| Статистика |
|---|
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0
|
|
Ще про особливості життя космонавтів в космічному кораблі
При польоті в космічному просторі самим незвичним для людини виявилося, звичайно, стан невагомості. Представляє невагомість небезпеку для членів екіпажу? Щоб відповісти на це питання, треба мати на увазі, що будь-який живий організм пристосований нормально функціонувати лише у звичних для нього умовах. Людина народжується і проводить все своє життя, перебуваючи в полі тяжіння Землі, тобто відчуваючи свій власний вагу і вагу предметів, з якими йому доводиться мати справу. Будь-яка робота на Землі і навіть простий рух вимагають від людини витрати енергії, напруги м'язів.
Людина особливо після напруженого трудового дня потребує відпочинку. Відпочинок приємний, але спробуйте довгостроково, днями і тижнями, лежати в ліжку. Як ви себе будете почувати? Не дуже добре. Ви відчуєте себе млявим, ваші м'язи стануть в'ялими. А якщо після тривалого неробства пробіжитеся, то швидко выдохнетесь. Ось чому спортсмени щодня в обов'язковому порядку займаються фізичною зарядкою, і виконують цілий комплекс спеціальних фізичних вправ.
Отже, людському організму потрібен не тільки відпочинок, але і фізичне навантаження. На Землі ми, навіть коли нічого не робимо, тренуємо своє серце. Воно, ні на секунду не зупиняючись, перекачує кров у нашому організмі.
Невагомість - це такий стан, коли тіло втрачає вагу. Стають невагомі руки, ноги, невагомі також і кров, і всі внутрішні органи. Серцю доводиться ганяти по кровоносних судинах невагому кров. Для цього особливих зусиль не потрібно. Навіть коли космонавти виконують важку роботу, серце має менше навантаження, ніж при нормальній діяльності людини на Землі. А м'язи рук і ніг і інші м'язи тіла? Вони також практично не мають відчутної навантаження.Таким чином деякі частини людського організму, що знаходиться в космічному кораблі, що перебувають у вимушеному стані бездіяльності.
На Землі до такого стану близький хвора людина, довгостроково знаходиться на постільному режимі. Коли він одужує і, вставши з ліжка, намагається зробити перші кроки, він відчуває велику слабкість. Слабкість - це не тільки результат хвороби, не менший вплив на послаблення надає і тривале перебування на постільному режимі, тобто бездіяльність організму. Подібне може статися і з людьми, які тривалий час перебувають у стані невагомості.
Розглянемо докладніше, у чому позначається шкідливу дію невагомості на організм людини. Як ми вже говорили, будь-яка робота, вироблена в стані невагомості, вимагає меншої витрати енергії, ніж на Землі. Коли ми працюємо, ми витрачаємо енергію, що виробляється в нашому організмі з їжі, яку ми споживаємо. Їжа в нашому організмі окислюється киснем, який ми забираємо з повітря при диханні. Кисень, потрапляючи в легені, зв'язується червоними кров'яними кульками і потім потоком крові розноситься по всьому організму.
Зменшення витрат енергії на виконання усякого роду роботи (у тому числі й просто руху) призводить до зменшення споживання організмом кисню, внаслідок чого в меншій кількості потрібно червоних кров'яних кульок - рознощиків кисню. Оскільки потреба м'язів тіла в припливі крові зменшується, зменшується і об'єм крові, що перекачується серцем. Серце, не отримавши належної тренування, слабшає. Якщо людина тривалий час перебувати у стані невагомості, то, повернувшись на Землю, він фізично буде себе почувати як глибокий старий.Його відвикле від посиленої роботи серці буде не в змозі впоратися зі звичайними земними навантаженнями.
