Состояние невесомости. Состояние невесомости Презентация на тему невесомость по физике

1 слайд

Гимназия №201 Проект по физике «Состояние невесомости» Никонорова Анна, 8А Москва, 2009

2 слайд

Содержание 1: Определение невесомости; 1.1: Примеры состояния невесомости 2: Тренировки и адаптация человека к состоянию невесомости 2.1: Тренировки в самолете 2.2: Тренировки в бассейне 2.2.1: Гидроневесомость 3: Реакция организма космонавтов на невесомость во время космических полетов. 3.1: Первые полеты в космос, реакция космонавтов на кратковременное пребывание в космосе. 3.2: Изменения в организме человека при длительном пребывании в невесомости. 3.3: Борьба с негативным влиянием невесомости. 4: Возвращение к силе тяжести. 5: Шаги космической технологии. Что можно делать на орбите. 6: Биотехнология на орбите. 7: Лечение в космосе. 8: Растения на орбите.

3 слайд

1:Определение невесомости; Невесо мость - состояние, наблюдаемое нами, когда сила взаимодействия тела с опорой или с подвесом (вес тела) отсутствует. Довольно часто исчезновение веса путают с исчезновением гравитационного притяжения. Это не так. В качестве примера можно привести ситуацию на Международной космической станции (МКС). На высоте 350 километров (высота нахождения станции) ускорение свободного падения имеет значение 8,8 м/с², что всего лишь на 10 % меньше, чем на поверхности Земли. Состояние невесомости на МКС возникает за счёт движения по круговой орбите с первой космической скоростью В начало

4 слайд

1.1:Примеры состояния невесомости При невесомости притяжение Земли (или другого небесного тела) не будут вмешиваться в перемещения предметов относительно корабля.Отсутствуют какие-либо внешние поверхностные силы, действующие на корабль.Наличие же внешних поверхностных сил (сила сопротивления среды, силы реакции опоры или подвеса) - обязательное условие существования состояния весомости. Итак, тело, свободно и поступательно движущееся под влиянием одних сил тяготения, всегда находится в состояниии невесомости. Примеры: корабль в мировом пространстве, падающий лифт, человек совершающий прыжок. =>На наружной стене одного из зданий в Осаке появился развлекательный лифт Yabafo, предлагающий всем желающим испытать свободное падение с высоты 74 метров над землёй. Он поднимает шесть человек на высоту 74 метров (над уровнем земли), даёт им полюбоваться открывающейся панорамой города, после чего падает на 60 метров. Разумеется, в конце путешествия аппарат мягко тормозится. Но максимальная скорость, развиваемая Yabafo в свободном падении внушительна - 22 метра в секунду или 79,2 километра в час. В начало

5 слайд

6 слайд

2.1:Тренировки в самолете Люди по-разному переносят кратковременную невесомость и по этому признаку делятся на три группы: В первую группу входят лица, которые переносят кратковременную невесомость без заметного ухудшения общего самочувствия, не теряют работоспособности в полете и лишь испытывают чувство расслабленности или облегчения вследствие потери тяжести собственного тела. Все советские космонавты были отнесены к этой группе. Для иллюстрации приведем запись, сделанную Ю. А. Гагариным после первого полета с воспроизведением невесомости на двухместном самолете: «До выполнения «горок» полет проходил как обычно, нормально. При вводе в «горку» прижало к сиденью. Затем сиденье отошло, ноги приподнялись с пола. Посмотрел на прибор: показывает невесомость. Ощущение приятной легкости. Пробовал двигать руками, головой. Все получается легко и свободно. Поймал плавающий перед лицом карандаш и шланг кислородного прибора. В пространстве ориентировался нормально. Все время видел небо, землю, красивые кучевые облака». Во вторую группу включаются лица, испытывающие в период невесомости иллюзии падения, а также чувство переворачивания, вращения тела в неопределенном положении, подвешенности вниз головой и т. д. Указанные явления в первые 2–6 сек. сопровождаются беспокойством, потерей ориентации в пространстве и неправильным восприятием окружающей обстановки и собственного тела. В ряде случаев наблюдается эйфория (смех, игривое настроение, забывание о программе эксперимента и т. д.). Последующие полеты с воспроизведением невесомости не вызывают у данной группы людей столь острых ощущений. Наступает привыкание, адаптация. Для примера приведем изложение результатов самонаблюдения одного из авторов (В. И. Лебедева), сделанное после его первого полета на невесомость в специально оборудованном самолете. В начало

7 слайд

8 слайд

2.2:Тренировки в бассейне С 1966 года американские космонавты начали тренироваться в специальных «бассейнах невесомости». Несмотря на сопротивление, которое возникает при движении тела в жидкости, методы нейтральной плавучести, создаваемой погружением в воду, позволяют ознакомить космонавтов с динамикой человеческого тела, имеющего три степени свободы (рис. 44). Космонавты, тренировавшиеся до полетов в космос в таких бассейнах невесомости, дают этому виду тренировок высокую оценку. Космонавт Э. Олдрин, сравнивая задания, выполнявшиеся им во время тренировок в бассейне, с заданиями, которые ему пришлось выполнять позже в космосе, утверждает, что «подводная имитация невесомости имеет значительные преимущества перед имитацией невесомости в самолете, так как в условиях бассейна мы можем последовательно осуществлять все операции, которые потом производим при выполнении заданий в космосе, и можем проверить весь план полета или по крайней мере ту его часть, которая связана с выходом из космического корабля». При тренировках в «бассейнах невесомости» необходимо, чтобы космонавт был в том же скафандре и использовал то же оборудование, с которыми он будет работать во время космического полета. Для правильного воспроизведения динамики движений важно также, чтобы космонавт был соответствующим образом нагружен балластом. Эксперименты, проведенные в Научно-исследовательском центре ВМС США в Джонсвилле, штат Пенсильвания, показали, что если воду в бассейне заменить жидкостью на основе полидиметилсилоксана (кремнийорганическое соединение, входящее в состав кремов для кожи и косметических средств), то космонавты могут оставаться в состоянии нейтральной плавучести в течение нескольких дней или, может быть, даже недель. Такой бассейн невесомости будет особенно полезен для тренировок космонавтов перед полетами на космических станциях без искусственной гравитации. В начало

9 слайд

2.2.1:гидроневесомость Гидроневесомость - один из наиболее эффективных способов моделирования условий работы космонавта в открытом космосе. Этот способ основан на помещении объектов космической техники и космонавта в скафандре в гидробассейн и придания им нейтральной плавучести, безразличного равновесия и безопорного состояния. В начало

