Популяризатор науки Дерек Мюллер в сотрудничестве с National Geographic принял участие в испытаниях на самолете, имитирующем условия микрогравитации, чтобы на практике оценить вызовы, ожидающие колонистов Марса. Эксперимент в «рвотной комете» (Vomit Comet) позволил воссоздать условия свободного падения и пониженного притяжения, характерные для Луны и Красной планеты.
🏀 Жизнь на Марсе: баскетбольное кольцо и «лёгкие» прыжки 0:12
Полет по параболической траектории позволяет на короткие промежутки времени (около 30 секунд) создать условия микрогравитации или имитировать притяжение других небесных тел. В то время как перелет до Марса займет около восьми месяцев в полной невесомости, на самой планете условия несколько иные.
Ключевые факты о гравитации вне Земли:
- Гравитация на поверхности Марса составляет примерно 37% от земной.
- Средний прыгун на Марсе сможет находиться в воздухе в два раза дольше, чем на Земле, что позволит без труда закладывать мячи в стандартное баскетбольное кольцо.
- На Луне притяжение составляет всего 1/6 от земного, что открывает возможности для невероятных акробатических трюков без сильной усталости.
💪 Биологическая цена невесомости: атрофия и потеря костей 1:34
Дерек Мюллер подчеркивает, что отсутствие привычного веса тела делает даже простые движения бесполезными для поддержания физической формы. На Земле вес руки составляет около 5% от общего веса тела, поэтому простое ее поднятие уже является микро-тренировкой. В космосе этот стимул исчезает.
Последствия длительного пребывания в условиях низкой гравитации:
- Атрофия мышц: Исследования показывают, что мышечная масса может сократиться на 20% всего за 5–11 дней космического полета.
- Хрупкость скелета: Астронавты теряют от 1% до 2% костной массы в месяц, преимущественно в нижних конечностях. Это в 10 раз быстрее, чем происходит при остеопорозе у пожилых людей на Земле.
- Режим тренировок: Обычные веса в космосе бесполезны, поэтому используется эластичное сопротивление. На МКС астронавты вынуждены тренироваться по 2,5 часа ежедневно, привязывая себя эластичными тросами к беговой дорожке.
💧 Коварство жидкостей и гигиена в космосе 2:42
В условиях невесомости силы поверхностного натяжения воды становятся доминирующими. Это превращает привычные гигиенические процедуры в сложнейшее инженерное и бытовое испытание. Вода буквально облепляет лицо и тело, не стекая вниз, что делает умывание, принятие душа, чистку зубов и использование туалета крайне затруднительными процессами.
🌀 Парадоксы физики: эффект Джанибекова 3:50
Мюллер наглядно демонстрирует действие теоремы промежуточной оси (также известной как эффект Джанибекова) на примере вращающегося диска с отверстием. В условиях микрогравитации объект, вращающийся вокруг оси со средним моментом инерции, начинает периодически переворачиваться на 180 градусов.
Суть явления заключается в том, что вращение вокруг промежуточной оси нестабильно: любое минимальное возмущение заставляет объект менять ориентацию, вращаясь вокруг других осей. Этот эффект часто наблюдается на МКС с Т-образными рукоятками.
☢️ Радиация и «световое шоу» в закрытых глазах 4:55
Одной из самых серьезных угроз для колонистов является космическая радиация. Дерек описывает феномен, с которым сталкиваются астронавты: даже с закрытыми глазами они иногда видят вспышки света.
Ученые предполагают, что это реакция организма на тяжелые частицы или вспышки энергии из глубокого космоса, которые проходят сквозь глазное яблоко или воздействуют напрямую на зрительный нерв. Для защиты корабля от радиации Мюллер предлагает использовать:
- Специальную изоляцию корпуса.
- Слои воды, которая является отличным поглотителем радиации.
🧬 Эволюционный вызов: станем ли мы новым видом? 6:38
Помимо долгосрочных угроз, существует проблема быстрой адаптации — морская болезнь и тошнота из-за смены гравитационных режимов. Тело человека эволюционировало миллионы лет в условиях ускорения свободного падения $9,8 м/с^2$, и мозг не всегда справляется с новыми сигналами от вестибулярного аппарата.
Тем не менее, Дерек Мюллер утверждает, что для обеспечения долгосрочного выживания человечество обязано стать мультипланетарным видом. Он предполагает, что если колонии на Марсе станут реальностью, то в долгосрочной перспективе эволюция человека может пойти в совершенно ином направлении под влиянием марсианских условий.
В качестве интересного нюанса отмечается, что современные скафандры весят около 310 фунтов (около 140 кг). На Марсе в таком снаряжении человек будет ощущать себя примерно так же по весу, как на Земле без него, что парадоксальным образом поможет сохранить мышечную массу и плотность костей.
