Как невесомость меняет человека и для чего она науке

Питание в космосе

А может быть, путешественники в космосе вообще полностью перейдут на синтетическую пищу или будут питаться только за счет выращиваемых на борту корабля растений и животных?

Пока что биологи активно разрабатывают такой источник пищи космонавтов, как некоторые виды бактерий, в частности, водородные. Последние не только содержат питательные вещества, необходимые человеку, но и быстро развиваются в такой естественной для физиологии человека жидкости, как моча — она содержит мочевину, минеральные соли и комплекс органических соединений. Водородные бактерии легко превращают мочевину в белок. Для этого им необходимы лишь минеральные соли, водород и сравнительно небольшое количество кислорода.

Излучение в космосе

Излучение в космосе опаснее радиации

На людей, находящихся на борту Международной космической станции, ежедневно воздействует радиация, чей уровень в десять раз превышает обычный уровень на Земле. Людей на Земле от космического излучения защищает атмосфера нашей планеты. Без нее, помимо прочего, повышается риск повреждения нашей нервной системы, что может обернуться «нарушением когнитивных функций, сокращением моторных функций и изменениями в нашем поведении». Кроме того, космическое излучение может вызывать лучевую болезнь, симптомы которой проявляются в виде тошноты, рвоты, анорексии и постоянной усталости.

К сожалению, наука пока не придумала бескомпромиссной защиты от воздействия космического излучения. При этом постоянное его воздействие в конечном итоге может привести к развитию рака и других хронических заболеваний. Это лишь один из тех фактов, с которым нужно просто смириться, если вы все-таки захотите когда-нибудь покинуть этот голубой шарик.

Может ли микрогравитация убить?

В кораблях тесновато

На первый взгляд может показаться, что невесомость – это одна из самых приятных вещей, связанных с космическими путешествиями, однако не стоит недооценивать микрогравитацию и ее влияние на биологические системы человека.

Нехватка гравитации в космосе ослабляет и делает менее эффективной нашу сердечно-сосудистую систему. Вместо того чтобы как обычно и без особых усилий распределять кровь по всему нашему организму, ее неэффективная работа позволяет крови концентрироваться в голове и груди, что существенно повышает риск развития артериальной гипертензии (постоянно высокого артериального давления). В более серьезных случаях, когда вследствие невесомости снижается эффективность подачи и распределения кислорода в организме, повышается риск развития сердечной аритмии.

Даже на космической станции на следить за здоровьем

Так как мышечная активность в условиях микрогравитации существенно снижается (мышцам не нужно бороться с земной гравитацией), некоторые главные мышцы организма при долгом нахождении человека в космосе начинают атрофироваться. Потеря мышечной массы и ее прочности являются непременным бонусом каждой долгоплановой космической миссии. Именно поэтому членам экипажа Международной космической станции предписано в обязательном порядке ежедневно выполнять в течение пары часов физические упражнения, направленные на укрепление икроножных мышц, квадрицепсов, а также мышц шеи и спины.

SN 1987A

Сверхновая звезда, которая вспыхнула на довольно близком расстоянии от Земли, примерно в 168 тысяч световых лет. Свет вспышки, произошедшей на окраине туманности Тарантул, дошел до нашей планеты лишь в 1987 году.

Примечательно, что вспышку, достигшую пика яркости в мае 1987 года, можно было наблюдать невооруженным глазом.

Красоту SN 1987A придают два неярких кольца. Они симметрично расположились в космическом пространстве на месте взрыва звезды-предшественника — голубого сверхгиганта Sanduleak. Остывая, атомы углерода, кремния и кислорода, находящиеся в кольцах, будут связываться между собой, образуя молекулы и пыль. Астрономы ведут пристальное наблюдение за местом взрыва. Но пока, ни нейтронная звезда, ни черная дыра учеными не обнаружены.

