Многое из того, что мы видим в своём окружении, мы считаем неизменными фактами жизни. Но теперь, когда мы расширяем наши знания о космосе, мы обнаруживаем, что некоторые из этих истин не являются настолько универсальными, как мы когда-то думали.
10. Отрыжка
В нормальных условиях, сила тяжести заставляет жидкость собираться в нижней части вашего желудка, а газы подниматься наверх. Поскольку в космосе нет силы тяжести, чтобы это произошло, космонавты, как правило, испытывают то, что называется «мокрой отрыжкой». Простая отрыжка может легко спровоцировать вытеснение из желудка всей жидкости, которую гравитация не может удерживать.
Из-за этого, Международная космическая станция не запасает газированные напитки. Даже если бы они употреблял подобные напитки, гравитация не заставила бы газы подняться на поверхность напитка, как это происходит на Земле, поэтому содовая не становилась бы выдохшейся так быстро, а у пива не образовывалась бы шапка.
9. Скорость
Фотография: Крис Хадфилд (Chris Hadfield)
В космосе случайные куски мусора движутся на такой большой скорости, что наш мозг едва ли может разобрать, чем они являются. Эти миллионы крошечных кусочков мусора вращаются вокруг Земли. Они движутся со средней скоростью 35 500 километров в час. При таких высоких скоростях вы никогда не сможете увидеть приближающийся объект. Загадочные дыры будут просто появляться в соседних структурах, если вам достаточно повезет, и они не появятся в вас.
В прошлом году астронавт на борту Международной космической станции сделал фотографию отверстия в огромных солнечных панелях станции. Отверстие почти наверняка является результатом воздействия одного из этих крошечных обломков, размер которого, вероятно составлял лишь миллиметр или два в диаметре. Но не волнуйтесь, НАСА ожидает таких столкновений, и защита на корпусе станции специально сделана так, чтобы выдержать подобное воздействие.
8. Производство алкоголя
Далеко в космосе, недалеко от созвездия Орёл (Aquila), плавает гигантское облако газа с 190 триллионами литров алкоголя. Существование облака бросает вызов многому из того, что по нашему мнению было возможно. Этанол является сравнительно сложно образующейся молекулой ещё и в таких больших количествах, и температура в космосе настолько низка, что реакции, необходимые для производства спирта теоретически не должны происходить вообще.
Учёные воссоздали условия космоса в лаборатории и объединили два органических химических вещества при температуре -210 градусов по Цельсию. Химические вещества, определенно отреагировали, причём примерно в 50 раз быстрее, чем они сделали бы это при комнатной температуре, а не с гораздо меньшей скоростью, как ожидали учёные.
Причиной этого может быть квантовое туннелирование. Благодаря этому явлению, частицы принимают свойства волн и поглощают энергию из окружающей среды, что позволяет им преодолевать барьеры, которые в противном случае удерживают их от реакции.
7. Статическое электричество
Статическое электричество может совершать довольно дикие вещи. Например, на видео, приведённом выше, можно увидеть, как капельки воды вращаются вокруг статически заряженной спицы. Электростатические силы работают на расстоянии, и эта сила притягивает предметы в этом направлении, точно так же как сила тяжести притягивает планеты, заставляя капельки находиться в постоянном состоянии свободного падения.
Статическое электричество является гораздо более мощным, чем некоторые из нас, вероятно, думают. Учёные работают над созданием притягивающего луча на статическом электричестве с целью очистки космического мусора. Всё именно так, та сила, которая бьёт вас, когда вы дотрагиваетесь до двери зимой, может подпитывать футуристические космические пылесосы. Постоянно растущее облако космического мусора вращается вокруг Земли, и этот луч может захватить кусок мусора и буквально швырнуть его в космос.
6. Зрение
Двадцать процентов космонавтов, которые жили на Международной космической станции, сообщили о потере остроты зрения, как только они вернулись на Землю. И мы до сих пор, по сути, не знаем, почему это происходит.
Мы привыкли думать, что это происходит из-за того, что в результате низкой гравитации жидкости организма смещаются вверх в череп и увеличивают внутричерепное давление. Однако новые данные говорят нам о том, что эта потеря может быть связана с полиморфизмом. Полиморфизмы являются энзимами, которые немного отклоняются от нормы, и они могут повлиять на то, как тело обрабатывает питательные вещества.