10 слайд

11 слайд

3.1: Первые полеты в космос, реакция космонавтов на кратковременное пребывание в космосе. В начальном периоде пребывания космонавта в состоянии невесомости отмечается большое поступление жидкости из тканей в кровяное русло, приводящее к увеличению объема циркулирующей крови и растяжению центральных вен и предсердий. Это является поводом к сигналу в центральную нервную систему о включении механизмов, способствующих уменьшению избытка жидкости в крови. В результате возникает ряд рефлекторных реакций, приводящих к увеличению выведения жидкости, а вместе с ней и солей из организма. В конечном итоге может снизиться вес тела и измениться содержание некоторых электролитов, в частности калия, а также измениться состояние сердечно-сосудистой системы. Изменения двигательной функции в полете характеризуются выработкой в течение первых трех суток пребывания в невесомости нового стереотипа движений. В первые сутки полета обычно возрастает время выполнения некоторых рабочих операций и затрудняется оценка мышечных усилий, необходимых для выполнения ряда движений. Однако уже в течение нескольких первых суток полета эти движения вновь обретают необходимую точность, уменьшаются необходимые усилия для их выполнения и эффективность двигательной работоспособности возрастает. В начало

12 слайд

3.2:Изменения в организме человека при длительном пребывании в невесомости. В условиях длительного пребывания на орбите, например, на борту Международной космической станции /МКС/, кости астронавта теряют свою прочность быстрее, чем считалось до сих пор. Новые изыскания американских ученых позволяют сделать вывод, что в среднем данный показатель сокращается на 14 проц за полгода на орбитальной лаборатории. У трех из 13 астронавтов, за состоянием которых наблюдали американцы, показатель сократился на 30 проц и стал эквивалентен прочности костей престарелой женщины, живущей на Земле и страдающей остеопорозом /разрежение костного вещества/. Было установлено, что за каждый месяц пребывания на орбите такие показатели прочности кости, как плотность костного минерала, сокращаются на 0,6 - 5 проц. Прежние исследования показывали иной результат - 0,4 - 1,8 проц. Давно известно, что во время длительного пребывания в условиях невесомости привычные к земным нагрузкам мышцы человека постепенно теряют свою силу, а упругость костной ткани сокращается. Поэтому чтобы свести эти негативные последствия к минимуму, космонавты обязаны во время миссии заниматься физическими упражнениями не менее двух часов в день и проходить длительный курс реабилитации после возвращения на Землю. В начало

13 слайд

3.3:Борьба с негативным влиянием невесомости. В ходе исследований испытывались многочисленные методы для профилактики неблагоприятного влияния невесомости, не связанные с применением ИСТ. К ним относятся, например, физические методы, направленные на уменьшение перераспределения крови в организме космонавта во время или после окончания полета, а также на стимуляцию нервно-рефлекторных механизмов, регулирующих кровообращение в вертикальном положении тела. Для этого используются приложение отрицательного давления к нижней части тела, накладываемые на руки и ноги надувные манжеты, костюмы для создания перепада положительного давления, вращение на центрифуге малого радиуса, инерционно-ударные воздействия, электростимуляция мышц нижних конечностей, эластичные и противоперегрузочные костюмы и т.д. Среди других методов подобной профилактики отметим физические нагрузки, направленные на поддержание тренированности организма и стимуляцию некоторых групп рецепторов (физические тренировки, нагрузочные костюмы, нагрузка на скелет); воздействия, связанные с регуляцией питания (добавление солей, белков и витаминов в пищу, нормирование питания и водопотребления) Профилактические средства против каких-либо неблагоприятных сдвигов в организме космонавта могут быть эффективны лишь в том случае, если они назначаются с учетом механизма этих нарушений. Применительно к невесомости профилактические средства должны быть направлены в первую очередь на восполнение дефицита мышечной активности, а также на воспроизведение эффектов, которые в условиях Земли обусловливаются весом крови и тканевой жидкости. В начало

14 слайд

4: Возвращение к силе тяжести При возвращении на Землю субъективно увеличивается вес предметов и собственного тела, изменяется регуляция вертикальной позы. При послеполетном исследовании двигательной сферы у космонавтов выявляется уменьшение объема нижних конечностей, некоторая потеря мышечной массы и субатрофия антигравитационной мускулатуры, главным образом длинных и широких мышц спины. В послеполетном периоде в условиях Земли кровь снова обретает свой вес и устремляется к нижним конечностям и вследствие снижения у космонавтов тонуса сосудов и мышц здесь может скапливаться больше крови, чем обычно. В результате происходит отток крови от мозга. Все изменения, которые наблюдаются у космонавтов в полете, являются обратимыми, они бесследно исчезают в разное время после полета. Необходимо все же сказать, что мы еще не все знаем о реакциях космонавтов в длительном полете, не со всеми неблагоприятными явлениями можем бороться. Работы в этом плане предстоит еще много. В н а ч а л о

15 слайд

5: Шаги космической технологии. Что можно делать на орбите. У нас и в США технологическая деятельность в невесомости приобрела такой размах, что по своему разнообразию приблизилась к технологии в самом широком смысле слова, освоенной в земной практике. Сегодня в реальных условиях космического полета не только выращивают полупроводниковые кристаллы, варят стекло, изготавливают сплавы, но и проводят сборочно-монтажные и ремонтно-профилактические работы, напыляют покрытия, испытывают материалы, узлы, оборудование. Результаты, полученные на борту советских пилотируемых и автоматических аппаратов, направлены на удовлетворение научных и хозяйственных потребностей человека. Вместе с тем они оказывают влияние на облик и технический уровень самих изделий космического машиностроения. Нельзя сказать, что все свойства космической среды привлекают внимание технологов. Первое место здесь занимают солнечные лучи. Преобразуемые в электроэнергию, они питают все бортовые системы, включая печи для выращивания кристаллов, оборудование для напыления поверхностей в вакууме. А вот из остальных космических "благ" пока "задействована" только невесомость. Изредка находит применение космический вакуум. Остальным свойствам пока не пришел черед. Космическая технология родилась лишь в 1969 г. На корабле "Союз-6" Валерий Кубасов сваривал детали плазменной дугой низкого давления и плавящимся электродом, резал металл электронным лучом. Тогда впервые в космическом полете прошли экспериментальную проверку основные металлургические процессы - плавка материалов, формовка жидких масс, их охлаждение и кристаллизация. Было практически доказано, что в невесомости и в вакууме можно выполнять технологические операции. Одновременно выяснилось: протекают они там иначе, чем на Земле, так как на орбите решающую роль играют силы поверхностного натяжения, диффузия, капиллярные эффекты и другие мнежмолекулярные взаимодействия. В начало

