احساس بی وزنی فضانوردان

 

جاذبه چیست؟

جاذبه نیرویی است که تمام اشیا و موجودات روی زمین را به سمت زمین جذب می‌کند این نیرو اشیای مسطح کره را نگه داشته و از شناور شدن آنها در فضا جلوگیری می‌کند جاذبه به اشیا و نیز بدن ما وزن می‌دهد. با دور شدن از زمین نیز نیروی جاذبه کاهش می‌یابد؛ اما آیا می‌توان گفت که جاذبه در فضا صفر است و به همین علت فضانوردان احساس بی وزنی می‌کنند؟ پاسخ منفی است.

*جاذبه در فضا وجود دارد که اگر غیر از این بود ایستگاه فضایی بین المللی به دور زمین نمی‌چرخید و در فضا رها می‌شد. ایستگاه فضایی به دور زمین می‌چرخد چرا که وابسته به جاذبه زمین است اما قدرت جاذبه زمین در آن ارتفاع حدود ۱۱ درصد کمتر از جاذبه سطح زمین است.=بی وزنی..

برای درک بهتر این موضوع نردبانی را تصور کنید که ارتفاع آن به ماهواره‌های ایستگاه فضایی می‌رسد. اگر در بالای این نردبان قرار بگیرید وزن شما ۱۱ درصد کمتر می‌شود؛ یعنی کسی که بر روی سطح زمین ۴۵ کیلوگرم باشد، در بالای نردبان ۴۰ کیلوگرم وزن خواهد داشت.

وامادلیل بی وزنی در فضا ....

تا اینجا متوجه شدیم که درفضا نیز جاذبه وجود دارد ولی با شدت کمتری.

بی وزنی چگونه بوجود می آید ؟

تاکنون بارها فضانوردان را در حالت بی وزنی فضا دیده ایم که بدون احساس هیچگونه مشکلی همچون یک بادکنک در محیط ایستگاه های فضایی به این سو و آن سو می روند.

چرا فضانوردان چنین احساسی دارند؟

بسیاری مردم بر این باورند که دلیل این امر نبود اکسیژن و هوا در محیط بیرون جو است؛ یا اینکه به این دلیل که در ارتفاعی که فضانوردان قرار دارند، گرانش زمین بسیار ناچیز است.

اما تمامی اینها دلایل مناسبی برای توضیح علت پدیده بی وزنی نمی باشند. 

*دلیل اول.. به این دلیل کاملاً نادرست است که نبود هوا هیچ ارتباطی با موضوع نیروهای کششی زمین که وزن را می سازند، ندارد.

*دلیل دوم.. نیز به راحتی با یک مثال ساده نقض می شود. ایستگاه های فضایی که فضانوردان در آن اقامت دارند، تنها حدود 360 کیلومتر از سطح زمین فاصله دارند و اگر در چنین فاصله اندکی قرار باشد گرانش زمین ناچیز باشد، پس چرا ماه که در فاصله حدود 380000 کیلومتری زمین

واقع شده است، میلیاردها سال است

که در دام گرانشی زمین است ؟

دوباره همان داستان نردبان را در نظر بگیرید. اگر شما بر روی نردبان ایستاده باشید، احساس بی وزنی نمی‌کنید چون نردبان شما را به سمت بالا هُل می‌دهد و از افتادن شما جلوگیری می‌کند. ولی اگر از بالای نردبان به پایین بپرید، در این حالت احساس بی وزنی می‌کنید البته تا زمانی که به زمین برسید. درست مانند سقوط آزاد.

به همین دلیل است که فضانوردان احساس بی وزنی می‌کنند، چون فضاپیمایی که درون آن هستند همواره در حال سقوط است.

قطعاً اکنون این سؤال در ذهن شما پدید آمده است که اگر فضاپیما همواره در حال سقوط است پس چرا با زمین برخورد نمی‌کند و برروی زمین سقوط نمی‌کند؟

دلیل سقوط نکردن آن‌ها این است که فضاپیماها با سرعت بسیار زیاد در حرکت به دور زمین در یک مسیر خمیده هستند. اگر زمین یک خط مستقیم و صاف بود و حالت کروی نداشت، قطعاً فضاپیماها و شاتل‌های فضایی بر روی زمین سقوط می‌کردند.