Природа - економний і розважливий конструктор. Міцність скелетних кісток людського тіла точно відповідає навантаженню, яке він повинен витримувати. А навантаження їх - це вага м'язів, крові, внутрішніх органів. У невагомості скелет практично не відчуває навантаження. До чого це призводить? Ви знаєте, що у молотобійців великі і міцні біцепси, а в людей фізичної праці вони і невеликі й слабкі. День у день молотобоєць змушує безперервно працювати м'язи рук. Організм підсилює ці м'язи, розвиває їх у більшій мірі, ніж інші.Навпаки, якщо якісь органи вимикаються з роботи, вони поступово слабшають. Кістки нашого скелета досить міцні. Міцність кісток обумовлюється наявністю в їх складі елемента кальцію. У невагомості скелет втрачає звичайної навантаження, тіло людини робиться невагомим і міцність кісток стає надмірно великий. Організм вживає заходів до того, щоб в ньому не було зайвого, непотрібного. Ось чому при тривалих польотах може мати місце так зване декальцинирование кісток скелета космонавтів. З організму з відходами видаляється кальцій, в результаті чого кістки втрачають міцність.
Отже, невагомість при польотах, які будуть тривати тижнями і місяцями, може надати шкідливу дію на організм космонавтів, і в ньому можуть відбутися незворотні процеси.
Чи можна в умовах космічного корабля, який тривалий політ, усунути шкідливий вплив невагомості? Для цього космонавти повинні під час польоту виконувати певні фізичні вправи. Такі вправи сповільнюють перебіг шкідливих процесів, які можуть мати місце в організмі, що перебуває в стані невагомості. Медиками створені різного роду лікарські препарати, прийом яких також сприяє зниженню впливу невагомості на організм людини.При не дуже тривалих польотах комплекс спеціальних фізичних вправ у поєднанні з лікарськими препаратами може виявитися достатнім засобом проти шкідливого впливу невагомості. А при польотах, триваючих місяць, два, потрібні більш дієві заходи.
Яким чином можна повністю усунути шкідливу дію невагомості на організм членів екіпажу? Найрадикальнішим засобом, звичайно, було б таке, яке дозволило б створити в космічному кораблі, що знаходиться в польоті, «вагоме стан».
Штучну тяжкість найпростіше створити, якщо змусити тіло здійснювати обертальний рух навколо деякої осі. Сила, діюча на тіло, повідомляє йому центростремительное прискорення а = w2r, де w - кутова швидкість обертання, а r - радіус кола, по якій рухається тіло масою m. У відповідності з другим законом Ньютона F = ma. Якщо зробити прискорення дорівнює 9,8 м/сек2, тобто прискорення вільного падіння, то F = mg. У свою чергу тіло буде діяти на опору з силою, рівною F за величиною, але протилежного за напрямом (третій закон Ньютона), тобтовоно придбає вага (Р = - F = - mg).
Чи можна це здійснити на космічному кораблі? Космічного корабля, який рухається з постійною швидкістю, припустимо по навколоземній орбіті, можна надати обертальний рух навколо однієї з його осей. В залежності від положення відносно осі обертання того чи іншого предмета, що знаходиться на борту космічного корабля, він набуває якесь прискорення. Очевидно, предмети, центр маси яких збігається з віссю обертання, прискоренням мати не будуть, а чим далі центр маси предмета розташовується від осі обертання, тим більшим прискоренням він буде володіти.
Здійснити цю закрутку корабля навколо однієї з його осей технічно неважко. Перебуваючи на деякій відстані від осі обертання в такому кораблі, космонавт буде випробовувати дію деякої сили, тобто він не буде відчувати стану невагомості, а тому в його організмі не повинні відбуватися процеси, які викликаються тривалим перебуванням у стані невагомості. Надавати космічному кораблю обертальний рух навколо однієї з його осей не завжди зручно з ряду причин. Корабель в космічному просторі повинен бути орієнтований в певному положенні.Якщо ж він буде обертатися, то важко буде спостерігати за Землею або іншими небесними тілами, а тому кораблем важко буде управляти. Тому такий спосіб створення штучної ваги в космічному кораблі малоприемлем.
Більш доцільно мати всередині космічного корабля пристрій, подібне звичайним каруселям, звичайно, мініатюрних розмірів, що може приводитися в обертання електродвигуном. Космонавти в міру потреби можуть користуватися цим пристроєм для того, щоб відчути свою вагу.