16 слайд

С тех пор прошло два десятилетия. На счет космической технологии уже записаны успехи, которых ждали, которые прогнозировали. На первых советских орбитальных станциях "Салют", на американской станции "Скайлэб" и в совместном полете кораблей "Союз" и "Аполлон" были поставлены опыты, позволившие специалистам сделать оптимистический вывод: продукция космических цехов в ряде случаев по качеству превзойдет земные образцы и сможет успешно служить в различных отраслях народного хозяйства и в науке. Не обходилось и без разочарований. Некоторые советские и зарубежные специалисты под влиянием первых успехов сделали поспешное заключение: достаточно вынести производство в космос - и получаемая там продукция будет в обязательном порядке более высококачественной по сравнению с земными изделиями. Все оказалось, однако, гораздо сложнее. Так, некоторые подготовленные на Земле однородные сплавы после переплавки и кристаллизации в невесомости потеряли однородность, в них местами обнаружились скопления отдельных фракций. На борту станций "Скайлэб" американским астронавтам не удалось добиться нужных качеств у кристаллов антимонида галлия. А в кристаллах, выращенных из растворов на "Салюте-5", содержалось больше газожидкостных включений, чем в аналогичных земных образцах. Все эти неожиданности, преподнесенные невесомостью, свидетельствовали о том, что в космосе вещества во время фазовых превращений ведут себя по-разному и не всегда так, как мы рассчитываем, исходя из земного опыта и земных теорий. Вывод был однозначен - нужно разрабатывать основы нового раздела физики - "физики невесомости". Потребовались соответствующие полетные эксперименты, исследовательская и регистрирующая аппаратура. В начало

17 слайд

За два десятилетия от первых затвердевших в космосе жидких масс металла и выросших кристаллов мы подошли почти вплотную к хорошо налаженному промышленному производству полупроводников и оптических стекол, однородных сплавов, беспримесных лекарств и вакцин. В целом экипажами "Салюта-6" на технологических установках "Кристалл" и "Сплав" проведено почти 200 плавок, изготовлено около 300 образцов полупроводниковых материалов, сплавов, стекол, из них свыше 50 - по интернациональным методикам. Впервые в практике были выращены сравнительно крупные трехкомпонентные кристаллы КРТ - соединения, состоящего из атомов кадмия, ртути и теллура. В земных условиях получить такие крупные экземпляры не удается из-за быстрого расслаивания расплава. Кристаллы КРТ находят применение в приемниках инфракрасного (теплового) излучения. Диапазон "зрения" этих приемников весьма широк - от 1 до 30 мкм. Был выращен и ряд других кристаллов, превосходящих по своим свойствам земные аналоги. Более упорядоченная внутренняя структура, чистота, большие размеры - таковы особенности космической продукции. Вот что значит "выключить из игры" столь мощную силу, как земная тяжесть. В начало

18 слайд

19 слайд

20 слайд

6: Биотехнология на орбите. Только российская часть научной программы 20-й экспедиции включала 42 различных эксперимента, пять из которых на МКС еще не проводились. Космонавты привезли на Землю пробы и кассеты с результатами проведенных на борту экспериментов, а также биореактор с полученными в невесомости субстратами. Их получил на орбите сменщик экипажа МКС-20 - Максим Сураев, а Падалка и Барратт доставили биореактор обратно. Эксперимент "Биоэмульсия" по культивированию бактериальных культур и микоризных грибов прошел на МКС в период пересменки экипажей уже седьмой раз, к тому же ученые впервые провели в биореакторе новый эксперимент "Каскад". Кроме того, космонавты привезли восемь пробирок с "космическими долгожителями" - штаммами клеток женьшеня и тиса среднего, которые путешествовали на МКС два месяца. Для клеток тиса это было второе орбитальное путешествие, для женьшеня - третье. По словам руководителя эксперимента "Женьшень-2" Татьяны Крашенинниковой, исследования показали, что "после воздействия факторов космического полета, продуктивность клеток женьшеня стала на 20-30 процентов выше, чем в контрольной группе на Земле". Новым полетом ученые хотели "закрепить эти свойства, чтобы получить более эффективную линию клеток", из который впоследствии можно будет производить новые чудо-лекарства, спасающие человечество от многих серьезных болезней, в том числе от рака. В последние годы быстрыми темпами стало развиваться такое новое направление исследований, как космическая биотехнология, основной задачей которой является разработка методов получения в невесомости особо чистых лекарственных препаратов и биологически активных веществ (гормонов, витаминов, ферментов). Несмотря на небольшой срок существования, космическая биология и космическая медицина заняли прочные позиции среди других медико-биологических наук. Это объясняется бурными темпами развития этих областей, новизной решаемых задач и впечатляющими достижениями, которые привлекают внимание специалистов и широкой научной общественности. Большой объем накопленных знаний о жизнедеятельности организма в условиях воздействия факторов космического пространства, динамических факторов полета и искусственной среды обитания, а также достижения космической техники являются реальными предпосылками для интенсивного освоения космического пространства в XXI в. В начало

21 слайд

7: Лечение в космосе. Вопреки стереотипу о том, что в космос отправляются люди с богатырским здоровьем, случалось всякое. Безусловно, перед полетом космонавт должен быть максимально здоров, но... реакция организма на невесомости и полет при таких физических и психологических нагрузках непредсказуема. При заболевании на орбите кого-либо из членов экипажа вариантов два - или прекращать полет или лечить дистанционно, с Земли. Недавно публиковала некоторые анонимные рассказы космонавтов о том, как достаточно серьезные болезни "замалчивались", чтобы полет не был прерван. Переговоры членов экипажа с врачами ведутся по закрытой линии связи, в которой сигналы передаются в закодированном виде. Эти сигналы расшифровываются непосредственно в ЦУПе - в строгой секретности. По мнению некоторых аналитиков, в такой секретности могут быть заинтересованы и сами врачи, чтобы можно было скрыть собственные ошибки - и при отборе кандидатов в космонавты, и при проведении их тренировок, и особенно при лечении своих пациентов в полете. Тем не менее, это не так, просто болезни космонавтов - это их личное дело. Полеты прекращались из-за болезни членов экипажа три раза. Первый, на орбитальной станции "Салют-7" в 1985 году. Командир - 33-летний подполковник ВВС Владимир Васютин, бортинженер Виктор Савиных и космонавт-исследователь Александр Волков должны были проработать в космосе полгода. Но уже через два месяца тяжело заболел командир Васютин. Поскольку состояние его здоровья быстро ухудшалось, а снизить остроту заболевания с помощью имеющихся на борту лекарств оказалось невозможно, было принято решение: срочно прекратить полет. Экипаж вернулся на Землю не через полгода, а через 65 суток. В начало

