Introducción al contenido del informe manuscrito de física.

La física es una disciplina que estudia las leyes más generales del movimiento material y la estructura básica de la materia. Echemos un vistazo al contenido y la información del manuscrito de física.

1. ¿Es difícil para los astronautas conciliar el sueño en condiciones de ingravidez?

Esta es una cuestión que vale la pena discutir, porque hay muchos motivos que afectan el sueño. En primer lugar, es necesario distinguir si los astronautas trabajan en el espacio en un turno o en dos turnos. En la Estación Espacial Internacional y en la mayoría de los transbordadores espaciales, todos los astronautas duermen al mismo tiempo. Cuelga sus sacos de dormir en los lugares que les gusta dormir, como paredes, esquinas, techos, etc. Cuando los astronautas trabajan por turnos, como en algunos transbordadores espaciales, incluido el Laboratorio Espacial, los astronautas duermen en una pequeña litera que, una vez cerrada, puede aislarse del ruido del estudio. Al principio, los astronautas se sintieron un poco incómodos, como si estuvieran acostados en una caja de zapatos estrecha, y la mayoría de los astronautas tenían la ilusión de que sus espaldas se sentían cómodas durante 10 a 15 segundos. Sin embargo, cuando planeas dormir, debes acostumbrarte a la falta de sensación en la espalda y los costados, y al hecho de que estás flotando en el saco de dormir, simplemente suspendido boca abajo por la cuerda, de ahí la somnolienta sensación de gravedad. No existe y algunos astronautas aún no están acostumbrados. Estaban sin dormir y tan nerviosos que tenían que comer para dormir. Otros duermen profundamente incluso en estas circunstancias únicas. Lo que hay que agregar es: si su cabeza está en un lugar no ventilado mientras duerme, el dióxido de carbono exhalado se acumulará cerca de su nariz. Cuando el dióxido de carbono en su sangre alcance un cierto nivel, aparecerá un sistema de alarma en la parte posterior. de su cabeza. Sonará una advertencia que hará que se despierte y sienta falta de aire. En este momento, puedes dar algunos pasos o cambiar de lugar y volver a quedarte dormido.

2. ¿Los astronautas sienten alguna sensación especial cuando usan ropa en el espacio?

A excepción de los requisitos especiales de comodidad y seguridad, los trajes espaciales de los astronautas no suelen ser diferentes de los que usamos en la Tierra. Por ejemplo, la ropa debe estar confeccionada con materiales resistentes al fuego. Cuando se lleva un traje espacial en condiciones de ingravidez, el astronauta en realidad está flotando en el traje. Sólo cuando el traje toca la piel el astronauta siente que lleva ropa.

3. ¿Es divertido flotar en el espacio?

Todos los astronautas piensan que flotar en el espacio es muy interesante una vez que se adaptan al entorno de microgravedad. Por cierto, a los científicos no les gusta llamar a la microgravedad gravedad cero porque, a menos que estés parado justo en el centro de una nave espacial en caída libre alrededor de la Tierra, estás inevitablemente sujeto a pequeñas aceleraciones y fuerzas de marea, incluso la influencia. si su efecto es muy pequeño, sólo una millonésima parte de la gravedad terrestre, no podemos considerar que sea gravedad cero o gravedad 0. Por eso lo llamamos ingravidez. Vivir en microgravedad es interesante y diferentes personas lo experimentan de manera diferente. Entre los astronautas que participan en un vuelo espacial por primera vez, alrededor del 30-40% desarrollará el "síndrome de adaptación espacial" (es un tipo de mareo) en los primeros dos o tres días después de ingresar al espacio, mientras que otros no desarrollarán este síntoma. ocurre. La sangre fluye hacia la parte superior del cuerpo, congestionando los senos nasales y la lengua, afectando los sentidos de las personas. En aproximadamente una semana, los cuerpos de los astronautas tendrán una respuesta para adaptarse a la ingravidez. En condiciones de ingravidez, la columna se alarga debido a la falta de gravedad, lo que hace que la persona sea más alta (de 1 a 2 pulgadas más alta). En la ingravidez, cuando todos los músculos se relajan, los muslos se levantarán ligeramente hacia arriba, los brazos se estirarán hacia adelante y el cuerpo quedará ligeramente arqueado, como si estuviera en el agua. Dado que no hay sentido de "arriba" o "abajo", debe confiar en otras señales para determinar "arriba" y "abajo". Al diseñar el interior del transbordador espacial, considere utilizar la diferencia entre el techo y el piso. para posicionamiento. En microgravedad, los astronautas suelen experimentar ilusiones. Cuando un astronauta le dice a su cerebro en qué dirección está "arriba", inmediatamente piensa que es una ilusión. De esta manera, cosas como el posicionamiento, la transferencia o el movimiento en el espacio no se sienten igual que en el suelo. Caminar en el espacio es muy fácil y los astronautas se acostumbran rápidamente a caminar y a utilizar pies fijos para anclarse a la estación espacial.