Ми вже говорили про те, що в космічному просторі, над Землею, починаючи з висот порядку кілька сотень кілометрів, розташовуються так звані радіаційні пояси. Товщина радіаційних поясів досягає кількох тисяч кілометрів. Ці радіаційні пояси представляють певну небезпеку для екіпажів космічних кораблів. Люди, що знаходяться в кораблі, при проходженні їм радіаційних поясів можуть отримати небезпечну дозу опромінення і захворіти променевою хворобою. Але це тільки в тому випадку, коли корабель проходить зону простору, зайняту радіаційним поясом.Якщо політ космічного корабля проходить по навколоземній орбіті на висотах нижче межі ближнього радіаційного поясу, то вони не представляють небезпеки. Коли ж корабель вирушає до інших небесних тіл, тоді обійти радіаційні пояси практично неможливо. Вже проведено не один політ космічних апаратів з Землі до інших планет. Дія радіації від поясів замірявся спеціальними приладами, встановленими на борту цих апаратів.
Радіаційну небезпеку для екіпажу космічного корабля можуть представляти як джерела, розташовані на борту корабля (радіоізотопні енергетичні установки), так і що знаходяться поза корабля. Захист від проникаючої радіації і заряджених частинок (електронів) та нейтральних (нейтронів) здійснюється застосуванням спеціальних матеріалів. Товщину захисного екрана вибирають такий, щоб через нього не могли проходити швидко рухаються частинки.Стінки орбітального відсіку космічного корабля, виготовлені з тонкого алюмінієвого листа, вже перешкоджають проходженню всередину корабля частинок радіаційного випромінювання. Товстий шар ж теплового захисту, який. наноситься на зовнішню поверхню спускного апарата, представляє досить ґрунтовний захист від деяких видів радіації.
Розрахунки показують, що політ космічного корабля через простір, зайняте трьома поясами Землі, якщо він триває декілька десятків хвилин, не становить реальної загрози здоров'ю космонавтів. Навіть тонка оболонка корпусу орбітального відсіку корабля настільки зменшує проникаючу здатність цих частинок, що вони стають практично безпечними.Очевидно, якщо під час проходження космічним кораблем простору, зайнятого радіаційними поясами, члени екіпажу будуть знаходитися поблизу стінок відсіку, а за яким-небудь пристроєм (прилад, контейнер для зберігання їжі та ін), вони отримають меншу дозу опромінення.
Тонка стінка орбітального відсіку космічного корабля виявляється цілком достатньою для того, щоб захистити членів екіпажу від постійно діючої галактичної радіації. Ця радіація має практично однакову інтенсивність в будь-якій точці космічного простору і не змінюється в часі. Де б не перебував космічний корабель, в міжпланетному просторі на нього завжди діє галактичне випромінювання.
Ми вже говорили, що дія опромінення від радіаційних поясів Землі обмежується тим часом, який необхідно космічному кораблю для проходження зони простору, зайнята ними, а для цього потрібно лише 10 - 15 хв. За цей час, навіть при самих несприятливих умовах, космонавти не зможуть отримати дози опромінення, яка шкідливо позначилося б на їхньому здоров'ї. А ось галактична радіація опромінює корабель безперервно, поки він знаходиться в космічному просторі.Дія радіації в тілі людини при цьому накопичується, і врешті-решт через якийсь час галактична радіація може викликати в організмі захворювання.
У космічних кораблях, призначених для тривалих польотів, необхідно встановлювати спеціальний захист, яка б більш сильно, ніж стінки корабля, могла послабити інтенсивність потоку частинок галактичної радіації. Захистом від галактичного випромінювання може служити шар речовини, добре поглинає частинки, з яких складається це випромінювання.
При виборі матеріалу для захисного покриття слід враховувати два фактори: по-перше, як матеріал добре затримує частинки галактичного випромінювання і, по-друге, наскільки він збільшує вагу корабля. Очевидно, захист повинен забезпечувати необхідну зниження інтенсивності потоку частинок галактичного випромінювання при мінімальному збільшенні ваги корабля.