22 слайд

23 слайд

24 слайд

8: Растения на орбите При длительных космических полетах доставка на борт продуктов питания в больших количествах затруднена, продуктовые запасы с течением времени могут портиться, существует также проблема регенерации кислорода и удаления продуктов жизнедеятельности человека. Поэтому, если эксперименты по выращиванию и содержанию растений в условиях космоса увенчаются успехом, многие вопросы по обеспечению длительных космических полетов будут отчасти разрешены. Когда человечество перейдет от околоземных к межпланетным полетам, на борту пилотируемых космических аппаратов наличие растений будет обязательным, и не только как одного из источников питания, но и в качестве одного из средств психологической поддержки космонавтов, на длительное время оторванных от привычной земной среды обитания. В нашей стране созданию искусственных экологических систем в условиях космического полета придавалось большое значение, и в 60-е и 70-е годы эта отрасль космической биологии успешно развивалась, американские же специалисты этой проблемой начали заниматься относительно недавно. Ученые пытаются культивировать различные высшие растения в условиях космоса, но особенно интересны эксперименты по выращиванию в космосе пшеницы, которая является одним из важнейших источников питания человека. В начало

1 из 26

Презентация на тему: Невесомость

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

1: Определение невесомости; 1: Определение невесомости; 1.1: Примеры состояния невесомости 2: Тренировки и адаптация человека к состоянию невесомости 2.1: Тренировки в самолете 2.2: Тренировки в бассейне 2.2.1: Гидроневесомость 3: Реакция организма космонавтов на невесомость во время космических полетов. 3.1: Первые полеты в космос, реакция космонавтов на кратковременное пребывание в космосе. 3.2: Изменения в организме человека при длительном пребывании в невесомости. 3.3: Борьба с негативным влиянием невесомости. 4: Возвращение к силе тяжести. 5: Шаги космической технологии. Что можно делать на орбите. 6: Биотехнология на орбите. 7: Лечение в космосе. 8: Растения на орбите.

№ слайда 3

Описание слайда:

Невесо мость - состояние, наблюдаемое нами, когда сила взаимодействия тела с опорой или с подвесом (вес тела) отсутствует. Невесо мость - состояние, наблюдаемое нами, когда сила взаимодействия тела с опорой или с подвесом (вес тела) отсутствует. Довольно часто исчезновение веса путают с исчезновением гравитационного притяжения. Это не так. В качестве примера можно привести ситуацию на Международной космической станции (МКС). На высоте 350 километров (высота нахождения станции) ускорение свободного падения имеет значение 8,8 м/с², что всего лишь на 10 % меньше, чем на поверхности Земли. Состояние невесомости на МКС возникает за счёт движения по круговой орбите с первой космической скоростью

№ слайда 4

Описание слайда:

При невесомости притяжение Земли (или другого небесного тела) не будут вмешиваться в перемещения предметов относительно корабля.Отсутствуют какие-либо внешние поверхностные силы, действующие на корабль.Наличие же внешних поверхностных сил (сила сопротивления среды, силы реакции опоры или подвеса) - обязательное условие существования состояния весомости. При невесомости притяжение Земли (или другого небесного тела) не будут вмешиваться в перемещения предметов относительно корабля.Отсутствуют какие-либо внешние поверхностные силы, действующие на корабль.Наличие же внешних поверхностных сил (сила сопротивления среды, силы реакции опоры или подвеса) - обязательное условие существования состояния весомости. Итак, тело, свободно и поступательно движущееся под влиянием одних сил тяготения, всегда находится в состояниии невесомости. Примеры: корабль в мировом пространстве, падающий лифт, человек совершающий прыжок. =>На наружной стене одного из зданий в Осаке появился развлекательный лифт Yabafo, предлагающий всем желающим испытать свободное падение с высоты 74 метров над землёй. Он поднимает шесть человек на высоту 74 метров (над уровнем земли), даёт им полюбоваться открывающейся панорамой города, после чего падает на 60 метров. Разумеется, в конце путешествия аппарат мягко тормозится. Но максимальная скорость, развиваемая Yabafo в свободном падении внушительна - 22 метра в секунду или 79,2 километра в час.

№ слайда 5

Описание слайда:

№ слайда 6

Описание слайда:

Люди по-разному переносят кратковременную невесомость и по этому признаку делятся на три группы: Люди по-разному переносят кратковременную невесомость и по этому признаку делятся на три группы: В первую группу входят лица, которые переносят кратковременную невесомость без заметного ухудшения общего самочувствия, не теряют работоспособности в полете и лишь испытывают чувство расслабленности или облегчения вследствие потери тяжести собственного тела. Все советские космонавты были отнесены к этой группе. Для иллюстрации приведем запись, сделанную Ю. А. Гагариным после первого полета с воспроизведением невесомости на двухместном самолете: «До выполнения «горок» полет проходил как обычно, нормально. При вводе в «горку» прижало к сиденью. Затем сиденье отошло, ноги приподнялись с пола. Посмотрел на прибор: показывает невесомость. Ощущение приятной легкости. Пробовал двигать руками, головой. Все получается легко и свободно. Поймал плавающий перед лицом карандаш и шланг кислородного прибора. В пространстве ориентировался нормально. Все время видел небо, землю, красивые кучевые облака». Во вторую группу включаются лица, испытывающие в период невесомости иллюзии падения, а также чувство переворачивания, вращения тела в неопределенном положении, подвешенности вниз головой и т. д. Указанные явления в первые 2–6 сек. сопровождаются беспокойством, потерей ориентации в пространстве и неправильным восприятием окружающей обстановки и собственного тела. В ряде случаев наблюдается эйфория (смех, игривое настроение, забывание о программе эксперимента и т. д.). Последующие полеты с воспроизведением невесомости не вызывают у данной группы людей столь острых ощущений. Наступает привыкание, адаптация. Для примера приведем изложение результатов самонаблюдения одного из авторов (В. И. Лебедева), сделанное после его первого полета на невесомость в специально оборудованном самолете.