4

Эволюция человека в космосе

На самом деле даже временное пребывание в невесомости уже меняет нас. Помните знаменитое исследование двух астронавтов-близнецов Скотта и Марка Келли? Один из них провел на борту МКС почти год, в то время как второй был на Земле. По возвращении Скотта с МКС оказалось, что в его теле многое изменилось, вплоть до бактерий в кишечнике. Подробнее об этом увлекательном эксперименте читайте в нашем материале. Более того, астронавтам даже после нескольких месяцев пребывания в космосе могут потребоваться годы, чтобы восстановить организм после воздействия микрогравитации.

К изменениям, которые происходят с течением времени в условиях микрогравитации, относится потеря плотности костной ткани; без постоянного стресса, который гравитация накладывает на ваши кости, они теряют плотность примерно в 10 раз быстрее, чем это делает остеопороз – заболевание в результате которого из костей вымывается кальций, в результате чего они становятся хрупкими. Существуют также анатомические изменения в глазах, микроструктурные изменения в головном мозге и даже изменения в микробиоме кишечника. Хотя все эти физиологические изменения дают нам некоторое представление о том, какое воздействие на эволюцию Homo Sapiens оказывает окружающая среда, эти изменения затрагивают только отдельных людей (астронавтов), у которых, похоже, вскоре после возвращения на Землю все возвращаются к норме, даже если занимает несколько лет.

Если нам удастся покорить космос, то череда эволюционных изменений неизбежна

Однако с точки зрения эволюция подобные изменения – лишь мгновение. Но не только окружающая среда определяет дальнейший путь эволюции человека. Культура – то, как мы живем, и выбор, который мы делаем – также играет определенную роль в покорении космоса и может ускорить развитие событий. Таким образом культура, технологии и естественный отбор окажут влияние на ход эволюции человека, который покорит космос. Но какими мы можем стать? Научная фантастика утверждает, что отсутствие гравитации неизбежно приведет к появлению людей с хрупкими костями, но ученые считают иначе – как пишет ScienceAlert, наибольшие изменения на кости оказывает напряжение во время родов. Мало того, что сам процесс родов труден, так еще и минералы для роста ребенка часто берутся из костей матери, что неизбежно приводит к снижению плотности костной ткани. Таким образом, женщины с большей вероятностью переживут беременность и роды в космосе и, возможно, будут иметь более плотные кости, что позволит им производить на свет здоровое потомство.

Однако необходимо отметить, что если в ближайшее время мы не решим проблему космической радиации – влияние которой оказывает пагубное влияние на состояние всего организма, а также разрушает мозг, то ни о какой колонизации других планет не может быть и речи. Я бы сказала, что сегодня это главная проблема, отделяющая нас от возможности путешествовать хотя бы внутри Солнечной системы. Кроме того, мы не можем учесть вообще все факторы, которые могут оказать влияние на эволюцию человека, по причине того, что не будем знать, какие факторы вступят в игру, а какие нет.

Европа

Следы водяных выбросов на Европе, снимки телескопа Хаббл

Небезызвестный спутник Юпитера – Европа – довольно холодное (-160 °C — -220 °C) небесное тело, покрытое толстым слоем льда. Однако, ряд результатов исследований (движение коры Европы, наличие индуцированных токов в ядре) все больше приводят ученых к мысли о существовании жидкого водного океана под поверхностными льдами. Причем в случае существования, размеры этого океана превышают размеры мирового океана Земли. Разогрев этого жидкого водяного слоя Европы скорее всего происходит посредством гравитационного влияния Юпитера, которое сжимает и растягивает спутник, вызывая приливы. В результате наблюдения за спутником были также зафиксированы признаки выбросов водяного пара из гейзеров со скоростью примерно 700 м/с на высоту до 200 км. В 2009-м году американским ученым Ричардом Гринбергом было показано, что под поверхностью Европы имеется кислород в объемах, достаточных для существования сложных организмов. Учитывая другие указанные данные о Европе, можно с уверенностью предположить о возможности существования сложных организмов, пусть подобных рыбам, которые обитают ближе ко дну подповерхностного океана, где судя по всему расположены гидротермальные источники.

Космос раскрывает свои тайны

Освоение космического пространства и тезисы сильно расходятся, в зависимости от характера подаваемой информации. Безусловно, происходит этот процесс постепенно. На самом деле, каждый этап, просто звучащий на словах, подразумевает годы кропотливой работы. Более того, это десятки миллиардов вложенных средств. С этой целью, в ход идёт всё, начиная от новейших материалов, заканчивая теориями и догадками. Пожалуй, профессия космонавтов является одной из наиболее рискованных в мире.