Caminar en el espacio se vuelve mucho más difícil cuando se usa un traje espacial porque el traje es voluminoso, como un globo, y limita la visión y el tacto.

4. ¿Cuánto tiempo puedes usar un traje espacial?

Generalmente se puede llevar durante 5-7 horas. Por supuesto, también depende de los materiales consumibles del traje espacial, como oxígeno, electricidad, agua de refrigeración, etc. Un traje espacial es simplemente una pequeña nave espacial y trabajar con un traje espacial es muy difícil. El tiempo de uso también está relacionado con los requisitos de comodidad y resistencia al desgaste del usuario.

5. ¿Cómo afrontar una fractura o una enfermedad grave en el espacio?

Afortunadamente, los 120 astronautas de la NASA en el espacio nunca se han encontrado con esta situación. Al principio, hubo problemas con la infección urinaria del astronauta Fred del Apolo 13 y un pequeño brote de gripe. Siempre habrá suficientes medicamentos a bordo de la nave espacial para hacer frente a estas emergencias. Cuando ocurre un accidente mientras vuelan alrededor de la Tierra, ya sea en un transbordador espacial o en la Estación Espacial Internacional, los astronautas deben regresar a la Tierra lo más rápido posible. La NASA también ha desarrollado un gran módulo de retorno de siete plazas para la Estación Espacial Internacional, que se utiliza como "ambulancia espacial" en circunstancias especiales. Si se produce una fractura, también se prepara en la nave equipo para reparar el hueso. Cuando los humanos partan al espacio exterior, como cuando exploran Marte, la nave espacial llevará equipo médico. Habrá uno o más astronautas que estén bien capacitados en conocimientos médicos y puedan brindar rescate y tratamiento. Porque en este caso regresar a la Tierra en el corto plazo es imposible. Siempre que sea posible, habrá médicos experimentados a bordo.

6. ¿Cuántas personas puede albergar la estación espacial?

La Estación Espacial Internacional tiene capacidad para albergar hasta 7 astronautas. El número de astronautas aumentó de 3 a 6 al principio y a 7 en 2003 (pero ahora, debido a problemas de recursos en la estación espacial, sólo hay 3 astronautas en la estación espacial - Translator). Por supuesto, en caso de accidente no es posible que todo el personal regrese inmediatamente. Es por eso que la NASA está modificando su cápsula de retorno para acomodar a más personas que la nave espacial rusa Soyuz.

7. ¿Cómo pasan su tiempo libre en el espacio los astronautas de la estación espacial?

Tienen diferentes preferencias en función de sus propias preferencias. Durante el vuelo, cada uno podrá elegir su propio entretenimiento. Algunos usan sus computadoras portátiles para leer o enviar correos electrónicos a sus familiares, otros escuchan música o juegan, y otros hablan por teléfono con amigos y familiares en el terreno o conversan con otros colegas. Sin embargo, cuando la mayoría de los astronautas entraron por primera vez a la estación espacial, pasaban la mayor parte de su tiempo libre parados junto a la ventana, mirando el universo y observando cómo la Tierra desaparecía debajo de la estación espacial.

8. ¿Cómo se seleccionan los astronautas de la Estación Espacial Internacional?

