხრებზე ჩამოართმევენ იატაკს და დააჭერენ მას „ტრასაზე“. ის უკან გარბის ასტრონავტის ქვეშ. და ის წინ მიდის მის გასწვრივ. ყველა არ იტანს უწონადობას, განსაკუთრებით თავიდან. ბევრი ადამიანი გრძნობს, რომ თავდაყირა ჩამოკიდეს. ზოგიერთი ადამიანი განიცდის გულისრევას. პირველ ან ორ დღეს, ასტრონავტები ჩვეულებრივ ეჩვევიან უწონადობას.

უწონადობა ხდება მაშინ, როდესაც კოსმოსური ხომალდი ორბიტაზე შედის. მაგრამ წონის გაქრობა არ უნდა აგვერიოს გრავიტაციული მიზიდულობის გაქრობასთან - მაგალითად, საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურზე (350 კმ სიმაღლეზე) ის მხოლოდ 10%-ით ნაკლებია ვიდრე დედამიწაზე. ISS-ზე უწონობის მდგომარეობა წარმოიქმნება არა გრავიტაციის ნაკლებობის გამო, არამედ წრიულ ორბიტაზე გადაადგილების გამო პირველი გაქცევის სიჩქარით, ანუ კოსმონავტები, როგორც ჩანს, გამუდმებით „ვარდებიან წინ“ 7,9 კმ/წმ სიჩქარით. .

როგორ ავარჯიშებენ ასტრონავტებს დედამიწაზე ნულოვანი გრავიტაციით

დედამიწაზე, ექსპერიმენტული მიზნებისთვის, შესაძლებელია შეიქმნას მოკლევადიანი უწონობის მდგომარეობა (40 წამამდე), როდესაც თვითმფრინავი დაფრინავს პარაბოლური ტრაექტორიის გასწვრივ. ამ ეფექტის მისაღწევად, თვითმფრინავს უნდა ჰქონდეს მუდმივი დაღმავალი აჩქარება g (ნულოვანი გ). ასეთი გადატვირთვა შეიძლება შეიქმნას დიდი ხნის განმავლობაში (40 წამამდე) სპეციალური აერობატიკის მანევრის („ჰაერში მარცხი“) შესრულებით. მფრინავები მკვეთრად აქვეითებენ სიმაღლეს 11000 მეტრის სტანდარტული ფრენის სიმაღლეზე, ეს იძლევა საჭირო 40 წამის „უწონადობას“; ფიუზელაჟის შიგნით არის პალატა, რომელშიც მომავალი კოსმონავტები ვარჯიშობენ, კედლებზე აქვს სპეციალური რბილი საფარი, რათა თავიდან აიცილოს დაზიანებები ასვლისას და სიმაღლეზე ვარდნისას. ადამიანი განიცდის უწონობის მსგავს განცდას სამოქალაქო ავიაციის ფრენებზე დაშვებისას. მაგრამ ფრენის უსაფრთხოებისა და თვითმფრინავის სტრუქტურის მძიმე დატვირთვის გამო, სამოქალაქო ავიაცია თანდათან იკლებს სიმაღლეს, აკეთებს რამდენიმე გრძელ სპირალურ შემობრუნებას (ფრენის სიმაღლედან 11 კმ-მდე მიახლოების სიმაღლეზე დაახლოებით 1-2 კმ-მდე). იმათ. დაშვება ხორციელდება რამდენიმე უღელტეხილზე, რომლის დროსაც მგზავრი მხოლოდ რამდენიმე წამით გრძნობს, რომ აწევენ ადგილს. უწონობის მდგომარეობა იგრძნობა ატმოსფეროში სხეულის თავისუფალი ვარდნის საწყის მომენტში, როდესაც ჰაერის წინააღმდეგობა ჯერ კიდევ მცირეა.