Несомненно, освоение космоса на фото восхищает и впечатляет. Но это делают лишь наиболее отважные люди, обладающие мощным запасом здоровья, способностью принимать сложные решения в экстренных ситуациях. К тому же, благодаря орбитальным телескопам, МКС и множеству других проектов, было получено множество систематизированных данных. Именно они составляют базу знаний человечества об этом неизведанном месте. В конце концов, даже у солидных ученых больше вопросов, чем ответов. Несмотря на то, что они занимаются раскрытием тайн. А освоение космоса, как глобальная проблема, рассматривается многими странами. Между тем, они не имеют даже собственных космодромов.

Немного истории

Есть предположения, что жизнь появилась из неживой материи и до настоящего времени тесно с ней взаимодействует. А сама неживая материя является частью природы, из-за чего нередко и человека связывают с космосом. Так какое влияние оказывает космос на жизнь людей?

Мы живем в космическом пространстве. Но отличаемся от химических элементов звезд. Человеческие тела наполнены кислородом, углеродом, магнием, азотом и фосфором, чего не скажешь про состав звезд. Они в основном состоят из тяжелого гелия. Но люди всегда поднимали свой взор к небу и искали в нем ответы на свои вопросы. И в настоящее время немало ученых занимается тем, что изучают влияние космоса на Землю и жизнь людей.

Пьянство и психические расстройства

Согласно политике безопасности того времени, NASA говорило об официальном запрете употребления астронавтами алкоголя за 12 часов перед тренировочными полетами. Действие этого правила также негласно предполагалось и на время космических полетов. Однако после вышеописанного инцидента, NASA возмутила такая беспечность астронавтов, что агентство решило сделать это правило в отношении космических полетов официальным.

Бывший астронавт Майк Маллэйн рассказал однажды о том, что астронавты употребляли алкоголь перед полетом для дегидратации организма (алкоголь обезвоживает), чтобы в конечном итоге снизить нагрузку на мочевой пузырь и в момент запуска внезапно не захотеть в туалет.

Свое место среди опасностей в рамках космических миссий имел также и психологический аспект. Во время космической миссии Skylab 4 астронавтам настолько «надоело» общаться с центром управления космическими полетами, что они почти на сутки отключили радиосвязь и игнорировали поступающие от NASA сообщения. После этого инцидента ученые стараются определить и решить потенциальные негативные психологические эффекты, которые могут возникнуть в рамках более стрессовых и продолжительных миссий к Марсу.

Зачем нужно покорение космоса человеком

В данный момент эксперты выделяют большое количество причин для этого. Не только тяга к знаниям движет проекты освоения человеком космического пространства:

Выживание. В определенной ситуации человечество может оказаться на грани исчезновения. Предполагается, что спасти остатки цивилизации поможет только эвакуация на другую планету.

Добыча полезных ископаемых. Считается, наиболее ценными залежами обладают астероиды. Соответственно, поэтому освоение человеком космического пространства играет экономическую роль. Редкоземельные металлы не настолько редки в других звездных системах. Таким образом, это позволит решить множество проблем.

Возможность противостоять глобальным угрозам. Сейчас в данный ранг возведены кометы и астероиды. Ранее эти теории лишь пугали зрителей с экранов телевизора, но упавший в 2013 году Чебаркульский метеорит под Челябинском показал всю мощь космических тел.

Поэтапное освоение космического пространства

В данный момент люди смогли покорить лишь околоземные орбиты. А более дальние пространства открылись лишь необитаемым аппаратам. Завораживающие картинки освоения космоса лишь передаваемые радиотелескопами кодированные изображения. Процент изучения ничтожно мал, но уже это является весомым вкладом. Стоит отметить, что освоение космоса и мирового океана схоже. Ведь перед человечеством стоят действительно безграничные задачи.

