Узнайте будет ли мешать невесомость в повседневной жизни и как решаются вызванные ею проблемы на примере жизни астронавтов.
Вы когда-нибудь задумывались, как живется астронавтам в космосе – как они едят, спят, тренируются или ходят в туалет?
Будет ли мешать невесомость в повседневной жизни?
Поддержание физической формы
Велотренажеры используются для научных исследований, например, для проведения экспериментов с потреблением кислорода, но они также используются для физических упражнений.
Когда вы пробыли в космосе полгода и не тренировались, то не можете ходить. Когда астронавты приземляются, их выносят и сажают в кресло с наклоном – несмотря на то, что они тренировались по два часа каждый день. Полгода в невесомости – это все равно, что полгода пролежать в постели.
Интересные факты о звездах: 10 о которых вы не слышали
Личная гигиена
Кроме влияния на человеческий организм, невесомость вызывает и другие осложнения для космических путешественников. Поскольку в космосе все летит вверх, астронавтам приходится пользоваться несмываемыми ваннами для тела и шампунями, которые были изначально разработаны для пациентов больниц, которые не могут принимать душ.
Между тем, туалет на космической станции намного сложнее, чем на Земле. Хотя каждый член экипажа имеет небольшую вакуумную трубку, которая используется для сбора мочи, твердые вещества – это, ну, совсем другое дело.
Астронавты должны расположиться на космическом унитазе, используя подставки для ног и перекладину для бедер, прежде чем пристегнуться ремнями безопасности. Туалет работает как пылесос с вентиляторами, которые всасывают воздух и отходы в унитаз, содержимое которого впоследствии сгорает при входе в атмосферу Земли.
Еда и сон
Астронавты на борту МКС ежедневно видят 16 восходов и заходов солнца, поскольку космическая станция вращается вокруг Земли каждые 90 минут, и спят в среднем пять-шесть часов в сутки. Они спят в спальных мешках, прикрепленных к стене, и используют беруши, чтобы не слышать шум непрерывно работающих систем жизнеобеспечения, а также окружающие звуки космической станции.
В кухонной зоне МКС на полу есть привязки, за которые можно зацепиться ногами для астронавтов, которые предпочитают есть сидя, но часто они едят, плавая.
Липучки используются для того, чтобы закрепить различные контейнеры с едой на столе и не дать им слететь. Большинство космических продуктов являются сублимированными, замороженными, термостабилизированными или готовыми к употреблению. Поскольку невесомость ухудшает чувство вкуса и обоняния, многие астронавты сообщают, что им хочется более острой и терпкой пищи, чем они могли бы наслаждаться на Земле.
Влияние невесомости на тело человека
Длительное пребывание в невесомости опасно для нашего здоровья. Без притяжения гравитации вниз наше тело не может нормально функционировать.
Негативное влияние на кости
В состоянии невесомости человеческое тело стремится расслабиться, потому что оно больше не борется с силой тяжести. Отсутствие гравитационного притяжения облегчает механическую нагрузку, которую в противном случае испытывает наша скелетная система. Хотя точная причина неизвестна, ученые считают, что уменьшение нагрузки на кости может быть причиной прогрессирующей потери костной массы – состояния, которое чаще всего наблюдается у пациентов, прикованных к постели из-за длительной болезни или старости.
Отсутствие нагрузки на кости уменьшает образование костных строительных клеток, называемых клетками остеобластами. Меньшее количество клеток, строящих кости, приводит к потере костной массы. Находясь в космосе, количество веса, который кости должны выдерживать, уменьшается до нуля.
Во время любых движений кости не подвергаются такой же нагрузке, которую они могли бы выдержать на земле. Это приводит к расщеплению кальция, который обычно хранится в костях, и высвобождению его в кровь. Повышенный уровень кальция в крови приводит к увеличению частоты образования камней в почках. Высокий уровень кальция в крови также отражает высокий уровень потери костной массы, что делает кости слабыми и повышает риск переломов.