№ слайда 7

Описание слайда:

К третьей группе относятся лица, у которых пространственная дезориентация и иллюзии выражены сильнее, продолжаются на протяжении всего периода невесомости и иногда сочетаются с быстрым развитием симптомов морской болезни. У отдельных представителей этой группы иллюзии падения достигают крайней степени, сопровождаются чувством ужаса, непроизвольным криком b резким повышением двигательной активности. При этом наблюдается полная дезориентация в пространстве и потеря контакта с окружающими людьми К третьей группе относятся лица, у которых пространственная дезориентация и иллюзии выражены сильнее, продолжаются на протяжении всего периода невесомости и иногда сочетаются с быстрым развитием симптомов морской болезни. У отдельных представителей этой группы иллюзии падения достигают крайней степени, сопровождаются чувством ужаса, непроизвольным криком b резким повышением двигательной активности. При этом наблюдается полная дезориентация в пространстве и потеря контакта с окружающими людьми

№ слайда 8

Описание слайда:

С 1966 года американские космонавты начали тренироваться в специальных «бассейнах невесомости». Несмотря на сопротивление, которое возникает при движении тела в жидкости, методы нейтральной плавучести, создаваемой погружением в воду, позволяют ознакомить космонавтов с динамикой человеческого тела, имеющего три степени свободы (рис. 44). Космонавты, тренировавшиеся до полетов в космос в таких бассейнах невесомости, дают этому виду тренировок высокую оценку. Космонавт Э. Олдрин, сравнивая задания, выполнявшиеся им во время тренировок в бассейне, с заданиями, которые ему пришлось выполнять позже в космосе, утверждает, что «подводная имитация невесомости имеет значительные преимущества перед имитацией невесомости в самолете, так как в условиях бассейна мы можем последовательно осуществлять все операции, которые потом производим при выполнении заданий в космосе, и можем проверить весь план полета или по крайней мере ту его часть, которая связана с выходом из космического корабля». С 1966 года американские космонавты начали тренироваться в специальных «бассейнах невесомости». Несмотря на сопротивление, которое возникает при движении тела в жидкости, методы нейтральной плавучести, создаваемой погружением в воду, позволяют ознакомить космонавтов с динамикой человеческого тела, имеющего три степени свободы (рис. 44). Космонавты, тренировавшиеся до полетов в космос в таких бассейнах невесомости, дают этому виду тренировок высокую оценку. Космонавт Э. Олдрин, сравнивая задания, выполнявшиеся им во время тренировок в бассейне, с заданиями, которые ему пришлось выполнять позже в космосе, утверждает, что «подводная имитация невесомости имеет значительные преимущества перед имитацией невесомости в самолете, так как в условиях бассейна мы можем последовательно осуществлять все операции, которые потом производим при выполнении заданий в космосе, и можем проверить весь план полета или по крайней мере ту его часть, которая связана с выходом из космического корабля». При тренировках в «бассейнах невесомости» необходимо, чтобы космонавт был в том же скафандре и использовал то же оборудование, с которыми он будет работать во время космического полета. Для правильного воспроизведения динамики движений важно также, чтобы космонавт был соответствующим образом нагружен балластом. Эксперименты, проведенные в Научно-исследовательском центре ВМС США в Джонсвилле, штат Пенсильвания, показали, что если воду в бассейне заменить жидкостью на основе полидиметилсилоксана (кремнийорганическое соединение, входящее в состав кремов для кожи и косметических средств), то космонавты могут оставаться в состоянии нейтральной плавучести в течение нескольких дней или, может быть, даже недель. Такой бассейн невесомости будет особенно полезен для тренировок космонавтов перед полетами на космических станциях без искусственной гравитации.

№ слайда 9

Описание слайда:

Гидроневесомость - один из наиболее эффективных способов моделирования условий работы космонавта в открытом космосе. Этот способ основан на помещении объектов космической техники и космонавта в скафандре в гидробассейн и придания им нейтральной плавучести, безразличного равновесия и безопорного состояния. Гидроневесомость - один из наиболее эффективных способов моделирования условий работы космонавта в открытом космосе. Этот способ основан на помещении объектов космической техники и космонавта в скафандре в гидробассейн и придания им нейтральной плавучести, безразличного равновесия и безопорного состояния.

№ слайда 10

Описание слайда:

№ слайда 11

Описание слайда:

В начальном периоде пребывания космонавта в состоянии невесомости отмечается большое поступление жидкости из тканей в кровяное русло, приводящее к увеличению объема циркулирующей крови и растяжению центральных вен и предсердий. Это является поводом к сигналу в центральную нервную систему о включении механизмов, способствующих уменьшению избытка жидкости в крови. В результате возникает ряд рефлекторных реакций, приводящих к увеличению выведения жидкости, а вместе с ней и солей из организма. В конечном итоге может снизиться вес тела и измениться содержание некоторых электролитов, в частности калия, а также измениться состояние сердечно-сосудистой системы. В начальном периоде пребывания космонавта в состоянии невесомости отмечается большое поступление жидкости из тканей в кровяное русло, приводящее к увеличению объема циркулирующей крови и растяжению центральных вен и предсердий. Это является поводом к сигналу в центральную нервную систему о включении механизмов, способствующих уменьшению избытка жидкости в крови. В результате возникает ряд рефлекторных реакций, приводящих к увеличению выведения жидкости, а вместе с ней и солей из организма. В конечном итоге может снизиться вес тела и измениться содержание некоторых электролитов, в частности калия, а также измениться состояние сердечно-сосудистой системы. Изменения двигательной функции в полете характеризуются выработкой в течение первых трех суток пребывания в невесомости нового стереотипа движений. В первые сутки полета обычно возрастает время выполнения некоторых рабочих операций и затрудняется оценка мышечных усилий, необходимых для выполнения ряда движений. Однако уже в течение нескольких первых суток полета эти движения вновь обретают необходимую точность, уменьшаются необходимые усилия для их выполнения и эффективность двигательной работоспособности возрастает.

№ слайда 12

Описание слайда:

В условиях длительного пребывания на орбите, например, на борту Международной космической станции /МКС/, кости астронавта теряют свою прочность быстрее, чем считалось до сих пор. Новые изыскания американских ученых позволяют сделать вывод, что в среднем данный показатель сокращается на 14 проц за полгода на орбитальной лаборатории. У трех из 13 астронавтов, за состоянием которых наблюдали американцы, показатель сократился на 30 проц и стал эквивалентен прочности костей престарелой женщины, живущей на Земле и страдающей остеопорозом /разрежение костного вещества/. В условиях длительного пребывания на орбите, например, на борту Международной космической станции /МКС/, кости астронавта теряют свою прочность быстрее, чем считалось до сих пор. Новые изыскания американских ученых позволяют сделать вывод, что в среднем данный показатель сокращается на 14 проц за полгода на орбитальной лаборатории. У трех из 13 астронавтов, за состоянием которых наблюдали американцы, показатель сократился на 30 проц и стал эквивалентен прочности костей престарелой женщины, живущей на Земле и страдающей остеопорозом /разрежение костного вещества/. Было установлено, что за каждый месяц пребывания на орбите такие показатели прочности кости, как плотность костного минерала, сокращаются на 0,6 - 5 проц. Прежние исследования показывали иной результат - 0,4 - 1,8 проц. Давно известно, что во время длительного пребывания в условиях невесомости привычные к земным нагрузкам мышцы человека постепенно теряют свою силу, а упругость костной ткани сокращается. Поэтому чтобы свести эти негативные последствия к минимуму, космонавты обязаны во время миссии заниматься физическими упражнениями не менее двух часов в день и проходить длительный курс реабилитации после возвращения на Землю.

