Věda a technika v pozadí
Gyroskop
Teorie
Stav beztíže astronauti nacvičují ve velkých vodních nádržích nebo při parabolickém letu ve speciálně upravených letounech.
Jak vzniká beztížný stav? Jestliže se pohybujeme v gravitačním poli směrem dolů volným pádem, pak nám setrvačná síla uděluje zrychlení směrem vzhůru a na nás působí síla rovná rozdílu sil, která je nulová.
Beztížný stav můžeme nasimulovat na pár sekund pomocí speciálně upraveného letadla při parabolickém letu. Ten probíhá tak, že letadlo zvedne přední část a stoupá pod úhlem 47°, při této fázi letí letadlo po přímce a pasažéři pociťují téměř dvojnásobné přetížení (1,8G). Pak letadlo zamíří na parabolickou trajektorii, kde jsou všechny síly kompenzovány (tah motoru kompenzuje odpor vzduchu, vztlak křídel je kompenzován záporným úhlem náklonu křídel) a na letadlo působí jen gravitační síla – letadlo padá volným pádem pod úhlem 42°. Vše je ve stavu beztíže po dobu 22 s. Po dobu dalších 25 s pasažéři opět pociťují dvojnásobné přetížení. Tato doba je nutná k dosažení běžných letových parametrů.
Průběh parabolického letu.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Velká zrychlení v kosmonautice vyjadřujeme v tzv. jednotkách "G", kde 1 G = 9,80665 m s–2. Při jízdě na horské dráze dosahuje velikost zrychlení krátkodobě hodnoty až 3G, tj. asi 30 m s–2. Znamená to, že vaše pětikilová hlava najednou váží 15 kg. Fyziologické působení zrychlení na člověka se projevuje dvěma směry. Jednak ztěžuje pohyby těla a jednak způsobuje přelévání krve v těle (překrvení a odkrvení). Nejmenší výdrž má lidské tělo ve směru nohy – hlava (negativní přetížení). V tomto směru člověk trvale nevydrží ani 1G. V opačném směru (hlava – nohy) vydrží po dobu až stovky sekund přetížení až 3G. Nejlépe člověk snáší přetížení ve směru hruď – záda (po dobu desítek sekund snese 15 až 20g). V této poloze proto obvykle létají astronauti. Velké hodnoty přetížení se nacvičují na centrifugách a dezorientace v Techmanii na Gyroskopu. Předchůdcem gyroskopu byla tzv. Machova židle, kterou sestrojil Ernst Mach. Židle byla uchycena v masívním rámu a umožňovala rotaci ve směru dvou na sebe kolmých os.
Machova židle.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.
Vesmírná nemoc (nebo také syndrom adaptace na stav beztíže) je velmi nepříjemný průvodce při letech astronautů, která se projevuje žaludečními nevolnostmi, očními klamy a dezorientací. Vyvolává ji nepřizpůsobení organismu na změny v gravitačních poměrech, jako je například přechod do beztížného stavu během letu do vesmíru. To ovlivňuje lidskou prostorovou orientaci a vyžaduje přizpůsobení mnoha fyziologických mechanismů, kterých se účastní rovnovážný systém astronauta.