¿Qué opinas sobre esto? Cualquier hombre o mujer adulto que esté en buena condición física y cumpla con los requisitos básicos para astronautas puede ser seleccionado para participar en el entrenamiento de astronautas. Para convertirse en especialista de misión o astronauta en la Estación Espacial Internacional, los requisitos mínimos son al menos una licenciatura en ingeniería, ciencias naturales o matemáticas de una institución reconocida a nivel nacional, con más de tres años de experiencia laboral relevante en este campo, un título superior El título sería más apropiado. Los pilotos del transbordador espacial deben tener al menos 1.000 horas de experiencia en vuelo en jet y tener mejor vista que los expertos. La competencia es feroz, con un promedio de 4.000 solicitantes compitiendo por 20 plazas cada dos años. Se reclutan astronautas con regularidad.

9. ¿Cómo se mapea el espacio? ¿Cómo sabes en qué dirección ir?

Permítanme presentarles brevemente. No es fácil comprender completamente este complejo tema, porque realmente es necesario ingresar a la universidad para realizar estudios sistemáticos. Lo más básico es que necesitas saber que el universo está compuesto por tres espacios, por lo que debes determinar tu posición exacta en el sistema de coordenadas compuesto por estos tres ejes. En el campo de la astronomía, los astronautas utilizan el azimut, la altitud, la ascensión recta, la distancia y el tiempo para mapear el espacio. Cuando volamos en el espacio, nuestras tres coordenadas se designan como X, Y y Z.

Entonces todos tienen un sistema de referencia consistente, es decir, la posición y orientación del sistema de coordenadas, desde el cual medir y posicionar. Generalmente este sistema tiene como origen el centro de la tierra. El eje Z está hacia arriba y el eje X y el eje Y están en el mismo plano. A veces se puede suponer que gira con la Tierra y otras veces está fijo en el espacio. Este "sistema de referencia" también se puede instalar en su computadora portátil. Las naves espaciales (y todos los aviones grandes actuales) están equipadas con un sistema de navegación que puede conocer el movimiento de los objetos voladores cerca de sus tres coordenadas, por supuesto, constantemente mirando las designadas. objetivo, también puede predecir su dirección y sabrá rápidamente dónde se encuentra y hacia dónde se dirige, si se desvía del punto establecido. Las rutas también se pueden ajustar en consecuencia.

10. Qué tipo de ¿La vajilla que usan los astronautas en el espacio?

¿Son diferentes a las que se usan en los vuelos espaciales? Los utensilios, como cuchillos, tenedores y cucharas, son los mismos que los que se usan en la Tierra. Cuando se come la comida, parte de la comida sale flotando, como guisantes, frijoles, etc. Se preparan con salsas para que se peguen a los utensilios. La comida se sirve caliente, fría o congelada. Las bebidas se sirven en botellas comprimibles, como las bebidas deportivas. Pero hay algunas cosas a las que a los astronautas les resulta difícil adaptarse. A menudo se quejan de que no pueden conseguir verduras frescas y café con sabor fresco durante las misiones largas, por cierto, en la estación espacial rusa Mir, que alguna vez fue el transbordador espacial. Cuando llega, puedes conseguir frutas y verduras frescas como tomates. La astronauta estadounidense Shannon Lucid dijo que a menudo se reúnen con los astronautas rusos. Tal vez dentro de unos años no haya garantía de que puedan comer verduras frescas en el espacio internacional. Station y la expedición a Marte Hay café y refrescos refrescantes disponibles, pero al menos una compañía de refrescos ha comenzado a desarrollar un recipiente para usar en condiciones de ingravidez. Además, el sentido del gusto y el olfato de los astronautas se alteran durante los vuelos espaciales debido a la transferencia de cuerpo. Los astronautas suelen elegir alimentos fuertes.

11. ¿Cuánto tiempo permanecen los astronautas en la Estación Espacial Internacional?