№ слайда 13

Описание слайда:

В ходе исследований испытывались многочисленные методы для профилактики неблагоприятного влияния невесомости, не связанные с применением ИСТ. К ним относятся, например, физические методы, направленные на уменьшение перераспределения крови в организме космонавта во время или после окончания полета, а также на стимуляцию нервно-рефлекторных механизмов, регулирующих кровообращение в вертикальном положении тела. Для этого используются приложение отрицательного давления к нижней части тела, накладываемые на руки и ноги надувные манжеты, костюмы для создания перепада положительного давления, вращение на центрифуге малого радиуса, инерционно-ударные воздействия, электростимуляция мышц нижних конечностей, эластичные и противоперегрузочные костюмы и т.д. В ходе исследований испытывались многочисленные методы для профилактики неблагоприятного влияния невесомости, не связанные с применением ИСТ. К ним относятся, например, физические методы, направленные на уменьшение перераспределения крови в организме космонавта во время или после окончания полета, а также на стимуляцию нервно-рефлекторных механизмов, регулирующих кровообращение в вертикальном положении тела. Для этого используются приложение отрицательного давления к нижней части тела, накладываемые на руки и ноги надувные манжеты, костюмы для создания перепада положительного давления, вращение на центрифуге малого радиуса, инерционно-ударные воздействия, электростимуляция мышц нижних конечностей, эластичные и противоперегрузочные костюмы и т.д. Среди других методов подобной профилактики отметим физические нагрузки, направленные на поддержание тренированности организма и стимуляцию некоторых групп рецепторов (физические тренировки, нагрузочные костюмы, нагрузка на скелет); воздействия, связанные с регуляцией питания (добавление солей, белков и витаминов в пищу, нормирование питания и водопотребления) Профилактические средства против каких-либо неблагоприятных сдвигов в организме космонавта могут быть эффективны лишь в том случае, если они назначаются с учетом механизма этих нарушений. Применительно к невесомости профилактические средства должны быть направлены в первую очередь на восполнение дефицита мышечной активности, а также на воспроизведение эффектов, которые в условиях Земли обусловливаются весом крови и тканевой жидкости.

№ слайда 14

Описание слайда:

При возвращении на Землю субъективно увеличивается вес предметов и собственного тела, изменяется регуляция вертикальной позы. При послеполетном исследовании двигательной сферы у космонавтов выявляется уменьшение объема нижних конечностей, некоторая потеря мышечной массы и субатрофия антигравитационной мускулатуры, главным образом длинных и широких мышц спины. При возвращении на Землю субъективно увеличивается вес предметов и собственного тела, изменяется регуляция вертикальной позы. При послеполетном исследовании двигательной сферы у космонавтов выявляется уменьшение объема нижних конечностей, некоторая потеря мышечной массы и субатрофия антигравитационной мускулатуры, главным образом длинных и широких мышц спины. В послеполетном периоде в условиях Земли кровь снова обретает свой вес и устремляется к нижним конечностям и вследствие снижения у космонавтов тонуса сосудов и мышц здесь может скапливаться больше крови, чем обычно. В результате происходит отток крови от мозга. Все изменения, которые наблюдаются у космонавтов в полете, являются обратимыми, они бесследно исчезают в разное время после полета. Необходимо все же сказать, что мы еще не все знаем о реакциях космонавтов в длительном полете, не со всеми неблагоприятными явлениями можем бороться. Работы в этом плане предстоит еще много.

№ слайда 15

Описание слайда:

У нас и в США технологическая деятельность в невесомости приобрела такой размах, что по своему разнообразию приблизилась к технологии в самом широком смысле слова, освоенной в земной практике. Сегодня в реальных условиях космического полета не только выращивают полупроводниковые кристаллы, варят стекло, изготавливают сплавы, но и проводят сборочно-монтажные и ремонтно-профилактические работы, напыляют покрытия, испытывают материалы, узлы, оборудование. Результаты, полученные на борту советских пилотируемых и автоматических аппаратов, направлены на удовлетворение научных и хозяйственных потребностей человека. Вместе с тем они оказывают влияние на облик и технический уровень самих изделий космического машиностроения. У нас и в США технологическая деятельность в невесомости приобрела такой размах, что по своему разнообразию приблизилась к технологии в самом широком смысле слова, освоенной в земной практике. Сегодня в реальных условиях космического полета не только выращивают полупроводниковые кристаллы, варят стекло, изготавливают сплавы, но и проводят сборочно-монтажные и ремонтно-профилактические работы, напыляют покрытия, испытывают материалы, узлы, оборудование. Результаты, полученные на борту советских пилотируемых и автоматических аппаратов, направлены на удовлетворение научных и хозяйственных потребностей человека. Вместе с тем они оказывают влияние на облик и технический уровень самих изделий космического машиностроения. Нельзя сказать, что все свойства космической среды привлекают внимание технологов. Первое место здесь занимают солнечные лучи. Преобразуемые в электроэнергию, они питают все бортовые системы, включая печи для выращивания кристаллов, оборудование для напыления поверхностей в вакууме. А вот из остальных космических "благ" пока "задействована" только невесомость. Изредка находит применение космический вакуум. Остальным свойствам пока не пришел черед. Космическая технология родилась лишь в 1969 г. На корабле "Союз-6" Валерий Кубасов сваривал детали плазменной дугой низкого давления и плавящимся электродом, резал металл электронным лучом. Тогда впервые в космическом полете прошли экспериментальную проверку основные металлургические процессы - плавка материалов, формовка жидких масс, их охлаждение и кристаллизация. Было практически доказано, что в невесомости и в вакууме можно выполнять технологические операции. Одновременно выяснилось: протекают они там иначе, чем на Земле, так как на орбите решающую роль играют силы поверхностного натяжения, диффузия, капиллярные эффекты и другие мнежмолекулярные взаимодействия.