უწონადობა

ასტრონავტები საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურზე

სანთლის დაწვა დედამიწაზე (მარცხნივ) და ნულოვანი გრავიტაციით (მარჯვნივ)

უწონადობა- მდგომარეობა, რომელშიც სხეულის საყრდენთან (სხეულის წონა) ურთიერთქმედების ძალა, რომელიც წარმოიქმნება გრავიტაციულ მიზიდულობასთან, სხვა მასობრივი ძალების მოქმედებასთან, კერძოდ, ინერციულ ძალასთან, რომელიც წარმოიქმნება სხეულის აჩქარებული მოძრაობის დროს, არის არდამსწრე. ზოგჯერ შეგიძლიათ მოისმინოთ ამ ეფექტის სხვა სახელი - მიკროგრავიტაცია. ეს სახელი არასწორია დედამიწის მახლობლად ფრენისთვის. გრავიტაცია (მიზიდულობის ძალა) იგივე რჩება. მაგრამ ციური სხეულებიდან დიდ მანძილზე ფრენისას, როდესაც მათი გრავიტაციული გავლენა უმნიშვნელოა, რეალურად წარმოიქმნება მიკროგრავიტაცია.

უწონობის არსის გასაგებად, შეგიძლიათ გაითვალისწინოთ თვითმფრინავი, რომელიც დაფრინავს ბალისტიკური ტრაექტორიის გასწვრივ. ასეთი მეთოდები გამოიყენება ასტრონავტების მომზადებაში რუსეთსა და აშშ-ში. კაბინაში წონა ჩამოკიდებულია ძაფზე, რომელიც ჩვეულებრივ წევს სიმს ქვემოთ (თუ თვითმფრინავი ისვენებს ან მოძრაობს ერთნაირად და სწორ ხაზზე). როდესაც ძაფი, რომელზეც ბურთი კიდია, არ არის დაჭიმული, ჩნდება უწონობის მდგომარეობა. ამრიგად, პილოტმა უნდა აკონტროლოს თვითმფრინავი ისე, რომ ბურთი ჰაერში ჩამოკიდებული იყოს და ძაფი არ იყოს დაჭიმული. ამ ეფექტის მისაღწევად, თვითმფრინავს უნდა ჰქონდეს მუდმივი დაღმავალი აჩქარება g. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პილოტები ქმნიან ნულოვან გ-ძალას. ასეთი გადატვირთვა შეიძლება შეიქმნას დიდი ხნის განმავლობაში (40 წამამდე) სპეციალური აერობატიკის მანევრის შესრულებით (რომელსაც სხვა სახელი არ აქვს, გარდა „ჰაერში მარცხისა“). მფრინავები მკვეთრად აქვეითებენ სიმაღლეს 11000 მეტრის სტანდარტული ფრენის სიმაღლეზე, ეს იძლევა საჭირო 40 წამის „უწონადობას“; ფიუზელაჟის შიგნით არის პალატა, რომელშიც მომავალი კოსმონავტები ვარჯიშობენ, კედლებზე აქვს სპეციალური რბილი საფარი, რათა თავიდან აიცილოს დაზიანებები ასვლისას და სიმაღლეზე ვარდნისას. ადამიანი განიცდის უწონობის მსგავს განცდას სამოქალაქო ავიაციის ფრენებზე დაშვებისას. თუმცა, ფრენის უსაფრთხოებისა და თვითმფრინავის სტრუქტურის მძიმე დატვირთვის მიზნით, სამოქალაქო ავიაცია აკლებს სიმაღლეს რამდენიმე გრძელი სპირალური შემობრუნების გზით (ფრენის სიმაღლედან 11 კმ-მდე მიახლოების სიმაღლეზე დაახლოებით 1-2 კმ-მდე). იმათ. დაღმართი ტარდება რამდენიმე უღელტეხილზე, რომლის დროსაც მგზავრი რამდენიმე წამის განმავლობაში გრძნობს, რომ მას აწევენ ადგილიდან. (იგივე გრძნობა იცნობს მძღოლებს, რომლებიც იცნობენ ციცაბო ბორცვების გასწვრივ გამავალ მარშრუტებს, როდესაც მანქანა იწყებს ზემოდან სრიალს) პრეტენზია, რომ თვითმფრინავი ასრულებს აერობატულ მანევრებს, როგორიცაა "ნესტეროვის მარყუჟი", რათა შექმნას მოკლევადიანი უწონაობა. სხვა არაფერია თუ არა მითი. სწავლება ტარდება ოდნავ მოდიფიცირებულ სამგზავრო ან სატვირთო კლასის მანქანებში, რომლებისთვისაც აერობატული მანევრები და ფრენის მსგავსი რეჟიმები სუპერკრიტიკულია და შეიძლება გამოიწვიოს სატრანსპორტო საშუალების ჰაერში განადგურება ან დამხმარე სტრუქტურების სწრაფი დაღლილობა.