А чи пам'ятаєте ви, що існує ще й потужне сонячне корпускулярне випромінювання? Воно за своєю інтенсивності не йде ні в яке порівняння з інтенсивністю випромінювання галактичної радіації або з випромінюванням радіаційних поясів Землі. Але потужне сонячне випромінювання буває рідко (один-два рази в рік) і триває порівняно недовго - годинами, іноді цілодобово. Від потужного сонячного випромінювання стінки космічного корабля не врятують. Потрібна більш надійна захист екіпажу.
Передбачається, що для захисту екіпажу від такого роду радіації доцільно буде в космічному кораблі монтувати камеру-притулок, має товсті стінки з матеріалу, добре поглинає частинки сонячного радіаційного випромінювання. Розрахунки показують, що вага притулку, який забезпечує необхідний захист, буде не надто великим.
Так як потужна сонячна радіація, як правило, триває лише кілька годин, немає необхідності робити притулок великого обсягу, в якому людина відчувала би себе досить зручно.
Виникає питання: а коли космонавти повинні увійти в кабіну-притулок? Адже вони не знають, коли Сонце почне посилати смертоносні промені. Для цього на борту космічного корабля повинен бути встановлений прилад, який заздалегідь би сповіщав космонавтів про загрозу, що насувається. Такі прилади вже розроблені.
Ви, напевно, знаєте, що ми з вами, живучи на Землі, не літаючи в космічному просторі, облучаемся безперервно космічними частинками. Правда, повітряна оболонка настільки сильно послаблює число і енергію цих частинок, що вони не представляють жодної небезпеки для нашого здоров'я. Як ми дізнаємося про те, що такі частинки досягають поверхні Землі? З допомогою спеціальних приладів, званих датчиками Гейгера-Мюллера. Такого ж типу прилади можна встановлювати і на борту космічного корабля.
Зважаючи на те, що в космічному просторі незмірно більше концентрація заряджених частинок, ці прилади весь час будуть давати сигнал про їх наявність. Концентрація заряджених частинок, яку датчиками Гейгера - Мюллера за часом, буде практично незмінною. З початку утворення потужного сонячного випромінювання концентрація частинок, що показується датчиками Гейгера - Мюллера, починає швидко рости. Ось цей момент - початок зростання концентрації заряджених частинок в кабіні космічного корабля - і буде сигналом до того, щоб всі члени екіпажу зникли в притулок.Сигналом про те, що небезпека минула, знову-таки показання приладу - різке зменшення концентрації заряджених частинок у кабіні корабля.
Так може здійснюватися захист людини, що знаходиться на борту космічного корабля, від різних видів радіаційного випромінювання.
Щоб вийти у відкритий космос, космонавт повинен надіти скафандр. Призначення скафандра - забезпечити життєдіяльність і безпеку космонавта, коли він знаходиться поза корабля. Для того щоб людина могла жити, він передусім повинен дихати і, що також дуже важливо, підтримувати відповідний температурний режим тіла.
У найпростіших з влаштування скафандрах, які дозволяють залишати борт космічного корабля і виходити у відкритий космос, але перебувати недалеко від корабля, подача повітря для дихання і вентилювання тіла космонавта виробляються з кабіни через шланг, з'єднаний зі скафандром. Існують і більш складні конструкції скафандрів, дозволяють людині перебувати у відкритому космосі і не мати зв'язку через шланг з кабіною корабля. Такі скафандри мають автономну (тобто незалежну систему життєзабезпечення і систему відводу тепла від тіла космонавта.Скафандр з автономною системою життєзабезпечення та вентиляції являє собою герметичний костюм із щільної матерії. На ньому кріпиться ранець із системою підживлення атмосфери, використовуваної космонавтами для дихання киснем та очищення атмосфери від шкідливих домішок, що виділяються людиною (вуглекислий газ і надлишки водяних парів). Кисень, необхідний для підживлення атмосфери в скафандрі, найзручніше отримувати з хімічних джерел, як це робиться при отриманні кисню, що йде на підживлення повітря кабіни корабля.Якщо використовувати для цього надперекиси лужних металів, то вони, як ми вже знаємо, не тільки виділяють кисень при розкладанні, але одночасно і виробляють очищення повітря від вуглекислого газу.