La mayoría de los astronautas permanecen en la Estación Espacial Internacional durante 90 días. Tiempo promedio de "rotación" del actual programa de astronautas. Algunas personas regresan temprano por diversas razones, y otras pueden quedarse por mucho tiempo, especialmente cuando es necesario sentar las bases para la exploración humana de Marte y volar durante mucho tiempo. para facilitar los vuelos espaciales Cabe mencionar que la estancia más larga en el espacio la realizó un médico ruso, el Dr. Valery Polyakov, quien estableció este récord en 1994, permaneciendo en la estación espacial durante 438 días (14 meses y medio), precedido por. el récord de vuelo de 241 días establecido en 1988. El tiempo más largo que una estadounidense ha vivido en el espacio es de 188 días, que es también el récord mundial para mujeres astronautas, establecido por la Dra. Shannon Lucid

12. Por qué. ¿La Tierra tiene gravedad pero no en el espacio?

Hay gravedad en el espacio, pero sé que no te refieres a esto. Se puede explicar así: la generación y la masa de la gravedad. La masa afecta al espacio de una manera muy específica (diría Einstein, la masa curva el espacio). Este efecto se transmite por la fuerza que llamamos gravedad, descubierta por Isaac Newton. Según nuestras observaciones, la teoría de la gravedad es correcta. Si este no fuera el caso, los alunizajes del Apolo no habrían sido posibles. Asimismo, la disminución de la gravedad de un objeto es proporcional a la raíz cuadrada de la distancia entre los objetos. En la tierra, la gravedad generada por la masa de un objeto actúa como una "presión" sobre el objeto en contacto con el suelo, a la que llamamos "peso". Cuando no existe tal contacto, por ejemplo en la órbita terrestre, la nave no está en contacto directo con la Tierra y no hay gravedad. Pero la nave espacial todavía tiene masa, lo que crea su propia zona de gravedad (por supuesto, no hay gravedad para un transbordador espacial pequeño).

Es decir, todas las estrellas centrales con masa significativa en el espacio, como el sol, la tierra y otros planetas, tienen gravedad. Newton también descubrió que los objetos en el vacío pueden moverse en línea recta para siempre sin aceleración. Sin embargo, cuando un objeto, como una estación espacial, es arrastrado por la tierra y se mueve en la órbita terrestre, no se puede considerar que se encuentre en un estado de "ingravidez", en este sentido, la "ingravidez" que experimenta un espacio; La estación que opera en órbita no es El efecto de la gravedad no existe, pero el efecto de la gravedad sobre ella desaparece. Una vez que hay resistencia, resistencia atmosférica, potencia del motor, aceleración centrífuga provocada por la rotación, etc., el fenómeno de ingravidez desaparece.

13. ¿Cómo fue cuando se lanzó el transbordador espacial?

En la plataforma de lanzamiento, debido a la dirección y posición de la cabina, los astronautas estaban espalda con espalda con los pies hacia arriba (el médico aeroespacial prescribió el tiempo que debían estar en este estado antes del lanzamiento). ). Una vez que se cierra la escotilla y se completan todas las inspecciones finales, los astronautas esperan en silencio el lanzamiento, recordando en sus mentes los procedimientos operativos que han entrenado en los últimos años. Por ejemplo, ¿están cerrados todos los gabinetes que están encima de ellos? ¿La tarjeta recordatoria que tienes frente a ti te recuerda qué pasos tomar en caso de emergencia? La cuenta regresiva final llega a los 6 segundos y los tres propulsores de cohetes líquidos se encienden. Cuando el transbordador espacial se balancea 5 pies hacia adelante y hacia atrás, se puede sentir claramente su temblor. En ese momento, el orbitador se balancea y vibra fuertemente. Pero los astronautas no pudieron oír el estruendoso rugido de ningún motor. Entonces la cuenta llegó a cero y el dispositivo inalámbrico del casco emitió la orden: "Enciende, despega". Los dos propulsores del cohete de combustible sólido se encendieron y el transbordador espacial comenzó a precipitarse hacia el espacio. En este momento, no sentirás una aceleración muy obvia, que es similar a la sensación cuando despega un avión. El combustible en el propulsor del cohete no se quema de manera uniforme, lo que provoca graves turbulencias durante la propulsión. Todo el habitáculo rebota como un coche que corre sobre adoquines a toda velocidad. Una vez que los empujadores están encendidos, no se detendrán hasta que se queme el combustible. Dos minutos después del despegue, los contenedores vacíos del transbordador espacial comenzaron a caerse, el ruido desapareció y la incomodidad de cada astronauta se redujo considerablemente. El combustible de los tres motores propulsores líquidos continuó ardiendo y zumbando, y cuando se agotó, el transbordador se volvió más liviano y continuó acelerando. (Porque según la teoría de Newton, la aceleración es igual al cuadrado de la masa.) 7,5 minutos después del despegue, el 90% del combustible del enorme contenedor externo se había quemado. El peso del transbordador espacial alcanzó las 2.000 toneladas en el momento del despegue. , y ahora pesa menos de 200 toneladas. La presión ha alcanzado los 3 g, tres veces la gravedad de la Tierra. El motor desacelera a 3g. Con esta aceleración, a los astronautas que usan trajes espaciales pesados ​​les resulta muy difícil respirar e inconscientemente respiran y levantan el pecho. Finalmente, el motor principal se apaga. En cuestión de segundos, la propulsión del motor cayó a cero. El astronauta sentirá repentinamente que la presión sobre su pecho desaparece y sentirá una sensación de ingravidez. En ese momento, el astronauta ya está en el espacio.