ადამიანის საქმიანობის და აღჭურვილობის მუშაობის თავისებურებები ნულოვანი სიმძიმის პირობებში

კოსმოსურ ხომალდზე უწონობის პირობებში ბევრი ფიზიკური პროცესი (კონვექცია, წვა და ა.შ.) განსხვავებულად მიმდინარეობს, ვიდრე დედამიწაზე. სიმძიმის არარსებობა, კერძოდ, მოითხოვს ისეთი სისტემების სპეციალურ დიზაინს, როგორიცაა საშხაპეები, ტუალეტები, საკვების გათბობის სისტემები, ვენტილაცია და ა.შ. იმისათვის, რომ თავიდან იქნას აცილებული სტაგნაციური ზონების ფორმირება, სადაც ნახშირორჟანგი შეიძლება დაგროვდეს, და უზრუნველყოს თბილი და ცივი ჰაერის ერთგვაროვანი შერევა, მაგალითად, ISS-ს აქვს დიდი რაოდენობით ვენტილატორები დაყენებული. ჭამას და სასმელს, პირად ჰიგიენას, აღჭურვილობასთან მუშაობას და, ზოგადად, ჩვეულებრივ ყოველდღიურ საქმიანობას ასევე აქვს საკუთარი მახასიათებლები და მოითხოვს ასტრონავტს ჩვევებისა და საჭირო უნარების გამომუშავებას.

უწონობის ეფექტი აუცილებლად მხედველობაში მიიღება თხევადი ძრავის სარაკეტო ძრავის დიზაინში, რომელიც შექმნილია ნულოვანი სიმძიმის პირობებში გასაშვებად. ტანკებში თხევადი საწვავის კომპონენტები ზუსტად ისე იქცევიან, როგორც ნებისმიერი სითხე (თხევადი სფეროების ფორმირება). ამ მიზეზით, ავზებიდან თხევადი კომპონენტების მიწოდება საწვავის ხაზებში შეიძლება შეუძლებელი გახდეს. ამ ეფექტის კომპენსაციისთვის გამოიყენება სპეციალური ავზის დიზაინი (გაზისა და თხევადი მედიის გამყოფებით), ასევე საწვავის დალექვის პროცედურა ძრავის ამუშავებამდე. ეს პროცედურა მოიცავს გემის დამხმარე ძრავების ჩართვას აჩქარებისთვის; მცირე აჩქარებით ისინი ქმნიან თხევადი საწვავის დეპოზიტებს ავზის ძირში, საიდანაც მიწოდების სისტემა მიმართავს საწვავს ხაზებში.

უწონობის ეფექტი ადამიანის სხეულზე

დედამიწის მიზიდულობის პირობებიდან უწონობის პირობებზე გადასვლისას (ძირითადად, როდესაც კოსმოსური ხომალდი ორბიტაზე შემოდის), ასტრონავტების უმეტესობა განიცდის ორგანიზმის რეაქციას, რომელსაც ეწოდება კოსმოსური ადაპტაციის სინდრომი.

როდესაც ადამიანი რჩება კოსმოსში დიდი ხნის განმავლობაში (რამდენიმე კვირა ან მეტი), გრავიტაციის ნაკლებობა იწყებს ორგანიზმში გარკვეული ცვლილებების გამოწვევას, რომლებიც უარყოფითია.