Результаты и цели

В данный момент успехи
были достигнуты лишь в исследованиях астероидов и комет, Солнца, а также
близлежащих планет. Всё остальное строится на теориях, подтверждения которых
придётся ждать ещё очень долго.

Следующий этап – это дальние планеты Солнечной системы. Затем выход из неё и переход в другие галактики. Но ни одна из современных земных технологий не в состоянии создать что-то пригодное для подобных путешествий. Следовательно, необходим революционный прорыв.

Выделять этапы строго нельзя. Потому что всё находится в стадии формирования, систематика дисциплин постоянно меняется. К тому же, довольно часто отдельные фрагменты предыдущих наработок полностью перечёркиваются новыми открытиями.

Наука и космос

Наука об освоении космического пространства называется космонавтикой. Пожалуй, это наиболее сложная дисциплина, требующая множество научно-исследовательской работы, больших вложений средств и высшего уровня подготовки учёных.

Небанальные факты про Вселенную, которые не только унесут в космос, но и могут и озадачить.

В нашей Вселенной существует масса удивительных и невероятных вещей, заставляющих нас понять, насколько мы малы по сравнению с абсолютными просторами космоса. Многие из нас так заняты повседневной жизнью, работой и заботами о семье, что на изучение того, что там происходит, просто нет времени.

К счастью, пользователи Quora собрали некоторые из лучших умопомрачительных фактов о нашей Вселенной, чтобы все могли ознакомиться с ними, не тратя часы на чтение научных журналов.

Мы в 1Gai.Ru собрали для вас самые интересные комментарии. То, что вы прочитаете, потрясет вас и вдохновит, вызовет чувство удивления окружающим миром и тем, что находится за пределами нашей планеты.

Развитие ловкости

На изображении ниже зеленым цветом показан мозжечок. Эта область мозга отвечает за координацию движений — чем она активнее, тем лучше человек удерживает равновесие. Судя по всему, в условиях невесомости мозжечок космонавтов активно тренируется, потому что на томографических снимках он сильно отличался от той же области мозга обычных людей. То есть, космическая среда положительно повлияла на координацию движений космонавтов и этот эффект оказался долгосрочным. Через какое время он исчезнет и исчезнет ли вообще, ученым пока не ясно. Возможно, они смогут выяснить это в ходе будущих исследований.

Зеленым цветом показан мозжечок

Карл Саган в поисках внеземных существ

«Какова бы ни была причина того, что вы находитесь на Марсе, я рад, что вы здесь, и желал бы быть с вами».

Такая надпись нанесена на памятник, который можно найти на красной планете, если, оказавшись на ней, вбить координаты 19°20′ с. ш., 33°33′ з. д.

Мемориальная станция Карла Сагана на Марсе. Фото сделано марсоходом Соджорнер

(Фото: nasa.gov)

Собственно, само это место известно под названием «Мемориальная станция Карла Сагана», то есть посвящена человеку, который всю жизнь соблазнял человечество на масштабные космические миссии для поисках внеземной жизни и дальнейшей экспансии

Карл Саган сумел удачно совместить в себе рассудочную строгость ученого с романтическим стремлением донести как можно большему количеству людей богатство научного мира и важность исследований космоса

С одной стороны, когда он оказался частью проектов NАSА по исследованию планет Солнечной системы, то сумел решить загадку высокой температуры на Венере. Также ученый объяснил цвет Титана и понял, с чем связаны сезонные изменения на поверхности Марса.

С другой стороны, Саган со страстью отдавался и проектам, граничащими с визионерством. В частности, вместе с советским астрономом Иосифом Шкловским ученый создал программу SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) — масштабный проект, посвященный поиску радиосигналов внеземных цивилизаций. И если Шкловский уже в 70-е годы в проекте разочаровался (см. его статью «О возможной уникальности разумной жизни во Вселенной»), то Саган до конца жизни продолжал верить, что внеземной сигнал будет пойман.

Но, пожалуй, самой значимой деятельностью в жизни ученого, которая в какой-то момент заслонила собой все остальное, стала популяризация науки. Сам Саган в книге «Мозг Брока» так объяснял свой поворот в эту область: «У людей есть огромный неудовлетворенный интерес к глубоким научным вопросам. Популярность псевдонауки — это укор школам, прессе и коммерческому телевидению за скудость, сухость и неэффективность научного образования , и нам, ученым, за то, что мы не стремимся популяризовать нашу сферу деятельности».