14. ¿Por qué queremos construir una estación espacial? ¿Para qué se utiliza?

Nuestro país tiene muchas razones para proponer la construcción de una plataforma permanente en la órbita terrestre, y podemos beneficiarnos mucho a través de la cooperación internacional con otros países. La estación espacial ofrece una nueva forma de mejorar el nivel de vida humano. A estas alturas todo el mundo debería saber que en la órbita de la Tierra, el espacio proporciona muchos entornos muy útiles que no se pueden encontrar en la Tierra, como la ingravidez, el alto vacío, las altas temperaturas, el frío extremo, el calor extremo, la luz solar sin filtrar y la capacidad de ver el panorama completo de La Tierra y su entorno, además de utilizar un telescopio astronómico para observar el universo sin obstáculos por una atmósfera llena de aire, nubes y contaminantes. Estos entornos especiales nos permiten realizar investigaciones científicas sobre humanos, animales, plantas, etc. y obtener importantes innovaciones científicas y tecnológicas. También traen nuevos avances médicos, desarrollos tecnológicos, nuevos productos industriales, nuevos productos farmacéuticos y muchas otras nuevas oportunidades y desafíos que ayudan a nuestro país a mantenerse a la vanguardia. Por supuesto, esto también hace que nuestra economía, nuestra industria y nuestro comercio sean más competitivos y crea nuevos empleos, conocimientos y riqueza.

Debido a que la estación espacial puede permanecer en el espacio durante mucho tiempo, nos permite utilizar tantos recursos espaciales durante mucho tiempo, mientras que el transbordador espacial solo puede permanecer en el espacio hasta 14 días. La estación espacial también puede proporcionar más energía, un área más grande, más herramientas y otros equipos, y es simplemente como una gran base de investigación, un centro de desarrollo de productos y un centro de demostración de tecnología en tierra. Durante vuelos de larga duración, la estación espacial también puede convertirse en un sitio de lanzamiento espacial, un trampolín y una plataforma de lanzamiento que se mueve a una velocidad de 23.000 pies/segundo para que los humanos exploren mejor el espacio exterior.

15. ¿Cuáles son los requisitos físicos para convertirse en astronauta?

No existen requisitos especiales más que un cuerpo sano. Tanto hombres como mujeres pueden postularse para ser candidatos para el entrenamiento de astronautas siempre que cumplan con estos requisitos y las calificaciones básicas que mencioné en la pregunta 8.

16. ¿Cuáles son las características inusuales de un traje espacial?