№ слайда 16

Описание слайда:

С тех пор прошло два десятилетия. На счет космической технологии уже записаны успехи, которых ждали, которые прогнозировали. На первых советских орбитальных станциях "Салют", на американской станции "Скайлэб" и в совместном полете кораблей "Союз" и "Аполлон" были поставлены опыты, позволившие специалистам сделать оптимистический вывод: продукция космических цехов в ряде случаев по качеству превзойдет земные образцы и сможет успешно служить в различных отраслях народного хозяйства и в науке. С тех пор прошло два десятилетия. На счет космической технологии уже записаны успехи, которых ждали, которые прогнозировали. На первых советских орбитальных станциях "Салют", на американской станции "Скайлэб" и в совместном полете кораблей "Союз" и "Аполлон" были поставлены опыты, позволившие специалистам сделать оптимистический вывод: продукция космических цехов в ряде случаев по качеству превзойдет земные образцы и сможет успешно служить в различных отраслях народного хозяйства и в науке. Не обходилось и без разочарований. Некоторые советские и зарубежные специалисты под влиянием первых успехов сделали поспешное заключение: достаточно вынести производство в космос - и получаемая там продукция будет в обязательном порядке более высококачественной по сравнению с земными изделиями. Все оказалось, однако, гораздо сложнее. Так, некоторые подготовленные на Земле однородные сплавы после переплавки и кристаллизации в невесомости потеряли однородность, в них местами обнаружились скопления отдельных фракций. На борту станций "Скайлэб" американским астронавтам не удалось добиться нужных качеств у кристаллов антимонида галлия. А в кристаллах, выращенных из растворов на "Салюте-5", содержалось больше газожидкостных включений, чем в аналогичных земных образцах. Все эти неожиданности, преподнесенные невесомостью, свидетельствовали о том, что в космосе вещества во время фазовых превращений ведут себя по-разному и не всегда так, как мы рассчитываем, исходя из земного опыта и земных теорий. Вывод был однозначен - нужно разрабатывать основы нового раздела физики - "физики невесомости". Потребовались соответствующие полетные эксперименты, исследовательская и регистрирующая аппаратура.

№ слайда 17

Описание слайда:

За два десятилетия от первых затвердевших в космосе жидких масс металла и выросших кристаллов мы подошли почти вплотную к хорошо налаженному промышленному производству полупроводников и оптических стекол, однородных сплавов, беспримесных лекарств и вакцин. За два десятилетия от первых затвердевших в космосе жидких масс металла и выросших кристаллов мы подошли почти вплотную к хорошо налаженному промышленному производству полупроводников и оптических стекол, однородных сплавов, беспримесных лекарств и вакцин. В целом экипажами "Салюта-6" на технологических установках "Кристалл" и "Сплав" проведено почти 200 плавок, изготовлено около 300 образцов полупроводниковых материалов, сплавов, стекол, из них свыше 50 - по интернациональным методикам. Впервые в практике были выращены сравнительно крупные трехкомпонентные кристаллы КРТ - соединения, состоящего из атомов кадмия, ртути и теллура. В земных условиях получить такие крупные экземпляры не удается из-за быстрого расслаивания расплава. Кристаллы КРТ находят применение в приемниках инфракрасного (теплового) излучения. Диапазон "зрения" этих приемников весьма широк - от 1 до 30 мкм. Был выращен и ряд других кристаллов, превосходящих по своим свойствам земные аналоги. Более упорядоченная внутренняя структура, чистота, большие размеры - таковы особенности космической продукции. Вот что значит "выключить из игры" столь мощную силу, как земная тяжесть.

№ слайда 18

Описание слайда:

Плотность дефектов кристаллической решетки германия и антимонида индия, выращенных в невесомости, в сто-тысячу раз меньше, чем у земных образцов. Подобные космические "изделия" обладают и более высокими электрофизическими параметрами. Следовательно, и радиоэлектронные приборы, работающие на таких кристаллах, отличаются повышенными техническими характеристиками. Плотность дефектов кристаллической решетки германия и антимонида индия, выращенных в невесомости, в сто-тысячу раз меньше, чем у земных образцов. Подобные космические "изделия" обладают и более высокими электрофизическими параметрами. Следовательно, и радиоэлектронные приборы, работающие на таких кристаллах, отличаются повышенными техническими характеристиками. С помощью установки "Испаритель" в условиях космического вакуума проводилось свыше 200 напылений золота, серебра, меди и различных сплавов на стеклянные, полимерные и металлические поверхности. Освоение этой технологии позволяет восстанавливать блеск зеркальных объективов и отражателей, не возвращая их на Землю, а значит, не затрачивая времени и средств на транспортировку.

№ слайда 19

Описание слайда:

На станции "Салют-7" впервые были начаты эксперименты в области биотехнологии. На установке "Таврия" методом электрофореза подвергались разделению клетки костного мозга крыс, сывороточный альбумин и гемоглобин человека, смесь белков. Выделенные фракции отличались высокой чистотой. В последующем на станции наряду с "Таврией" применялась еще одна электрофоретическая установка "Геном". На ней получен ряд ценных для медицинской и ветеринарной практики лекарств На станции "Салют-7" впервые были начаты эксперименты в области биотехнологии. На установке "Таврия" методом электрофореза подвергались разделению клетки костного мозга крыс, сывороточный альбумин и гемоглобин человека, смесь белков. Выделенные фракции отличались высокой чистотой. В последующем на станции наряду с "Таврией" применялась еще одна электрофоретическая установка "Геном". На ней получен ряд ценных для медицинской и ветеринарной практики лекарств

№ слайда 20

Описание слайда:

Только российская часть научной программы 20-й экспедиции включала 42 различных эксперимента, пять из которых на МКС еще не проводились. Космонавты привезли на Землю пробы и кассеты с результатами проведенных на борту экспериментов, а также биореактор с полученными в невесомости субстратами. Их получил на орбите сменщик экипажа МКС-20 - Максим Сураев, а Падалка и Барратт доставили биореактор обратно. Эксперимент "Биоэмульсия" по культивированию бактериальных культур и микоризных грибов прошел на МКС в период пересменки экипажей уже седьмой раз, к тому же ученые впервые провели в биореакторе новый эксперимент "Каскад". Только российская часть научной программы 20-й экспедиции включала 42 различных эксперимента, пять из которых на МКС еще не проводились. Космонавты привезли на Землю пробы и кассеты с результатами проведенных на борту экспериментов, а также биореактор с полученными в невесомости субстратами. Их получил на орбите сменщик экипажа МКС-20 - Максим Сураев, а Падалка и Барратт доставили биореактор обратно. Эксперимент "Биоэмульсия" по культивированию бактериальных культур и микоризных грибов прошел на МКС в период пересменки экипажей уже седьмой раз, к тому же ученые впервые провели в биореакторе новый эксперимент "Каскад". Кроме того, космонавты привезли восемь пробирок с "космическими долгожителями" - штаммами клеток женьшеня и тиса среднего, которые путешествовали на МКС два месяца. Для клеток тиса это было второе орбитальное путешествие, для женьшеня - третье. По словам руководителя эксперимента "Женьшень-2" Татьяны Крашенинниковой, исследования показали, что "после воздействия факторов космического полета, продуктивность клеток женьшеня стала на 20-30 процентов выше, чем в контрольной группе на Земле". Новым полетом ученые хотели "закрепить эти свойства, чтобы получить более эффективную линию клеток", из который впоследствии можно будет производить новые чудо-лекарства, спасающие человечество от многих серьезных болезней, в том числе от рака. В последние годы быстрыми темпами стало развиваться такое новое направление исследований, как космическая биотехнология, основной задачей которой является разработка методов получения в невесомости особо чистых лекарственных препаратов и биологически активных веществ (гормонов, витаминов, ферментов). Несмотря на небольшой срок существования, космическая биология и космическая медицина заняли прочные позиции среди других медико-биологических наук. Это объясняется бурными темпами развития этих областей, новизной решаемых задач и впечатляющими достижениями, которые привлекают внимание специалистов и широкой научной общественности. Большой объем накопленных знаний о жизнедеятельности организма в условиях воздействия факторов космического пространства, динамических факторов полета и искусственной среды обитания, а также достижения космической техники являются реальными предпосылками для интенсивного освоения космического пространства в XXI в.