Для научной проповеди (современники часто критиковали его за то, что науку он превратил едва ли не в религиозный культ) Саган использовал любые доступные на тот момент средства. Он часто выступал на телевидении. Чуть ли каждый год выпускал новую книгу. Писал бесчисленные статьи и давал столь же бесчисленные интервью.

Но главным его детищем стал телесериал «Космос: персональное путешествие», снятый киностудией Wаrner Brothers по одноименной книге, написанной Саганом в 1985 году.

Эпизод из сериала «Космос» Карла Сагана

Этот проект не только принес ученому еще большую известность, но и перевернул само представление о том, как можно снимать научно-популярные фильмы о космосе — так, чтобы они привлекали многомиллионную аудиторию по всему миру.

4 июля 1997 года на Марсе высадился самоходный ровер «Sojourner». На протяжении трех месяцев он передавал на Землю изображения с поверхности красной планеты, превратив эти снимки в едва ли не главный инфоповод того лета. Одним из главных инициаторов этой миссии вновь оказался Карл Саган. Правда, до самой высадки дожить ему было не суждено. Самый страстный космический мечтатель XX века умер в декабре 1996 года, удостоившись памятной таблички, которая стоит теперь на Марсе.

«Мы вошли, почти не заметив этого, в эпоху самых беспрецедентных исследований и открытий со времен Ренессанса, — писал Карл Саган в «Мозге Брока». — Мне кажется, что практическая польза сравнительной планетологии для наук, изучающих Землю, ощущение приключения, которое вызывает исследование других миров у общества, почти лишенного возможности приключений, философский смысл поиска космической перспективы — вот чем запомнится наше время в конечном итоге. Спустя столетия, когда наши насущные политические и социальные проблемы будут казаться такими же далекими, какими кажутся нам сейчас проблемы войны за австрийское наследство, наше время, возможно, будут вспоминать главным образом за один факт: это была эпоха, когда население Земли впервые вступило в контакт с окружающим космосом».

Что будет с человеком в космосе без скафандра

Прямо как в фильме «Гравитация»

Давайте на минуту представим, что во время ваших космических путешествий вам по какой-то случайности пришлось оказаться в открытом космосе без скафандра и доступного поблизости космического корабля. Что будет с вашим телом? Из-за отсутствия давления в космосе, примерно через 10 секунд все жидкости, находящиеся вашем организме, начнут закипать и испаряться. Примерно через 15 секунд в вашей кровеносной системе полностью израсходуется весь кислород. Прожить в космосе в таком состоянии вы сможете максимум две минуты, пока повреждения для вашего организма не окажутся критическими. Правда прожить эти две минуты вы сможете только в том случае, если вы не сделаете вдох. Потому что как только вы его сделаете, то воздух, остающийся в ваших легких, заставит их расшириться, а затем просто разорвет на части. Поэтому если вы действительно оказалась в такой ситуации, то первое, что вам нужно сделать, – это выдохнуть. Возможно, проживете на несколько секунд дольше. Но и это еще не все.

Вас также ожидают другие «бонусы» в виде закипающей слюны на вашем языке, солнечных ожогов и кесонной болезни. Несмотря на то, что в космосе температура может быть и как экстремально высокой, так и экстремально низкой, ваше тело не превратится в ледышку. По крайней мере так скоро, как это показывают в фантастических фильмах. Сначала вы полностью высохнете под воздействием космического излучения. Разложения можно не бояться, так как в космической среде нет бактерий. Затем, со временем и в зависимости от температуры, ваше тело полностью замерзнет или мумифицируется.

Манипуляция мозгами космонавтов

Одна из трудностей в изучении влияния космоса на интеллект космонавтов, в частности космическое излучение, заключается в том, что многие факторы, влияющие на них, обусловлены стрессовой обстановкой космического корабля. Эти факторы включают многие проблемы. Это нарушенный сон, тяжелые умственные нагрузки, высокий уровень углекислого газа и микрогравитация. В среднем, космонавты спят менее 6 часов в сутки. И должны концентрироваться и тренироваться в течение нескольких часов в день.

