Бег боком на Луне может стать ключом к созданию индивидуальной искусственной гравитации
В жизни мало что можно сказать наверняка. Но кажется весьма вероятным, что люди будут исследовать лунную поверхность в течение следующего десятилетия или около того, оставаясь там на недели, а возможно, и на месяцы. Этот факт сталкивается с чем-то, в чем мы уверены. Когда люди проводят время в условиях низкой гравитации, это сказывается на их организме.
Что можно сделать?
Ученые изучили влияние микрогравитации и низкой гравитации на организм. тело человека. Возникает ряд проблем, таких как атрофия мышц и деминерализация костей. Страдает сердечно-сосудистая система, а также нервный контроль позы и движений тела. Но хотя исследователи узнают все больше и больше о последствиях, решения отстают.
Новая статья, опубликованная в Королевском обществе открытой науки, предлагает новое, низкотехнологичное решение этих проблем. Его название: «Горизонтальный бег внутри круглых стен лунных поселений: комплексная мера противодействия деградации в условиях низкой гравитации?» Ведущий автор — Альберто Минетти, профессор физиологии Миланского университета.
Минетти и его соавторы отмечают, что конкретные упражнения для решения конкретных проблем могут быть не лучшим подходом. Вместо этого упражнения для всего тела могут стать мощным инструментом для поддержания здоровья космонавтов.
«Вместо того, чтобы тренировать только отдельные группы мышц, упражнения для всего тела, такие как передвижение, кажутся лучшими кандидатами», — объясняют они. Однако с этим есть проблема. «Но при гравитации Луны как «маятниковая» ходьба, так и подпрыгивающая походка, такая как бег, демонстрируют аномальную динамику на более высоких скоростях», — пишут они.
Аномальная динамика означает, что астронавты не получают особой пользы от такого типа упражнений. . Этому препятствует «… дисбаланс между кинетической и потенциальной энергией центра масс тела», пишут авторы.
Это означает, что его нельзя использовать для выполнения тех же упражнений, которые он обеспечивает. на Земле.
«Кроме того, метаболические потребности подпрыгивающих походок снижаются под действием гравитации Луны, что ограничивает их потенциальный стимул для кардиореспираторной подготовки», — объясняют авторы.
Некоторый потенциал есть. Существуют решения, которые помогут лунным астронавтам сохранить здоровье в условиях низкой гравитации. Один из них — центрифуга, в которой вращательное движение имитирует гравитацию, побуждая организм поддерживать мышечную и костную массу. Но они энергозатратны и непрактичны.
Авторы предлагают новое решение. Вы когда-нибудь видели Стену Смерти?
«Здесь мы предлагаем новое решение: обитатели Луны смогут бегать внутри вертикальных круглых стен, следовательно, движение параллельно поверхности Луны», — пишут авторы.
Упражнения в Стене Смерти (WoD) помогут сохранить мышечную массу, плотность костей, работоспособность сердечно-сосудистой системы и нервный контроль.
На Земле гравитация слишком сильна, чтобы люди могли бегать по сторонам Мира Мира. Это могут сделать только моторизованные транспортные средства и велосипеды. Но на Луне более слабая гравитация делает их практичными.
Исследователи смоделировали лунный Мир Мира и проверили эффективность бегущих в нем субъектов. Они наняли WoD на один день и использовали банджи-шнуры, чтобы уменьшить массу тела участников, имитируя более низкую гравитацию Луны.
В испытаниях приняли участие два участника: 36-летний мужчина и 33-летняя женщина. Банджи были настроены таким образом, чтобы каждый участник весил одну шестую веса своего тела. Ремни разгружали одну сторону тел испытуемых, чтобы еще больше имитировать лунные условия. Данные каждого участника из WoD были объединены с данными беговой дорожки для получения надежных результатов.
После входа в WoD и подключения к ремням эксперимент выглядел так.
Участники быстро освоили необычные движения, необходимые для горизонтального бега внутри WoD.
«Этот процесс потребовал всего 5 –8 попыток и позволили им начать бежать без посторонней помощи», — пишут авторы. Участники «… завершили свое выступление, безопасно замедлив темп и спустившись из горизонтального положения на стене в вертикальное на полу WoD, без каких-либо травм», — объяснили они.
По словам авторов. они успешно продемонстрировали основы использования WoD для поддержания здоровья лунных астронавтов.
«Мы впервые продемонстрировали, что люди могут безопасно бегать горизонтально в условиях низкой гравитации внутри цилиндра размером с земной «WoD», посредством управляемой скоростью, самогенерируемой более высокой искусственной гравитации», — объясняют они.
Исследователи уверены, что идея «Стены смерти» может помочь лунным астронавтам справиться с хроническими последствиями лунной гравитации. . В то же время они осознают небольшой размер выборки и другие ограничения исследования.
«В заключение, осознавая небольшой размер выборки, грубость получения кинематики в таком своеобразном полевой эксперимент, и что для уточнения этой темы потребуются специальные исследования постельного режима, мы уверены в наших выводах», — пишут они в своем заключении.
Хотя нормальный бег на Луне невозможен, WoD предоставляет способ получить преимущества от ежедневного бега на коротких тренировках WoD.
Участники, использующие WoD, создали «… достаточно высокую (латеральную) самогенерируемую искусственную гравитацию, вероятно, способную поддерживать, в течение нескольких коротких, почти «земной» бег по кругу в день, приемлемая кардио-моторная подготовка и минеральный статус костей, что полезно для локального передвижения и работы, подготовки к длительному путешествию на Марс и возвращения домой в хорошем состоянии».
В низкотехнологичных решениях сложных проблем есть элегантность. Решением проблемы низкой гравитации Луны мог бы стать простой WoD вместо сложного энергоемкого устройства, такого как центрифуга.
«Все это с использованием недорогого и пассивного объекта, уже построенного в их круговом обитаемом доме. единиц», — заключают авторы.
Эта статья была первоначально опубликована в журнале Universe Today. Прочтите оригинал статьи.
