Mit der Schwerkraft ist es schwer, aber ohne sie ist es noch schlimmer

Das „Einschalten“ der Schwerkraft an Bord eines Raumschiffs, das im Weltraum unterwegs ist, sieht in Filmen mehr als einmal sehr cool aus. Abgesehen davon, dass ihre Schöpfer fast nie erklären, wie es gemacht wird. Manchmal, wie in 2001: Odyssee im Weltraum (1) oder den neueren Passagieren, wird gezeigt, dass das Schiff gedreht werden muss, um die Schwerkraft zu simulieren.

Etwas provokativ könnte man fragen: Warum ist an Bord eines Raumschiffs überhaupt Schwerkraft nötig? Denn ohne die allgemeine Schwerkraft geht es leichter, man ermüdet weniger, die getragenen Dinge wiegen nichts und die Erledigung vieler Aufgaben erfordert viel weniger körperliche Anstrengung.

Es stellt sich jedoch heraus, dass diese Anstrengung, die mit der ständigen Überwindung der Schwerkraft verbunden ist, für uns und unseren Körper äußerst notwendig ist. Keine SchwerkraftEs ist seit langem erwiesen, dass Astronauten einen Verlust von Knochen- und Muskelgewebe erleiden. Astronauten auf der ISS trainieren und bekämpfen Muskelschwäche und Knochenschwund, verlieren aber dennoch im Weltraum Knochenmasse. Sie müssen täglich zwei bis drei Stunden Sport treiben, um Muskelmasse und Herz-Kreislauf-Gesundheit zu erhalten. Darüber hinaus sind nicht nur diese Elemente, die in direktem Zusammenhang mit der Belastung des Körpers stehen, von der fehlenden Schwerkraft betroffen. Es kommt zu Problemen bei der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts, der Körper dehydriert. Und das ist erst der Anfang der Probleme.

Es stellt sich heraus, dass auch er schwächer wird. Einige Immunzellen können ihre Aufgabe nicht erfüllen und die roten Blutkörperchen sterben ab. Es verursacht Nierensteine ​​und schwächt das Herz. Eine Gruppe von Wissenschaftlern aus Russland und Kanada analysierte die Folgen der letzten Jahre Mikrogravitation über die Zusammensetzung von Proteinen in Blutproben von achtzehn russischen Kosmonauten, die sechs Monate lang auf der Internationalen Raumstation lebten. Die Ergebnisse zeigten, dass sich das Immunsystem in der Schwerelosigkeit genauso verhält wie bei einer Infektion des Körpers, da der menschliche Körper nicht weiß, was er tun soll, und versucht, alle möglichen Abwehrsysteme zu aktivieren.

Zufall in der Zentrifugalkraft

Das wissen wir also bereits sehr gut keine Schwerkraft Das ist nicht gut, ja sogar gesundheitsgefährdend. Und was jetzt? Nicht nur Filmemacher, sondern auch Forscher sehen darin eine Chance Zentrifugalkraft. Freundlich sein TrägheitskräfteEs simuliert die Wirkung der Schwerkraft und wirkt effektiv in die entgegengesetzte Richtung zur Mitte des Inertialrahmens.

Die Anwendbarkeit wird seit vielen Jahren erforscht. Am MIT erlebte beispielsweise der ehemalige Astronaut Lawrence Young eine Zentrifuge, die ein wenig an eine Vision aus dem Film „2001: Odyssee im Weltraum“ erinnerte. Menschen liegen auf der Seite auf einer Plattform und schieben eine Trägheitsstruktur, die sich dreht.

Da wir wissen, dass die Zentrifugalkraft die Schwerkraft zumindest teilweise ersetzen kann, warum bauen wir in dieser Runde keine Schiffe? Nun, es stellt sich heraus, dass es nicht so einfach ist, denn erstens müssten solche Schiffe viel größer sein als die, die wir bauen, und jedes zusätzliche Kilogramm Masse, das in den Weltraum befördert wird, kostet viel Geld.

Betrachten Sie beispielsweise die Internationale Raumstation als Maßstab für Vergleiche und Bewertungen. Es ist so groß wie ein Fußballfeld, aber die Wohnräume betragen nur einen Bruchteil davon.

Simulieren Sie die Schwerkraft In diesem Fall kann die Zentrifugalkraft auf zwei Arten angegangen werden. Oder jedes Element würde separat rotieren, wodurch kleine Systeme entstehen würden, was dann aber, wie Experten anmerken, mit einem nicht immer angenehmen Erlebnis für die Astronauten verbunden sein könnte, die beispielsweise Spüren Sie in Ihren Beinen eine andere Schwerkraft als in Ihrem Oberkörper. In einer größeren Version würde sich die gesamte ISS drehen, was natürlich anders konfiguriert werden müsste, eher wie ein Ring (2). Der Bau eines solchen Bauwerks wäre derzeit mit enormen Kosten verbunden und erscheint unrealistisch.

2. Vision eines Orbitalrings, der künstliche Schwerkraft erzeugt

Es gibt jedoch auch andere Ideen. Beispielsweise arbeitet eine Gruppe von Wissenschaftlern an der University of Colorado Boulder an einer Lösung mit etwas weniger Ambitionen. Anstatt die „Wiederherstellung der Schwerkraft“ zu messen, konzentrieren sich Wissenschaftler auf die Lösung der gesundheitlichen Probleme, die mit der fehlenden Schwerkraft im Weltraum verbunden sind.

Laut den Boulder-Forschern könnten Astronauten mehrere Stunden am Tag in spezielle Räume kriechen, um eine tägliche Dosis Schwerkraft zu erhalten, was gesundheitliche Probleme lösen sollte. Die Probanden werden auf einer Metallplattform platziert, die einem Krankenhauswagen ähnelt (3). Dies nennt man Zentrifuge, die mit ungleichmäßiger Geschwindigkeit rotiert. Die durch die Zentrifuge erzeugte Winkelgeschwindigkeit drückt die Beine der Person zum Boden der Plattform, als stünde sie unter ihrem eigenen Gewicht.

3. Gerät getestet an der University of Boulder.

Leider ist diese Art der körperlichen Betätigung unweigerlich mit Übelkeit verbunden. Die Forscher wollten herausfinden, ob Übelkeit tatsächlich mit einem Preis verbunden ist. künstliche Schwerkraft. Können Astronauten ihren Körper so trainieren, dass er für zusätzliche Überlastungen gerüstet ist? Am Ende der zehnten Freiwilligensitzung drehten sich alle Probanden mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa siebzehn Umdrehungen pro Minute, ohne dass es zu unangenehmen Auswirkungen, Übelkeit usw. kam. Dies ist eine bedeutende Leistung.

Es gibt alternative Ideen zur Schwerkraft auf einem Schiff. Dazu gehört beispielsweise das Canadian Type System Design (LBNP), das selbst Ballast um die Taille einer Person erzeugt und so ein Schweregefühl im Unterkörper erzeugt. Aber reicht es für einen Menschen, die unangenehmen gesundheitlichen Folgen der Raumfahrt zu vermeiden? Leider ist dies nicht sicher.