Типичная экспедиция на Марс будет длиться около трех лет. Это означает, что космонавты будут находиться в ограниченном пространстве с группой людей в течение очень долгого времени. Без возможности вести в режиме реального времени общение с семьей и друзьями с Земли. В настоящее время несколько компаний по заказу НАСА разрабатывают как лекарственные препараты, так и разнообразные методики для преодоления таких проблем.

В ситуации, когда космонавты учатся решать свои межличностные конфликты только с помощью компьютерной терапии и психоактивных веществ, будет трудно предсказать, что может случиться, если эти способы будут неэффективны или вызовут зависимость. Смогут ли космонавты сотрудничать и эффективно работать в течение нескольких месяцев, если они будут зависеть от таких методов лечения?

Влияние космоса на Землю и жизнь людей

Люди во все времена пытались постичь загадки космоса и изучить его влияние на земную жизнь. Однако, даже с появлением современной техники влияние космоса на планету Земля изучено недостаточно. Самая ближайшая часть космоса – это Солнечная система. Именно о ее воздействии известно более всего.

  1. Под влиянием космоса происходит притяжение Луны, Солнца и Земли, и осуществляются приливно-отливные явления в Мировом океане. В морях и океанах два раза в сутки вода поднимается, заливая низкие берега, и два раза опускается. Такие подъем и спад воды называются приливами и отливами.

Это воздействие космоса на планету Земля человек научился использовать в своей жизни. Приливы и отливы дают людям бесплатную энергию, которая вырабатывается на экологически чистых предприятиях – приливных гидроэлектростанциях.

Приливная электростанция во Франции

  1. Влияние космоса проявляется также в поступлении тепла на нашу планету. Эту энергию мы получаем от Солнца, которая служит источником тепла и основным двигателем процессов, происходящих на планете. Без этого мы и другие живые организмы не смогли бы существовать.

Олень 

Во все края исходит излучение от небесного светила. При остывании Солнца наш мир окунется в темноту. Не будет тепла, и живые организмы погибнут от холода. Наступила бы еще одна эпоха оледенения.

Существует и другая сторона влияния Солнца из космоса на Землю. Ее излучение содержит в себе большое количество ультрафиолета. Наша планета защищена озоновым экраном, через который проникает лишь небольшая доля ультрафиолетового излучения.

При всем при этом, если в этом экране будут дыры, то живые организмы получат ожоги различной тяжести. Человек оказывает большое влияние на космос, и постепенно озоновый экран истончается. Этому способствует загрязнение нашего места обитания. Поэтому необходимо решать экологические проблемы на нашей планете для сохранения жизни.

  1. Солнце посылает на Землю потоки заряженных частиц. Из глубин космоса в верхние слои земной атмосферы проникают невидимые глазом лучи, которые оказывают влияние на жизнь людей. Эти потоки порождают на Земле магнитные бури, полярные сияния и так далее.

Во многом на организм человека оказывают влияние магнитные бури, зарождающиеся в космосе.

На них обычно реагируют люди с заболеваниями сердечно-сосудистой и нервной систем. У них при этом могут появляться головные боли, повышается или понижается артериальное давление, наступает быстрая утомляемость, могут быть обмороки.

  1. Земля в силу всемирного тяготения проявляет свое влияние на небесные тела, и другие небесные тела из космоса воздействуют на ее жизнь. Например, на поверхность Земли могут падать метеориты, принося разрушения. В 1908 году это произошло с Тунгусским метеоритом, который образовал при падении огромный кратер, и вследствие взрыва были уничтожены в этом районе деревья.

Влияние дальнего космоса на жизнь людей и планеты Земля не изучено достаточно хорошо. Человечество издавна изучает Вселенную и ее интересует вопрос: а есть ли жизнь на других планетах? Пока есть только предположения ученых, что на каждый миллион звезд приходится одна обитаемая планета. Возможно в ближайшем будущем эти тайны и загадки Вселенной будут разгаданы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector