Почему космонавты плавают на космической станции? Разве гравитация там не работает?
Когда мы наблюдаем за астронавтами, мы видим, как они свободно парят в кабине. Это связано не с недостатком гравитации, а с явлением микрогравитации.
Микрогравитация означает минимальное возникновение гравитационных сил, уменьшенных другими силами. Это происходит в космосе, вызывая невесомость. Это приводит к тому, что тяжелые предметы кажутся намного легче - в микрогравитационной среде мы можем перемещать тяжелые предметы только кончиком пальца.
Но давайте начнем с начала...
Как работает гравитация?
Гравитация - это сила, которая притягивает нас к земле, держит нас близко к поверхности, не давая нам "оторваться", как и земной атмосфере.
В космосе есть гравитация?
Хотя нам кажется, что в космосе нет гравитации, слабые влияния происходят повсюду. Это силы тяжести, которые держат Луну на орбите и Землю на орбите Солнца. Силы притяжения ослабевают по мере того, как объекты отходят друг от друга.
Теоретически космический корабль может уйти от Земли так далеко, что мы почувствуем почти нулевую гравитацию. Однако это не является причиной левитации объектов на космической станции. Космическая станция находится всего в 320-400 километрах от поверхности нашей планеты, в месте, где еще очень сильна земная гравитация. Человек весом 45 кг на Земле, на Международной космической станции, будет весить чуть меньше - около 41 кг.
Так почему же объекты и астронавты левитируют?
Потому что они в свободном падении. Гравитация притягивает все объекты с одинаковой силой, независимо от их размера. Когда вы бросаете стальную наковальню и перышко на землю, гравитация притягивает их с той же скоростью.
Так почему же мы видим что-то совершенно другое в жизни? Из-за воздуха, который в качестве дополнительного фактора блокирует свободное падение, изменяя скорость спуска объектов. Но если бы этот фактор был устранен, оба объекта достигли бы земли одновременно.
И так происходит с экипажем космического корабля - и люди, и циркулирующие вокруг них предметы находятся в постоянном свободном падении на землю.
Так почему же космическая станция не падает на землю?
Земная гравитация притягивает объекты к своей поверхности. Он также действует на космической станции, заставляя ее двигаться - падать на землю. Но станция также движется, и очень быстро. Настолько быстро, что его движение "вписывается" в кривизну планеты.
Когда мы бросаем мяч перед собой, сила тяжести приводит к тому, что мяч, наконец, падает на землю, двигаясь по изогнутой, круговой линии. Космический корабль движется на орбите Земли по одной и той же кривой линии. Кроме того, с нужной скоростью, заставляя кривую, вызванную падением, приспосабливаться к кривизне земли. Ровно 7 800 метров в секунду!
Таким образом, станция продолжает падать, даже не приближаясь к поверхности земли. Точно так же Луна остается на орбите Земли - она также находится в постоянном свободном падении вокруг нашей планеты.
Почему микрогравитация имеет значение?
НАСА проводит исследования в области микрогравитации для объяснения того, как она воздействует на людей и другие объекты в космосе. Микрогравитация воздействует на организм человека - в космосе мышцы и кости космонавтов ослабевают.
Учитывая, что астронавты проводят много месяцев в микрогравитационной среде, необходимо надлежащим образом исследовать это явление для обеспечения их безопасности и здоровья во время полетов.
Эффект микрогравитации можно увидеть и в других процессах - огонь, горящий в космосе, формирующийся не так, как на Земле, - более округлый. Кристаллы приобретают более симметричную форму.
НАСА не только изучает феномен микрогравитации как таковой, но и проводит ряд других экспериментов в условиях микрогравитации, которые позволяют нам наблюдать явления, которые невозможно было бы анализировать на Земле.
Можно ли испытывать микрогравитацию на земле?
Примеры микрогравитации также можно найти на земле. НАСА использует самолеты, чтобы создать это явление на земле. Микрогравитация создается, когда самолет движется в волновом движении - один раз вверх и один раз вниз. В момент спуска пассажиры самолета будут находиться в состоянии медленного спуска примерно 20-30 секунд.
Микрогравитация
Самый простой способ для каждого из нас испытать медленный спуск - это сесть на американские горки. В моменты спуска и будет действовать микрогравитация.
