Что происходит с телом в космосе: невесомость

Представьте, что вы парите

Представьте, что вы внутри Международной космической станции и выпустили из рук ручку: она остаётся в воздухе. Многие думают, что там нет тяжести. На самом деле на высоте 400 километров сила тяжести составляет около 90 процентов земной. Станция и все, кто на ней, падают вокруг Земли, но не приземляются, потому что ещё и летят вбок со скоростью около 7,66 километра в секунду. Когда падаешь вместе со всем вокруг, возникает ощущение невесомости. Откройте песочницу под картинкой и меняйте орбиту: чем ниже станция, тем быстрее ей нужно лететь.

Скорость, период и восходы

Скорость круговой орбиты считают по формуле v = √(GM/r), где GM для Земли равно 3,986 × 10^14, а r — расстояние от центра планеты. Для МКС r = 6 371 + 400 = 6 771 км, и получается v примерно 7,7 км/с, или около 27 600 км/ч. Один виток занимает 2π r / v, примерно 92 минуты. В сутках 1 440 минут, значит экипаж видит 1 440 / 92, то есть около 16 восходов и 16 закатов в день. Поставьте ползунок на 2 000 км, и виток вырастет до примерно 127 минут.

Жидкость, позвоночник и кости

Без веса тело меняется за считаные дни. Кровь и другие жидкости перетекают к голове, поэтому у космонавтов отекает лицо и худеют ноги. Позвоночник перестаёт сжиматься и вытягивается на несколько сантиметров; после возвращения он снова становится короче. Костям и мышцам ничего не нужно держать, и без тренировок кости теряют примерно 1–1,5 процента массы каждый месяц. Поэтому каждый космонавт около двух часов в день занимается на беговой дорожке, велотренажёре и силовом тренажёре.

Маленький корабль, который носишь

За бортом станции воздуха нет совсем, а значит, нет давления, нужного для работы тела. Поэтому скафандр — это личный космический корабль. Он держит воздух под безопасным давлением, даёт кислород, убирает углекислый газ и защищает от крошечных быстрых пылинок. Ему приходится справляться и с температурой: в открытом космосе поверхность на солнце нагревается примерно до +120 градусов Цельсия, а в тени остывает примерно до −150. Для этого в скафандре несколько слоёв изоляции и охлаждающая вода, которая течёт по плотному белью.

Больше излучения

На Земле нас защищает воздушное одеяло. Его вес над каждым квадратным сантиметром равен весу 10 метров воды — это те самые 1 атмосфера из главы о море. Помогает и магнитное поле Земли. На орбите воздух остаётся внизу, под станцией, поэтому космонавты получают заметно больше излучения, чем люди дома. Космические агентства измеряют дозу каждого человека и устанавливают пределы на всю карьеру. Для полётов к Луне и Марсу излучение — одна из главных задач, которые ещё нужно решить.

Огонь возвращения

Чтобы вернуться, капсула должна сойти с орбиты и встретить воздух на скорости около 7,7 километра в секунду. Воздух перед ней сжимается так сильно, что раскаляется. Теплозащита, которая рассчитана на медленное выгорание, снаружи может нагреваться до примерно 1 600 градусов Цельсия, а экипажу внутри остаётся комфортно. Парашюты замедляют капсулу, а небольшие двигатели смягчают последнее касание. После месяцев на орбите космонавт приземляется с тяжёлыми ногами и внутренним ухом, которому снова нужно учиться различать верх и низ.

На орбите