უწონობის პირველი და ყველაზე აშკარა შედეგი არის კუნთების სწრაფი ატროფია: კუნთები ფაქტობრივად გამორთულია ადამიანის აქტივობიდან, რის შედეგადაც მცირდება სხეულის ყველა ფიზიკური მახასიათებელი. გარდა ამისა, კუნთოვანი ქსოვილის აქტივობის მკვეთრი შემცირების შედეგია ორგანიზმის ჟანგბადის მოხმარების შემცირება და შედეგად ჭარბი ჰემოგლობინის გამო, ძვლის ტვინის აქტივობა, რომელიც მას ასინთეზირებს (ჰემოგლობინი) შეიძლება შემცირდეს.

ასევე არსებობს საფუძველი იმის დასაჯერებლად, რომ შეზღუდული მობილურობა დაარღვევს ფოსფორის მეტაბოლიზმს ძვლებში, რაც გამოიწვევს მათი სიძლიერის შემცირებას.

წონა და სიმძიმე

ხშირად, წონის გაქრობა აირია გრავიტაციული მიზიდულობის გაქრობასთან. ეს არასწორია. ამის მაგალითია სიტუაცია საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურზე (ISS). 350 კილომეტრის სიმაღლეზე (სადგურის სიმაღლე) სიმძიმის გამო აჩქარება არის 8,8/², რაც მხოლოდ 10%-ით ნაკლებია, ვიდრე დედამიწის ზედაპირზე. ISS-ზე უწონობის მდგომარეობა არ წარმოიქმნება „მიზიდულობის ნაკლებობის“ გამო, არამედ წრიულ ორბიტაზე მოძრაობის გამო პირველი გაქცევის სიჩქარით, ანუ კოსმონავტები, როგორც ჩანს, გამუდმებით „ვარდებიან წინ“ 7.9 სიჩქარით. კმ/წმ.

უწონადობა დედამიწაზე

დედამიწაზე, ექსპერიმენტული მიზნებისთვის, მოკლევადიანი უწონობის მდგომარეობა (40 წმ-მდე) იქმნება, როდესაც თვითმფრინავი დაფრინავს პარაბოლური სიბრტყის გასწვრივ (და ფაქტობრივად, ბალისტიკური, ანუ ის, რომლის გასწვრივაც თვითმფრინავი დაფრინავს თვითმფრინავის ქვეშ. მხოლოდ გრავიტაციის ძალის გავლენა არის პარაბოლა მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ თანამგზავრისთვის ეს არის ელიფსი, წრე ან ჰიპერბოლა. უწონობის მდგომარეობა იგრძნობა ატმოსფეროში სხეულის თავისუფალი ვარდნის საწყის მომენტში, როდესაც ჰაერის წინააღმდეგობა ჯერ კიდევ მცირეა.

ბმულები

• ასტრონომიული ლექსიკონი Sanko N.F.
• ნულოვანი გრავიტაციის პარაბოლა ვიდეო როსკოსმოსის სატელევიზიო სტუდიიდან

შენიშვნები

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წელი.

ნახეთ, რა არის „უწონაობა“ სხვა ლექსიკონებში:

უწონადობა... ორთოგრაფიული ლექსიკონი-საცნობარო წიგნი

სიმსუბუქე, ეთერიანობა, სისუსტე, ჰიდროწონაობა, უმნიშვნელოობა, ჰაეროვნება რუსული სინონიმების ლექსიკონი. უწონობა იხილეთ სიმსუბუქე 1 რუსული ენის სინონიმების ლექსიკონი. პრაქტიკული სახელმძღვანელო. მ.: რუსული ენა. ზ.ე. ალექსანდროვა ... სინონიმური ლექსიკონი

მდგომარეობა, როდესაც სხეულზე მოქმედი გარე ძალები არ იწვევენ მისი ნაწილაკების ურთიერთზეწოლას ერთმანეთზე. დედამიწის გრავიტაციულ ველში ადამიანის სხეული აღიქვამს ასეთ წნევას, როგორც წონის შეგრძნებას. უწონადობა ხდება მაშინ, როცა... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

თანამედროვე ენციკლოპედია

უწონობა, მდგომარეობა, რომელსაც განიცდის ობიექტი, რომელშიც წონის ეფექტი არ ვლინდება. უწონადობა შეიძლება განიცადოთ კოსმოსში ან თავისუფალი ვარდნის დროს, თუმცა არსებობს "წონიანი" სხეულის გრავიტაციული მიზიდულობა. ასტრონავტები...... სამეცნიერო და ტექნიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი

გრავიტაციულ ველში მოძრავი მატერიალური სხეულის მდგომარეობა, რომელშიც მასზე მოქმედი მიზიდულობის ძალები ან მისი მოძრაობა არ იწვევს სხეულებზე ზეწოლას ერთმანეთზე. თუ სხეული ისვენებს დედამიწის გრავიტაციულ ველში ჰორიზონტალურ სიბრტყეზე,... ... ფიზიკური ენციკლოპედია

უწონადობა- უწონადობა, მდგომარეობა, როდესაც სხეულზე მოქმედი გარეგანი ძალები არ იწვევენ მისი ნაწილაკების ურთიერთზეწოლას ერთმანეთზე. უწონაობა ხდება მაშინ, როდესაც სხეული თავისუფლად მოძრაობს გრავიტაციულ ველში (მაგალითად, ვერტიკალური დაცემის დროს, მოძრაობა გასწვრივ... ... ილუსტრირებული ენციკლოპედიური ლექსიკონი

რა არის უწონადობა? მცურავი ჭიქები, ფრენის და ჭერზე სიარულის და ყველაზე მასიური ობიექტების მარტივად გადაადგილების უნარი - ასეთია ამ ფიზიკური კონცეფციის რომანტიული იდეა.

თუ ასტრონავტს ჰკითხავთ, რა არის უწონაობა, ის გეტყვით, რამდენად რთულია სადგურზე ყოფნის პირველი კვირა და რამდენი დრო სჭირდება გამოჯანმრთელებას დაბრუნების შემდეგ, მიზიდულობის პირობებთან შეგუებას. ფიზიკოსი, სავარაუდოდ, გამოტოვებს ასეთ ნიუანსებს და გამოავლენს კონცეფციას მათემატიკური სიზუსტით ფორმულებისა და რიცხვების გამოყენებით.

განმარტება

დავიწყოთ ფენომენის გაცნობა გამოვლენით მეცნიერული არსიკითხვა. ფიზიკოსები უწონადობას განმარტავენ, როგორც სხეულის მდგომარეობას, როდესაც მისი მოძრაობა ან მასზე მოქმედი გარე ძალები არ იწვევს ნაწილაკების ურთიერთ ზეწოლას ერთმანეთზე. ეს უკანასკნელი ყოველთვის ხდება ჩვენს პლანეტაზე, როდესაც ობიექტი მოძრაობს ან ისვენებს: მასზე დაჭერილია გრავიტაცია და ზედაპირის საპირისპირო მიმართული რეაქცია, რომელზეც ობიექტი მდებარეობს.

ამ წესიდან გამონაკლისს წარმოადგენს დაცემის შემთხვევები იმ სიჩქარით, რომელსაც გრავიტაცია ანიჭებს სხეულს. ასეთ პროცესში არ ხდება ნაწილაკების წნევა ერთმანეთზე, ჩნდება უწონაობა. ფიზიკა ამბობს, რომ მდგომარეობა, რომელიც წარმოიქმნება კოსმოსური ხომალდებიდა ზოგჯერ თვითმფრინავებში. უწონადობა ამ მოწყობილობებში ჩნდება, როდესაც ისინი მოძრაობენ მუდმივი სიჩქარით ნებისმიერი მიმართულებით და იმყოფებიან თავისუფალ ვარდნის მდგომარეობაში. ხელოვნური თანამგზავრი ან ორბიტაზე მიტანილი გამშვები მანქანის გამოყენებით. ეს მათ აძლევს გარკვეულ სიჩქარეს, რომელიც შენარჩუნებულია მას შემდეგ, რაც მოწყობილობა გამორთავს საკუთარ ძრავებს. ამ შემთხვევაში, გემი იწყებს მოძრაობას მხოლოდ სიმძიმის გავლენის ქვეშ და ხდება უწონაობა.

