Номер 4, страница 133 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

4. Жизнь в состоянии невесомости.

Жизнь в состоянии невесомости — это существование в условиях, когда сила притяжения не создает веса, то есть опорной реакции. Такое состояние достигается не из-за отсутствия гравитации (на высоте орбиты МКС она составляет около 90% от земной), а из-за постоянного свободного падения космического аппарата и всего, что в нем находится, вокруг Земли. Это оказывает глубокое и многогранное воздействие на человеческий организм и быт.

Физиологическое воздействие невесомости на организм

Человеческий организм эволюционировал в условиях постоянной земной гравитации, и ее отсутствие вызывает ряд значительных изменений.

• Сердечно-сосудистая система: В невесомости происходит перераспределение жидкостей в организме. Кровь и лимфа приливают к верхней части туловища и голове, вызывая отечность лица ("одутловатое лицо космонавта") и заложенность носа, в то время как ноги, наоборот, теряют в объеме ("куриные ножки"). Сердцу больше не нужно с усилием качать кровь вверх, что приводит к его детренированности. Объем циркулирующей плазмы крови уменьшается, как и количество эритроцитов, что известно как "космическая анемия".

• Опорно-двигательный аппарат: Это одна из главных проблем длительных полетов. Без постоянной гравитационной нагрузки мышцы, особенно мышцы спины и ног, начинают атрофироваться. Костная ткань также теряет свою плотность со скоростью примерно 1–2% в месяц, так как процесс резорбции (разрушения) кости начинает преобладать над процессом ее формирования. Это чревато развитием остеопороза и повышенным риском переломов по возвращении на Землю.

• Вестибулярный аппарат: В первые дни полета многие космонавты испытывают "космическую болезнь движения" (синдром космической адаптации). Вестибулярный аппарат, отвечающий за равновесие, получает противоречивые сигналы: глаза видят, что "верх" и "низ" относительны, а отолитовые органы во внутреннем ухе не чувствуют направления силы тяжести. Это вызывает головокружение, дезориентацию и тошноту. Обычно через несколько дней мозг адаптируется к новым условиям.

• Нервная система и зрение: Перераспределение жидкости повышает внутричерепное давление, что может приводить к сдавливанию зрительного нерва и небольшой деформации глазного яблока. Это явление, известное как нейро-окулярный синдром, связанный с космическим полетом (SANS), может вызывать ухудшение остроты зрения (дальнозоркость), которое не всегда полностью проходит после возвращения на Землю.

Ответ: Невесомость вызывает системные изменения в организме человека, включая перераспределение жидкостей, атрофию мышц, потерю костной массы и дезориентацию вестибулярного аппарата, что требует специальных мер для поддержания здоровья космонавтов.

Быт и повседневная жизнь в невесомости

Все бытовые действия, привычные на Земле, в космосе требуют специального подхода.

• Передвижение: Космонавты не ходят, а "плавают" внутри станции, отталкиваясь от стен, поручней и оборудования. Движения должны быть плавными и точными, чтобы не потерять контроль и не столкнуться с приборами.

• Питание: Еда и напитки специально подготовлены. Продукты в основном сублимированные (обезвоженные), которые разводятся водой прямо в упаковке. Жидкости пьют из герметичных пакетов с трубочкой. Хлеб заменен лепешками (тортильями), чтобы избежать крошек, которые в невесомости могут попасть в дыхательные пути или вывести из строя электронику. Вся еда прикрепляется к столу липучками или магнитами.

• Гигиена: Принять душ, как на Земле, невозможно — капли воды разлетелись бы по всей станции. Поэтому космонавты используют влажные салфетки, несмываемый шампунь и специальные полотенца. Космический туалет (ассенизационно-санитарное устройство) работает по принципу пылесоса, используя воздушный поток для всасывания жидких и твердых отходов в специальные контейнеры.

• Сон: Чтобы не улететь во сне и не столкнуться с чем-либо, космонавты спят в спальных мешках, которые пристегнуты к стене в каюте. Понятий "лежать" или "стоять" во время сна нет, можно спать в любом положении.

Ответ: Быт в невесомости требует специальной организации: передвижение осуществляется отталкиванием от поверхностей, пища и напитки находятся в специальной упаковке, а для гигиены и сна используются приспособления, адаптированные к отсутствию веса.

Меры противодействия негативным эффектам

Для минимизации вредного воздействия невесомости разработана целая система профилактических мер.

• Физические тренировки: Это ключевой элемент поддержания здоровья. Космонавты на МКС занимаются спортом не менее двух часов в день. В их распоряжении есть беговая дорожка (космонавт пристегивается к ней специальной упряжью, имитирующей вес), велоэргометр и комплексный силовой тренажер (например, американский ARED), позволяющий выполнять упражнения на все группы мышц, создавая нагрузку до 270 кг.

• Нагрузочные костюмы: Для создания осевой нагрузки на скелет в течение дня космонавты могут носить специальные костюмы, такие как российский "Пингвин". Он состоит из системы эластичных жгутов, которые заставляют мышцы постоянно работать, преодолевая сопротивление.

• Медицинский контроль и питание: Состояние здоровья космонавтов постоянно отслеживается. Их рацион сбалансирован и обогащен кальцием и витамином D для борьбы с потерей костной массы. Проводятся эксперименты с фармакологическими препаратами, которые могут замедлить негативные процессы.

Ответ: Для противодействия негативным эффектам невесомости космонавты ежедневно выполняют интенсивные физические упражнения на специальных тренажерах, носят нагрузочные костюмы и придерживаются особой диеты под постоянным медицинским контролем.

Возвращение на Землю и реадаптация

После длительного пребывания в космосе возвращение в условия земной гравитации становится серьезным испытанием для организма.

• Проблемы с координацией и равновесием: Вестибулярный аппарат, отвыкший от гравитации, должен снова адаптироваться. В первые часы и дни после посадки космонавты испытывают сильное головокружение, им трудно стоять и ходить без посторонней помощи.

• Мышечная слабость: Несмотря на все тренировки, мышцы все равно ослабевают. Тело, которое в космосе ничего не весило, вдруг снова становится тяжелым. Даже поднять руку требует значительных усилий.

• Ортостатическая неустойчивость: Сердечно-сосудистая система, привыкшая работать в "облегченном" режиме, не сразу справляется с необходимостью качать кровь к мозгу против силы тяжести. При резком вставании это может привести к падению артериального давления и обмороку.

Процесс реабилитации проходит под строгим наблюдением врачей и может занимать от нескольких недель до нескольких месяцев, в зависимости от продолжительности полета.

Ответ: Возвращение на Землю сопровождается процессом реадаптации к гравитации, который проявляется в мышечной слабости, нарушении координации и проблемах с сердечно-сосудистой системой, требуя длительного периода восстановления.