اما در این حالت زمین با جرم عظیمی که دارد فضاپیما و فضانوردان درون آن را به سمت خود می‌کشد، ولی در اثر حرکت دایره‌ای که فضاپیما دارد، نیروی دیگری به آن وارد می‌شود که اندازه آن برابر نیروی گرانش وارده از زمین است ولی جهت آن برعکس نیروی گرانش است که به آن نیروی گریز از مرکز گفته می‌شود و در این حالت برآیند نیروهای وارده به فضاپیما و فضانوردان درون آن برابر صفر خواهد بود و سقوط فضاپیما اتفاق نمی‌افتد و هم چنین فضانوردان درون آن احساس بی وزنی می‌کنند.

##زندگی فضانوردان در حالت بی وزنی چگونه است؟

عامل بی‌وزنی زندگی فضانورد را دچار اشکال می‌کند. اگر وی تصمیم به حرکت بگیرد پایش از روی زمین بلند شده و شناور خواهد ماند چنانچه مایعی را درون ظرف بریزد از کناره آن خواهد ریخت، ابزارها و سایر وسایل در فضا غوطه‌ور می‌مانند، چند هفته در بی‌وزنی بر چگونگی کارکرد اندام بدن تأثیر می‌گذارد. فضانوردان برای زندگی در شرایط بی‌وزنی دارای وسایل مخصوصی هستند.

#وامانتیجه گیری کلی :

*بنابراین علت پدیده بی وزنی ....
شرایط مشابه بی وزنی را بارها خودمان در سطح زمین امتحان کرده ایم.

برای مثال زمانی که سوار آسانسوری که با سرعت در حال پایین آمدن است می شوید، احساس سبک شدن می کنید؛ و یا در حالی که در اتومبیل نشسته اید و خودرو با سرعت از یک سراشیبی پایین می آید نیز چنین احساسی را دارید.انگارتوی دلمون خالی میشه .ویحالت بدی پیدامیکنیم .اوکییی

دلیل تمام این موارد حرکت با شتاب به سمت زمین است؛ بدین ترتیب اگرچنانچه شتاب حرکت ما به سمت زمین با شتاب گرانشی زمین (9/8 کیلومتر بر مجذور ثانیه) برابری کند، آنگاه کاملاً احساس بی وزنی می کنیم. چنین شرایطی را سقوط آزاد می نامند. در واقع فضانوردان نیز در سقوط آزاد به سر می برند !

اما چرا هیچگاه آنان در زمین سقوط نمی کنند ؟

تصویر شبیه سازی شده جهت نمایش شرایط بی وزنی؛

نیروی شماره 1، نیروی وارد شده توسط زمین بر ماهواره و نیروی شماره

2، نیروی اولیه ای است که توسط موشک بالابرنده بر ماهواره تحمیل شده است،

برآیند این دو نیرو، همانگونه که بصورت خط شماره 3 نشان داده شده است،

نیرویی است که ماهواره را به سمت زمین هدایت نمی کند، بلکه مسیر آنرا بصورت یک مدار (خط زرد رنگ) ترسیم می کند.

در واقع اگر نیرویی که به فضانوردان در حین پرتاب از سطح زمین توسط موشک بالابرنده به آنها وارد شده است را حذف کنیم؛ آنها سریعاً به سمت زمین سقوط خواهند کرد. وجود چنین نیرویی باعث شده است که فضاپیماها در مدار به گرد زمین حرکت کنند که این مدار، همان مسیر سقوط آزاد آنهاست.

تصویر بالا بخوبی این مساله را نشان داده است. فضانوردان نیز پیش از اعزام به فضا، شرایط بی وزنی را تجربه می کنند.

همانطور که در بالا اشاره کردم .آنها ابتدا سوار بر هواپیمایی می شوند که تا ارتفاع بسیار زیادی اوج می گیرد، سپس موتورهای خود را خاموش کرده و به مدت حدود 20 ثانیه سقوط می کند، در این مدت 20 ثانیه است که به آنان احساس بی وزنی داده می شود.
اقامت طولانی مدت در شرایط بی وزنی، تاثیرات نابهنجاری را برای بدن به بار می آورد که در پستهای قبلی (سالهای پیش )به آنها اشاره شد.

                «پایان ».....