8 interesujących faktów o najbliższej przestrzeni
Niedawno, po raz pierwszy od 1976 r., Księżycowy „Yuytu” z powodzeniem wylądował na powierzchni księżyca. Mistrzostwo człowieka w kosmosie trwa nieprzerwanie, ale nawet w najbliższym kosmosie, jego własnym, niezwykłym i wciąż nie w pełni wyjaśnionym przez naukę, prawa
Kula ognia
Na Ziemi płomień ma wydłużony kształt z powodu grawitacji. Cząsteczki gazów, które są częścią powietrza, są przyciągane do planety w taki sam sposób, jak inne obiekty, które mają masę. Dlatego im bliżej powierzchni, tym więcej cząsteczek gromadzi się w tej samej przestrzeni..
Ogień ogrzewa otaczające powietrze, to znaczy sprawia, że cząsteczki poruszają się szybciej. Przyspieszone gazy rozpraszają się we wszystkich kierunkach z płomienia i zderzają się z wolniejszymi, czyli zimnymi cząsteczkami. W dolnej części światła jest ich więcej, a sprinterzy, uderzając w niespiesznych towarzyszy, jakby w ścianę, wyskakują na szczyt, gdzie gęstość gazu jest mniejsza. Powolne cząsteczki docierają do pustej przestrzeni, w tym tlenu, dzięki czemu ogień płonie.
Taki ruch gazów nazywa się konwekcją, a przy nieważkości jest to niemożliwe, ponieważ gęstość gazów jest taka sama w całej objętości (na przykład ISS). Dlatego ogień na stacji kosmicznej (na szczęście) bardzo się pali. Płomień nie jest wydłużony, ale wygląda jak piłka. Co więcej, ogień szybko gaśnie, ponieważ cząsteczki tlenu nie mają czasu na dotarcie do niego na czas, a produkty spalania, przeciwnie, są zbyt wolne.
W otwartej przestrzeni świeca lub zapałka w ogóle nie spłonie, ponieważ w przestrzeni międzygwiezdnej prawie nie ma tlenu (słowo „prawie” oznacza, że nadal istnieją tam cząsteczki, ale może być wiele milionów kilometrów od jednego do drugiego).
Wrząca bańka
Naukowcy wiedzieli o tym, co stanie się na orbicie z płomieniem, zanim astronauci przeprowadzą prawdziwe eksperymenty w nieważkości. Ale nie mieli takiej pewności co do zachowania cieczy - jest to zazwyczaj jedna z najtrudniejszych sekcji fizyki z równaniami, które często nie pasują do strony dziennika. Dowiedz się, co stanie się na orbicie z zawartością wrzącego czajnika, zdecydowali naukowcy z Uniwersytetu Michigan. Wymyślili wiele eksperymentów, które załogi pięciu misji promów kosmicznych wykonały w latach 1992–1996. Zamiast wody astronauci używali czynnika chłodniczego opartego na freonie, który wrze w niskich temperaturach - nauka, a leczenie oparzeń na orbicie jest znacznie trudniejsze niż na Ziemi..
Okazało się, że przy zerowej grawitacji wrząca ciecz zamienia się w gigantyczną bańkę, która rośnie, pochłaniając mniejsze pęcherzyki, które powstają przypadkowo. Fizycy nie są do końca pewni, dlaczego wrząca woda orbitalna wygląda dokładnie tak, ale wierzą, że przyczyną jest wciąż brak konwekcji i „odłączenie” siły Archimedesa. W opisującej go formule jest masa, a przy zerowej grawitacji wynosi ona zero..
Szkodliwy szampan
Bez mocy Archimedesa niemożliwe jest nie tylko kąpiel (zgodnie z legendą, naukowiec odkrył zasadę nazwaną od niego właśnie podczas zabiegów wodnych), ale także cieszy się Coca-Colą lub piwem. Napoje gazowane mają charakterystyczny smak dzięki dwutlenkowi węgla, który wydobywa się z cieczy w postaci pęcherzyków. Przy zerowej grawitacji CO² nie jest wypychana z napojów i pozostaje w nich rozpuszczona, nawet po uderzeniu w żołądki astronautów. Nie da się wyrwać dwutlenku węgla ani go w jakiś sposób pozbyć, więc piwo, a tym bardziej szampan na orbicie, powoduje pewne kłopoty, ale biznesmeni myślą o astronautach: australijski browar 4-Pines wraz z firmą badawczą Sabre Astronautics opracował piwo o niskiej zawartości CO² . Aby zrekompensować brak „magicznych baniek”, należy bardziej nasycić smak..
Nieskończony kryształ
Bez konwekcji w zerowej grawitacji ogień nie pali się, a astronauci muszą kierować powietrze przez stację za pomocą wentylatorów, w przeciwnym razie nawet pot na czole nie wyparuje. Ale jest jeden proces, w którym brak konwekcji jest korzystny, to wzrost kryształów..