Სახლში

ფრენების შედეგები ასტრონავტებისთვის აქ არ მთავრდება. დედამიწაზე დაბრუნების შემდეგ მათ გარკვეული დროით უწევთ გრავიტაციასთან ადაპტაცია. რა არის უწონაობა ასტრონავტისთვის, რომელმაც დაასრულა ფრენა? პირველ რიგში, ეს ჩვევაა. ცნობიერება გარკვეული პერიოდის განმავლობაში კვლავ უარს ამბობს გრავიტაციის არსებობის ფაქტზე. შედეგად, ხშირია შემთხვევები, როდესაც ასტრონავტმა ფინჯანი მაგიდაზე დადების ნაცვლად, უბრალოდ გაუშვა და შეცდომას მხოლოდ იატაკზე ჭურჭლის მსხვრევის ხმა გაიგო.

კვება

პილოტირებული ფრენების ორგანიზატორებისთვის ერთ-ერთი რთული და ამავდროულად საინტერესო ამოცანაა ასტრონავტებისთვის საკვების მიწოდება, რომელიც ადვილად ასათვისებელია სხეულის მიერ უწონობის გავლენის ქვეშ, მოსახერხებელი ფორმით. პირველმა ექსპერიმენტებმა არ გამოიწვია დიდი ენთუზიაზმი ეკიპაჟის წევრებში. ამ მხრივ საორიენტაციო შემთხვევაა, როდესაც ამერიკელმა ასტრონავტმა ჯონ იანგმა, მკაცრი აკრძალვის საწინააღმდეგოდ, ბორტზე სენდვიჩი ჩამოიტანა, რომელიც, თუმცა, არ შეჭამეს, რათა კიდევ უფრო არ დაერღვევათ წესები.

დღეს მრავალფეროვნების პრობლემა არ არის. რუსი კოსმონავტებისთვის ხელმისაწვდომი კერძების სიაში 250 ნივთია. ზოგჯერ სადგურისკენ მიმავალი სატვირთო გემი აწვდის ახალი კერძი, უბრძანა ვიღაცამ გუნდიდან.

დიეტის საფუძველია ყველა თხევადი კერძი, სასმელი და პიურე შეფუთული ალუმინის მილებში. პროდუქტების შეფუთვა და შეფუთვა შექმნილია ისე, რომ თავიდან აიცილოს ნამსხვრევების გამოჩენა, რომლებიც უწონად ცურავს და შეიძლება ვინმეს თვალში მოხვდეს. მაგალითად, ნამცხვრები მზადდება საკმაოდ პატარა და დაფარულია ნაჭუჭით, რომელიც პირში დნება.

ნაცნობი გარემო

სადგურებზე, როგორიცაა ISS, ისინი ცდილობენ ყველა პირობა მიაწოდონ დედამიწაზე ნაცნობებს. ეს მოიცავს მენიუში ეროვნულ კერძებს, ჰაერის მოძრაობას, რომელიც აუცილებელია როგორც სხეულის ფუნქციონირებისთვის, ასევე აღჭურვილობის ნორმალური მუშაობისთვის, და თუნდაც იატაკისა და ჭერის აღნიშვნა. ამ უკანასკნელს, უფრო სწორად, ფსიქოლოგიური მნიშვნელობა აქვს. ნულოვანი სიმძიმის ასტრონავტს არ აინტერესებს რა პოზიციაზე იმუშაოს, თუმცა, პირობითი იატაკისა და ჭერის გამოყოფა ამცირებს ორიენტაციის დაკარგვის რისკს და ხელს უწყობს უფრო სწრაფ ადაპტაციას.

უწონადობა არის ერთ-ერთი მიზეზი, რის გამოც ყველას არ იღებენ ასტრონავტად. ადაპტაცია სადგურზე ჩასვლისას და დედამიწაზე დაბრუნების შემდეგ შედარებულია აკლიმატიზაციასთან, რამდენჯერმე გაძლიერებული. ცუდი ჯანმრთელობის მქონე ადამიანმა შეიძლება ვერ გაუძლოს ასეთ დატვირთვას.