Учёные рассказали, можно ли уже сейчас создать искусственную гравитацию в космосе
- Торин Кларк считает, что технических препятствий нет; наиболее реальным вариантом специалисты называют центрифугу радиусом 1,8–3 метра.
- По данным команды Кларка, большинство людей адаптируются к 20–30 оборотам в минуту, если скорость вращения повышать постепенно в течение нескольких дней.
- Неизвестны нужная скорость вращения и длительность сеансов; в экспериментах 30 минут в центрифуге ежедневно частично сохраняли мышечную функцию.
Почему это важно: Искусственная гравитация могла бы предотвратить потерю костной и мышечной массы, тромбы и проблемы со зрением при длительной невесомости.
В космосе невесомость вызывает проблемы со зрением, костями и мышцами. Один из способов решить это — создать искусственную гравитацию. Насколько это реально?
Изображение: Торин Кларк
Торин Кларк, доцент аэрокосмической инженерии в Университете Колорадо в Боулдере, уверен: технических препятствий для создания искусственной гравитации нет. По его словам, это вполне осуществимо в самом ближайшем будущем. Его коллега Ана Диас Артилес из Техасского университета A&M добавляет, что интерес к этой теме то вспыхивает, то угасает. Когда появляется финансирование, ученые NASA и других организаций активно изучают, как воплотить идею в жизнь. Когда деньги заканчиваются, работа останавливается. За время своей карьеры она наблюдала несколько таких циклов. Показательный пример: центрифуга для МКС шириной 2,5 метра должна была отправиться на станцию, но проект отменили в 2005 году из-за нехватки бюджета.
Сегодня специалисты рассматривают три основных подхода. Первый — классическое вращающееся кольцо, знакомое по фильму »2001: Космическая одиссея». Жилые отсеки вращаются вокруг центра, создавая силу, похожую на земное притяжение. Радиус здесь большой, поэтому не нужно быстро крутиться. Огромный минус — масштаб. Такую конструкцию невозможно вывести на орбиту одним кораблем. Потребуется собрать ее из множества модулей, доставленных по отдельности. Второй вариант — центрифуга с небольшим радиусом (short-radius centrifuge). Это труба радиусом от 1,8 до 3 метров. Человек садится или встает внутри, головой к центру вращения. Вращение прижимает его к полу. Такое устройство не заменяет жилой отсек, а используется как тренажер. Диас Артилес сравнивает его с беговой дорожкой на МКС: пришел, позанимался 30 минут, вышел. Третий способ — линейное ускорение. Корабль постоянно разгоняется, и пол давит на ноги, как в машине, которая набирает скорость. Чтобы затормозить, корабль разворачивается и включает двигатели в обратную сторону. Проблема в том, что для этого нужен двигатель, способный работать без остановки. По словам Диас Артилес, таких технологий пока нет.
Самый реальный вариант — центрифуга с небольшим радиусом. Она дешевле и проще в изготовлении. Главный недостаток — быстрое вращение вызывает иллюзию Кориолиса. Человек чувствует, будто падает или кувыркается, когда наклоняет голову. Это вызывает тошноту. Кларк и его команда выяснили: если постепенно увеличивать скорость вращения — не за один раз, а за несколько дней — человек привыкает. По их данным, большинство людей могут адаптироваться к 20–30 оборотам в минуту.
Остается открытым вопрос, как именно применять гравитацию. Ученые спорят, нужно ли создавать ее постоянно или достаточно коротких сеансов. Неясно, с какой скоростью должна вращаться центрифуга и сколько времени человек должен в ней проводить. Длительная невесомость приводит к потере костной и мышечной массы, снижению выносливости, образованию тромбов и проблемам со зрением из-за перераспределения жидкости в глазах. Искусственная гравитация могла бы это предотвратить, но сколько именно ее нужно — неизвестно. В экспериментах на добровольцах, которые лежали в постели с наклоном головы вниз (так ученые имитируют влияние невесомости на организм), выяснилось: 30 минут в центрифуге в день частично сохраняют мышечную функцию. Кларк считает, что этого может быть мало. Возможно, потребуется час или два часа в день и более высокая перегрузка. Но такие исследования дорогие и долгие. Диас Артилес признает: концепция интересна, но четкого ответа пока нет. Главное препятствие — не технологии, а понимание, как лучше использовать гравитацию, и недостаточное, а также нестабильное финансирование подобного рода исследований.