Piękne wielościany powstają z roztworu substancji, gdy atomy lub cząsteczki z cieczy łączą się z istniejącymi kryształami. Ciecz, która utraciła część substancji, staje się mniej gęsta, a na Ziemi jest wypychana w górę, to znaczy następuje konwekcja. Stały ruch cieczy nie daje kryształowi wzrostu. Nie ma konwekcji w zerowej grawitacji, dlatego sześciany i czworościany (na przykład minerał zeolitowy) rosną do bardzo dużych rozmiarów..
Stracił wapń
Animowane istoty są zbudowane z tych samych cząsteczek i atomów, co materia nieożywiona, dlatego anomalna (w umyśle Ziemi) zmiana praw fizyki wpływa na nie. Ponadto najbardziej złożone systemy biochemiczne i fizjologiczne istot żywych również reagują na nieważkość..
Na przykład podczas pierwszych długich lotów kosmicznych okazało się, że w nieważkości wapń jest bardzo intensywnie wypłukiwany z kości. Przez miesiąc na orbicie astronauci tracą co najmniej 1,5% masy kostnej. Przyczyny tego nieuniknionego procesu nie są do końca jasne. Naukowcy sugerują, że przypadek, przynajmniej częściowo, może być taki, że mechanizmy odpowiedzialne za utrzymanie kości w stanie normalnym są zorientowane na bodźce zewnętrzne, w tym stałą grawitację. Gdy znika, systemy, które ewoluowały w ciągu grawitacji planety przez miliony lat, zawodzą..
Nie mniej szkodliwa nieważkość wpływa na mięśnie. Na Ziemi muskulatura działa nawet wtedy, gdy oglądamy telewizję lub śpimy. W przestrzeni mięśnie prawie się wyłączają i bardzo szybko „kurczą się”. Kiedy 10 grudnia 1982 r. Anatolij Berezowoj i Valentin Lebiediew powrócili z orbity po rekordowej w tym czasie misji - ponad 211 dni - musieli zostać przeprowadzeni ze statku Soyuz T-7. Astronauci zanikają mięśnie i dopiero po intensywnym kursie rehabilitacji mogli normalnie chodzić.
Zakaźne bakterie
Niektóre stworzenia w stanie nieważkości zamieniają się w potwory. W 2006 roku załoga promu „Atlantis” zajęła orbitę bakterii Salmonella typhimurium, głównych winowajców zatruć u ludzi i zwierząt. Niebezpieczne stworzenia zostały zapakowane w specjalne pojemniki, astronauci musieli jedynie obniżyć tłok, aby Salmonella wpadła do pojemnika z bulionem odżywczym. Równolegle ten sam eksperyment został przeprowadzony przez ekspertów na Ziemi. Przed powrotem kosmiczne mikroby zostały naprawione specjalnym związkiem, dzięki czemu ich wygląd i DNA pozostały takie same jak w kosmosie..
Po zbadaniu salmonelli przywiezionej przez astronautów naukowcy odkryli, że w porównaniu z bakteriami lądowymi 167 genów zaczęło inaczej działać od nich i zmieniła się intensywność syntezy 73 białek. Te adaptacje były odpowiedzią na stres nieważkości i znacznie zwiększyły zakaźność S. typhimurium. W kosmosie mikroorganizmy mają aktywowane geny odpowiedzialne za tworzenie biofilmów - asocjacji bakterii, do których ani komórki odpornościowe, ani antybiotyki nie mogą przedostać się. Dlatego w długich misjach, takich jak Mars, ludzie powinni uważać nie tylko na promieniowanie lub obcych, ale także na „rodzime” bakterie..
Kwitnąca róża
Rośliny są szczególnie zakłopotane bez grawitacji, ponieważ ich korzenie, łodygi i gałęzie „uczą się”, gdzie się rozwijać, koncentrując się na atrakcyjności Ziemi - zjawisko to nazywa się geotropizmem. Ale flora ma jedną sztuczkę, dzięki której astronauci od dawna rozbijali łóżka na orbicie: rośliny mogą określać kierunki w górę iw dół również za pomocą źródła światła. Biorą żarówkę na słońce i sięgają po nią, kompensując brak grawitacji. Niemniej jednak nieważkość wpływa na fizjologię roślin.
W 1998 roku astronauta-odkrywca John Glenn posadził różową Overnight Sensation („nocne uczucie”) na orbicie, aby zbadać, jak będzie pachniał poza Ziemią. Okazało się, że w zerowej grawitacji kwiat emanuje zupełnie innym zapachem. I chociaż w kosmosie róża pachniała słabiej, główne składniki odpowiedzialne za charakterystyczny aromat - alkohol fenyloetylowy, cytronellol, geraniol i metyloheranian - wyróżniały się bardziej. Później japońska firma Shiseido odtworzyła kompozycję perfumeryjną róży rosnącej na orbicie w aromacie Zen..
