זה קשה עם כוח המשיכה, אבל אפילו יותר גרוע בלעדיו
נראה יותר מפעם אחת בסרטים, "הפעלת" כוח הכבידה על סיפון חללית שנוסעת בחלל החיצון נראית מגניבה מאוד. אלא שהיוצרים שלהם כמעט אף פעם לא מסבירים איך זה נעשה. לפעמים, כמו ב-2001: אודיסיאה בחלל (1) או הנוסעים החדשים יותר, נראה שיש לסובב את הספינה כדי לדמות את כוח הכבידה.
אפשר לשאול בצורה פרובוקטיבית משהו - מדוע יש צורך בכוח הכבידה על סיפון חללית בכלל? אחרי הכל, קל יותר בלי כוח המשיכה הכללי, אנשים מתעייפים פחות, דברים שנשאו שוקלים כלום, ומשימות רבות דורשות הרבה פחות מאמץ פיזי.
אולם מסתבר שהמאמץ הזה, הקשור בהתגברות המתמדת על כוח המשיכה, הוא הכרחי ביותר עבורנו ועבור גופנו. אין כוח כבידהכבר זמן רב הוכח כי אסטרונאוטים חווים אובדן עצמות ושרירים. אסטרונאוטים ב-ISS מתעמלים, נאבקים עם חולשת שרירים ואובדן עצם, אך עדיין מאבדים מסת עצם בחלל. הם צריכים להתאמן שעתיים עד שלוש ביום כדי לשמור על מסת השריר ובריאות הלב וכלי הדם. יתר על כן, לא רק אלמנטים אלה, הקשורים ישירות לעומס על הגוף, מושפעים מהיעדר כוח המשיכה. יש בעיות בשמירה על איזון, הגוף מיובש. וזו רק ההתחלה של הבעיות.
מסתבר שגם הוא הולך ונחלש. חלק מתאי החיסון אינם יכולים לבצע את עבודתם ותאי הדם האדומים מתים. זה גורם לאבנים בכליות ומחליש את הלב. קבוצת מדענים מרוסיה וקנדה ניתחה את ההשלכות של השנים האחרונות מיקרו כבידה על הרכב החלבונים בדגימות דם של שמונה עשר קוסמונאוטים רוסים שחיו בתחנת החלל הבינלאומית במשך חצי שנה. התוצאות הראו שבחוסר משקל מערכת החיסון מתנהגת באותו אופן כמו כשהגוף נדבק, מכיוון שגוף האדם לא יודע מה לעשות ומנסה להפעיל את כל מערכות ההגנה האפשריות.
סיכוי בכוח צנטריפוגלי
אז אנחנו כבר יודעים את זה טוב מאוד אין כוח כבידה זה לא טוב, אפילו מסוכן לבריאות. ועכשיו מה? לא רק יוצרי קולנוע, אלא גם חוקרים רואים בכך הזדמנות כח צנטריפוגלי. להיות נדיב כוחות אינרציה, הוא מחקה את פעולת הכבידה, פועל למעשה בכיוון מנוגד למרכז מסגרת ההתייחסות האינרציאלית.
ישימות נחקרה במשך שנים רבות. במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, למשל, בדק האסטרונאוט לשעבר לורנס יאנג צנטריפוגה, שמזכירה קצת חזון מהסרט 2001: אודיסיאה בחלל. אנשים שוכבים על צידם על הרציף, דוחפים את המבנה האינרציאלי שמסתובב.
מכיוון שאנו יודעים שכוח צנטריפוגלי יכול להחליף לפחות חלקית את כוח הכבידה, מדוע שלא נבנה ספינות בסיבוב הזה? ובכן, מסתבר שלא הכל כל כך פשוט, כי ראשית, ספינות כאלה יצטרכו להיות גדולות בהרבה מאלו שאנו בונים, וכל קילוגרם מסה נוסף שנישא לחלל עולה הרבה.
קחו למשל את תחנת החלל הבינלאומית כאמת מידה להשוואות והערכות. הוא בערך בגודל של מגרש כדורגל, אבל חדרי המגורים הם רק חלק קטן מגודלו.
הדמיית כוח הכבידה במקרה זה, ניתן לגשת לכוח הצנטריפוגלי בשתי דרכים. או שכל אלמנט יסתובב בנפרד, מה שייצור מערכות קטנות, אבל אז, כפי שמציינים מומחים, זה יכול להיות בגלל רשמים לא תמיד נעימים לאסטרונאוטים, שיכולים, למשל, להרגיש כוח משיכה שונה ברגליים מאשר בפלג הגוף העליון. בגרסה גדולה יותר, ה-ISS כולו היה מסתובב, אשר, כמובן, היה צריך להיות מוגדר אחרת, כמו טבעת (2). כרגע, בניית מבנה כזה כרוכה בעלויות עצומות ונראה לא ריאלי.
2. ראייה של טבעת מסלולית המספקת כוח משיכה מלאכותי
עם זאת, יש גם רעיונות אחרים. לדוגמה, קבוצה של מדענים מאוניברסיטת קולורדו בבולדר עובדת על פתרון עם קצת פחות שאפתנות. במקום למדוד "ליצור מחדש את כוח הכבידה", מדענים מתמקדים בטיפול בבעיות הבריאות הקשורות להיעדר כוח הכבידה בחלל.
כפי שהגו חוקרי בולדר, אסטרונאוטים יכולים לזחול לחדרים מיוחדים במשך מספר שעות ביום כדי לקבל מנה יומית של כוח הכבידה, שאמור לפתור בעיות בריאותיות. הנבדקים מונחים על משטח מתכת בדומה לעגלת בית חולים (3). זה נקרא צנטריפוגה שמסתובבת במהירות לא אחידה. המהירות הזוויתית שנוצרת על ידי הצנטריפוגה דוחפת את רגליו של האדם לכיוון בסיס הבמה, כאילו הם עומדים תחת משקלו.
3. מכשיר נבדק באוניברסיטת בולדר.
למרבה הצער, סוג זה של פעילות גופנית קשור בהכרח עם בחילה. החוקרים יצאו לברר אם בחילה היא באמת תג מחיר מובנה הקשור אליה. כוח משיכה מלאכותי. האם אסטרונאוטים יכולים לאמן את גופם להיות מוכן לכוחות G נוספים? בתום המפגש העשירי של המתנדבים כל הנבדקים הסתובבו במהירות ממוצעת של כשבע עשרה סיבובים לדקה ללא השלכות לא נעימות, בחילות וכו'. זהו הישג משמעותי.
יש רעיונות חלופיים לכוח המשיכה בספינה. אלה כוללים, למשל, את Canadian Type System Design (LBNP), אשר בעצמו יוצר נטל סביב המותניים של אדם, ויוצר תחושת כובד בפלג הגוף התחתון. אבל האם מספיק לאדם להימנע מההשלכות של טיסה לחלל, שאינן נעימות לבריאות? למרבה הצער, זה לא מדויק.