5. Поверхностное натяжение
Мы обычно не замечаем поверхностное натяжение на Земле, потому что гравитация обычно перевешивает его. Тем не менее, при удалении тяжести поверхностное натяжение становится гораздо более сильным. Например, когда вы отжимаете тряпку для мытья посуды в космосе, вместо того, чтобы упасть вода уцепится за ткань, принимая форму трубки.
Если вода ни за что не цепляется, она принимает форму сферы благодаря своему поверхностному натяжению. Космонавты должны соблюдать осторожность при обращении с водой, так как у них в помещении в конечном итоге могут оказаться крошечные бусинки воды, плавающие повсюду вокруг них.
4. Физические упражнения
Все мы слышали о том, что мышцы космонавтов атрофируются в космосе, и для противодействия этим эффектам космонавты должны заниматься физическими упражнениями гораздо чаще, чем можно было бы подумать. Космос, конечно, не для слабаков, и вам, возможно, придётся тренироваться, как культуристам, чтобы избежать образования костной структуры, как у 80-летнего человека. На самом деле, НАСА назвало занятие физическими упражнениями «приоритетом номер один для здоровья в космосе». Не укрывание себя от солнечного излучения или уклонение от смертоносных астероидов, а лишь простые, ежедневные тренировки.
Без этого режима космонавты возвращаются на Землю не просто немного слабее. Они могут потерять столько костной и мышечной массы, что они не смогут даже ходить, когда вновь подвергнутся гравитации. И в то время как вы можете нарастить мышцы обратно без особых проблем, костную массу восстановить невозможно.
3. Микробы
Каково же было наше удивление, когда мы послали образцы сальмонеллы в космос, и они вернулись в семь раз смертоноснее, чем когда мы их отправляли. Это оказалось поистине тревожной новостью для здоровья наших космонавтов, но это заставило учёных выяснить, как победить сальмонеллы, как в космосе, так и на Земле.
Сальмонелла может измерить «движение жидкости» (турбулентности жидкости вокруг неё), и она использует эту информацию для того, чтобы определить своё местоположение в организме человека. Будучи свободно плавающей в кишечнике, она обнаруживает быстрое движение жидкости и пытается продвинуться в сторону стенки кишечника. Когда она добирается до стенки, она обнаруживает медленное движение воды, и стремится закопаться в стенку и попасть в кровоток. В условиях невесомости, бактерии постоянно ощущают медленное движение воды, поэтому они постоянно пребывают в активном, вирулентном состоянии.
Изучая гены сальмонеллы, которые активируются в условиях низкой силы притяжения, учёные установили, что высокие концентрации ионов могут подавлять бактерии. Дальнейшее исследование может привести к нахождению вакцин и методов лечения отравления сальмонеллой.
2. Радиация
Солнце представляет собой гигантский ядерный взрыв, но магнитное поле Земли защищает нас от самых вредных лучей. Текущие полёты в космос, в том числе посещения Международной космической станции, находятся в пределах магнитного поля Земли, и защитные экраны оказались вполне способными блокировать выбросы Солнца.
Однако космонавты, которые отправятся дальше в космос, будут полностью подвержены радиации. Если мы когда-нибудь захотим отправиться на Марс или установить космическую станцию на орбите Луны, мы будем иметь дело с высокоэнергетическими фоновыми частицами, которые долетели до нас с далёких умирающих звёзд и сверхновых звёзд. Когда такие частицы попадают на существующие защитные экраны, они создают своего рода шрапнель, которая даже более опасна, чем сама радиация. Ученые работают над разработкой средств защиты от излучения от более лёгких элементов, которые будут препятствовать образованию этих частиц шрапнели при ударе.
1. Кристаллизация
Японские учёные наблюдали за тем, как кристаллы формируются в условиях микрогравитации, ударяя по кристаллам гелия акустическими волнами в условиях искусственной невесомости. Как правило, для того, чтобы кристаллы гелия заново сформировались после распада, должно пройти довольно много времени, но эти кристаллы были приостановлены в сверхтекучей жидкости, которая течет без какого-либо трения. В результате гелий быстро сформировался в кристалл неестественно большого размера - 10 миллиметров в поперечнике.
Похоже, что космос даёт нам возможность выращивать более крупные кристаллы, более высокого качества. Мы используем кристаллы кремния почти во всей нашей электронике, поэтому это знание в конечном итоге может привести к улучшению электронных устройств.