Un traje espacial es simplemente una pequeña nave espacial que necesita garantizar la salud y el trabajo continuo de los astronautas durante las actividades extravehiculares. Dado que no hay presión de aire ni oxígeno para sustentar la vida en el espacio, los humanos deben tener un entorno adecuado para su supervivencia. Al igual que el aire en el compartimiento de trabajo del transbordador espacial, el aire en el traje espacial se puede controlar y ajustar. De esta manera, la función principal del traje espacial debe ser proporcionar oxígeno para respirar, manteniendo al mismo tiempo una presión de aire estable alrededor del cuerpo y manteniendo la sangre del cuerpo en estado líquido. En el vacío o a muy baja presión, la sangre del cuerpo hierve como agua caliente en la cima de una montaña. Los trajes espaciales equipados en el transbordador espacial pueden soportar 4,3 libras por pie, que es sólo un tercio de la presión atmosférica normal (cada atmósfera equivale a 14,7 psi). Debido a que el gas en el traje espacial es 100% oxígeno, a diferencia de la atmósfera de nuestra Tierra, que solo contiene un 20% de oxígeno, los astronautas que usan trajes espaciales son mejores que aquellos que no los usan en montañas a 10,000 pies sobre el nivel del mar o en el espacio. Los trajes respiran más oxígeno. Los astronautas respiran oxígeno puro durante varias horas antes de abandonar sus naves para trabajar en el espacio. Este es un procedimiento necesario para eliminar el nitrógeno disuelto de la sangre y evitar la liberación de burbujas de aire cuando cae la presión del aire, una condición comúnmente conocida como enfermedad de descompresión en el buceo. Por otro lado, si se respira oxígeno puro durante demasiado tiempo a presión atmosférica normal, se convierte en un gas nocivo para el cuerpo humano. Este tipo de ingesta de oxígeno y descarga de nitrógeno es excesiva, inútil y molesta para los astronautas. Es realmente problemático. Diseñamos la presión de aire interna del traje espacial a 8,3 psi, lo que puede acortar el tiempo de entrada y salida de oxígeno. tiempo. Los trajes espaciales deben proteger a los astronautas de lesiones mortales. Además de prevenir el impacto de micrometeoroides, los trajes espaciales también deben proteger a los astronautas de las temperaturas extremas del espacio. Sin la atmósfera terrestre para filtrar la radiación de la luz solar, la temperatura en el lado que mira al sol puede llegar a 250 grados, y en el lado que no mira al sol, es de -250 grados. Las características principales del traje espacial son: además de la estructura multicapa de botas y guantes, hay un sistema de soporte vital en la espalda, un módulo de control de pantalla en el pecho y equipo diseñado para caminatas espaciales y situaciones de emergencia, especialmente suministros de repuesto. Estos se combinan en un colectivo denominado EMU (Unidad de Maniobra Extravehicular), que permite la libre conversión entre diferentes subsistemas y se puede conectar de manera fácil y segura ya sea en circunstancias normales o en caso de emergencia. También hay dispositivos especiales: un depósito de orina que transporta la orina al sistema de eliminación de desechos después de regresar al transbordador o a la estación espacial; un traje de ventilación y enfriamiento líquido de elastano similar a una malla con una cremallera de entrada frontal que pesa 6,5 ​​libras y contiene agua constantemente; que fluye por el tubo de enfriamiento de la ropa interior, lo que hace que los astronautas se sientan muy cómodos al usarlo. La razón para instalar tubos de enfriamiento es porque hay una capa de oxígeno puro dentro de la ropa, que no puede proporcionar tanto enfriamiento como el aire normal. También hay bolsas para beber ropa interior con capacidad para 21 onzas, una "tapa de detección" o dispositivo combinado de portador de comunicación, auriculares y micrófonos para comunicación bidireccional, dispositivos de alarma y alerta temprana, y subsistemas de detección biomédica.

Durante la caminata espacial, los astronautas ataron al suelo una Unidad de Maniobra Monomanual (MMU) de 310 libras, una mochila con propulsor de nitrógeno para un solo hombre que estaba conectada al sistema de soporte vital portátil del traje espacial. Usando un controlador manual que puede controlar la rotación y la traslación, los astronautas pueden volar con precisión o moverse alrededor del muelle de atraque de la nave de carga espacial, o ingresar libremente a cargas útiles o edificios cerca del transbordador espacial o la estación espacial, o pueden alcanzar muchos otros lugares aparentemente fuera de su alcance. áreas. Los astronautas usan MMU, conocidas como “bicicletas espaciales”, y desempeñan un papel importante en el lanzamiento, mantenimiento, mantenimiento y recuperación de satélites artificiales.