Відведення надлишків тепла від тіла космонавта, що знаходиться у відкритому космосі в скафандрі, не менш складне завдання, ніж забезпечення її киснем для дихання. Для цього доводиться обладнати скафандр досить складним пристроєм. На тіло космонавта надівається спеціальна сорочка охолодження. Через таку сорочку циркулює за дуже невеликим по діаметру трубок вода. Проходячи через сорочку, вода нагрівається за рахунок тепла, що виділяється тілом космонавта, після чого надходить у радіатор. Радіатор являє собою кілька металевих трубок, укріплених на поверхні скафандра.Трубка радіатора випромінює в навколишній космічний простір тепло, внаслідок чого рідина, що протікає через трубки, охолоджується. Циркуляція води і охолоджуючої сорочці і з радіатора забезпечується насосом, що працює від електромотора. Таким чином, в комплект скафандра, який може забезпечувати незалежне від корабля існування космонавта в космічному просторі, повинен входити і джерело електроенергії, необхідний для живлення електромотора. Найбільш зручним джерелом електроенергії для таких скафандрів є хімічні батареї.
Скафандр в космічному просторі певною мірою виконує роль звичайного земного костюма. Адже на вулицю, особливо в холодну пору року, не вийдеш, не надівши відповідної одягу. Правда, призначення одягу в земних умовах скромніше, ніж скафандра в космосі. Одяг на Землі оберігає організм від охолодження нижче допустимого рівня. Роль скафандра в космічному просторі більш багатогранна і важлива. Одяг шиють з тонких тканин, тому вона не сковує рухів. З яких матеріалів роблять скафандри? Так як скафандр повинен бути герметичним, тобтоне пропускати повітря, його не можна виготовляти з звичайних бавовняних, вовняних або шовкових тканин. Скафандри роблять із спеціальних, повітронепроникних тканин. Але скафандри можна робити не тільки з м'яких тканин. В інших випадках зручніше робити їх з металу.
Скафандри підрозділяються на м'які і жорсткі, залежно від матеріалу, з якого вони виготовлені. До жорстких відносяться скафандри, виготовлені з металевих листів, до м'яких - з тканин. Коли космонавт знаходиться у відкритому космосі, то практично немає причин, які могли б викликати пошкодження тонкої оболонки скафандра. Коли ж космонавт пересувається по поверхні небесного тіла, то небезпека пошкодження оболонки скафандра значно збільшується.Тому для виходу в космічний простір, не пов'язаного з посадкою на поверхню небесного тіла, вважається більш зручним м'який скафандр, для висадки на Місяць або інші тіла сонячної системи зручніше і надійніше жорсткі металеві скафандри.
Слід зазначити, що вже створені тканини зі штучних волокон, які так само еластичні і м'які, як звичайна бавовняна тканина, і в той же час володіють виключно високою міцністю. Скафандри, виготовлені з кількох шарів такої тканини, забезпечують не меншу, а, мабуть, навіть більшу безпеку космонавтів при висадці на Місяць, пересуванні по місячній поверхні, виробництві робіт, запланованих відповідно до програми польоту.
Ми коротко розглянули питання про те, яка небезпека підстерігає людину, що знаходиться в космічному просторі, і які існують заходи боротьби з нею.
Політ у космос вимагає від космонавтів хорошої фізичної підготовки, а також і відмінною технічної підготовки. Програма кожного космічного польоту надзвичайно насичена, і екіпажу космічного корабля доводиться багато працювати для її виконання. Працювати в нових, незвичних для людини умовах, і тому праця ця не тільки почесна, що приносить користь ряду галузей науки, але і важкий, виснажливий. Космонавти, пилотирующие космічні кораблі, здійснюють трудовий подвиг і проявляють при цьому велику мужність і хоробрість.Ось чому всі наші космонавти, які беруть участь у космічних польотах, удостоєні звання Героя Радянського Союзу.
|
| Категорія: Шлях у космос | Додав: 27.09.2016
|
| Переглядів: 3456
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