Вестибулярный аппарат
Все организмы на земле имеют сенсорные системы, с помощью которых они реагируют на внутренние и внешние раздражители. Кроме пяти основных органов чувств (обоняния, осязания, зрения, вкуса и слуха), которыми обладает человек, есть еще одно мощное чувство, называемое вестибулярным, которое позволяет нашему телу чувствовать движения и использовать его для сохранения равновесия.
Ходьба по канату, пируэты в балете или скручивания во время дайвинга – все это демонстрирует нашу вестибулярную систему, поскольку она активно отслеживает положение наших рук и ног и позволяет нам выполнять эти трюки, не теряя при этом равновесия. Это требует точной интеграции сенсорных систем нашего тела, включая зрительную, вестибулярную, соматосенсорную (рецепторы давления и растяжения кожи) и слуховую.
Вместе эти органы чувств постоянно собирают и интерпретируют данные со всего тела. Однако потеря гравитации негативно влияет на это пространственное восприятие. Головокружение или трудности при ходьбе, которые мы испытываем после вращения по кругу, наглядно демонстрируют, что происходит, когда мы теряем это ощущение даже на несколько минут.
Вестибулярная система, которая находится в ушах, состоит из органов слухового аппарата и полукруговых каналов. Благодаря органам слуховой трубы мы можем чувствовать направление и скорость линейного ускорения (скорость изменяется без изменения направления), тогда как полукруговые каналы позволяют нам чувствовать направление и скорость углового ускорения (скорость изменяется вместе с изменением направления).
Вестибулярный аппарат в ушах человека предназначен для работы с земным притяжением и обеспечивает сенсорную информацию о движении, равновесии и пространственной ориентации. Уберите гравитацию, и мы больше не сможем понять, где земля, а где потолок!
Кровяное давление
Гравитация гарантирует, что кровь в нашем теле поддерживает оптимальный уровень кровяного давления. Когда мы стоим, кровяное давление в наших ногах достигает 200 мм ртутного столба (миллиметров ртутного столба). Однако в мозге давление составляет всего 60-80 мм ртутного столба. Уберите гравитацию, и кровяное давление выровняется до 100 мм рт.ст. по всему телу.
Наше лицо отекает от жидкости, а ноги становятся тоньше, потому что жидкость вытекает. Переход к более высокому кровяному давлению в голове вызывает тревогу, что в организме слишком много крови. Повышенное кровяное давление может вызвать кровотечение в кровеносных сосудах. Зрительные нервы могут отекать, и это может ухудшить зрение.
Высокое кровяное давление может привести к инсульту, который может повредить область мозга, обрабатывающую изображения. Таким образом, гравитация действует как важная сила, которая помогает поддерживать правильное давление в нужных местах нашего тела.
Влияние на клетки организма
Живая клетка обменивается питательными веществами и отходами с водной средой посредством процесса диффузии, который эффективен только на определенном расстоянии. Это ограничение влияет на размер клетки.
Поэтому поглощение питательных веществ намного эффективнее в клетках меньшего размера. Клеточные биологи Марина Ферик и Клиффорд Бренгвинн из Принстонского университета доказали, что для оптимизации поглощения питательных веществ в клетках гравитация должна играть значительную роль в определении размера клетки.
Их статья, опубликованная в октябрьском номере журнала Nature Cell Biology за 2013 год, четко показывает, как эукариотические клетки имеют малый диаметр (менее 10 микрон) из-за гравитационных сил. Когда клетка становится больше этого размера, она подвергается гравитационным силам, которые требуют каркаса или опоры в ядре клетки для стабилизации внутренних компонентов.
Их исследование подтверждает, что более крупные клетки имеют дополнительную актиновую сетку (которая служит дополнительной опорой), ключевой компонент, которого нет во всех других меньших по размеру клетках.
Очевидно, что гравитация играла жизненно важную роль в эволюции жизни на Земле в течение миллиардов лет. Подобные исследования признают важность гравитации и ее феноменальное влияние на жизнь на Земле. Однако сейчас человечество готово исследовать вселенную за пределами нашей планеты, и ключевым вопросом этого амбициозного дела является будет ли мешать невесомость в повседневной жизни?
Источник: https://linde-stories.com/life-in-space/