№ слайда 21

Описание слайда:

Вопреки стереотипу о том, что в космос отправляются люди с богатырским здоровьем, случалось всякое. Безусловно, перед полетом космонавт должен быть максимально здоров, но... реакция организма на невесомости и полет при таких физических и психологических нагрузках непредсказуема. При заболевании на орбите кого-либо из членов экипажа вариантов два - или прекращать полет или лечить дистанционно, с Земли. Недавно публиковала некоторые анонимные рассказы космонавтов о том, как достаточно серьезные болезни "замалчивались", чтобы полет не был прерван. Вопреки стереотипу о том, что в космос отправляются люди с богатырским здоровьем, случалось всякое. Безусловно, перед полетом космонавт должен быть максимально здоров, но... реакция организма на невесомости и полет при таких физических и психологических нагрузках непредсказуема. При заболевании на орбите кого-либо из членов экипажа вариантов два - или прекращать полет или лечить дистанционно, с Земли. Недавно публиковала некоторые анонимные рассказы космонавтов о том, как достаточно серьезные болезни "замалчивались", чтобы полет не был прерван. Переговоры членов экипажа с врачами ведутся по закрытой линии связи, в которой сигналы передаются в закодированном виде. Эти сигналы расшифровываются непосредственно в ЦУПе - в строгой секретности. По мнению некоторых аналитиков, в такой секретности могут быть заинтересованы и сами врачи, чтобы можно было скрыть собственные ошибки - и при отборе кандидатов в космонавты, и при проведении их тренировок, и особенно при лечении своих пациентов в полете. Тем не менее, это не так, просто болезни космонавтов - это их личное дело. Полеты прекращались из-за болезни членов экипажа три раза. Первый, на орбитальной станции "Салют-7" в 1985 году. Командир - 33-летний подполковник ВВС Владимир Васютин, бортинженер Виктор Савиных и космонавт-исследователь Александр Волков должны были проработать в космосе полгода. Но уже через два месяца тяжело заболел командир Васютин. Поскольку состояние его здоровья быстро ухудшалось, а снизить остроту заболевания с помощью имеющихся на борту лекарств оказалось невозможно, было принято решение: срочно прекратить полет. Экипаж вернулся на Землю не через полгода, а через 65 суток.

№ слайда 22

Описание слайда:

Пришлось прервать полет Бориса Волынова и Виталия Жолобова, которые приступили к работе на орбитальной станции "Салют-5" в июле 1976-го. Через некоторое время космонавты почувствовали странный запах: было подозрение, что во время выброса наружу через шлюз контейнера с бытовыми отходами в жилое помещение звездного дома проникли пары ядовитого гептила. Самочувствие экипажа заметно ухудшилось. После того, как в августе произошло еще одно ЧП - выключился свет, отключились приборы, вентиляторы, станция стала похожа на мертвый дом и потеряла ориентацию. Экипаж сумел вернуть "Салют-5" в рабочий режим, но сильнейший стресс плюс странные пары не прошли бесследно для Виталия Жолобова: у него начались мучительнейшие головные боли, он потерял аппетит, перестал спать, работать не мог. Тогда с Земли пришел приказ: срочная посадка! Вместо 60 суток полет продолжался 49. Пришлось прервать полет Бориса Волынова и Виталия Жолобова, которые приступили к работе на орбитальной станции "Салют-5" в июле 1976-го. Через некоторое время космонавты почувствовали странный запах: было подозрение, что во время выброса наружу через шлюз контейнера с бытовыми отходами в жилое помещение звездного дома проникли пары ядовитого гептила. Самочувствие экипажа заметно ухудшилось. После того, как в августе произошло еще одно ЧП - выключился свет, отключились приборы, вентиляторы, станция стала похожа на мертвый дом и потеряла ориентацию. Экипаж сумел вернуть "Салют-5" в рабочий режим, но сильнейший стресс плюс странные пары не прошли бесследно для Виталия Жолобова: у него начались мучительнейшие головные боли, он потерял аппетит, перестал спать, работать не мог. Тогда с Земли пришел приказ: срочная посадка! Вместо 60 суток полет продолжался 49. Во время космического полета у бортинженера Александра Лавейкина были зафиксированы отклонения в работе сердца. Бортинженер вернулся на Землю досрочно... В космосе все болезни обостряются непредсказуемо: в связи с этим экипаж обучен даже работе с медицинскими приборами, например, дефибриллятором. Некоторые космонавты сами вставляли пломбы на орбите взамен выпавших. На станциях всегда шумно: беспрерывно работают вентиляторы, перемешивая воздух, иначе могут образоваться опасные для жизни застойные зоны с повышенным содержанием выдыхаемого космонавтами углекислого газа. В итоге и днем, и ночью не прекращается сильный гул: 80 - 95 децибелов. У космонавтов нередко снижается острота слуха, хотя инструкция и предписывает носить беруши. Возможно, в ближайшее время станет возможным проводить операции космонавтам, нуждающимся в хирургическом вмешательстве, прямо на орбите. А с развитием эры космического туризма специалисты не исключают возможности принимать роды в невесомости

№ слайда 23

Описание слайда:

№ слайда 24

Описание слайда:

При длительных космических полетах доставка на борт продуктов питания в больших количествах затруднена, продуктовые запасы с течением времени могут портиться, существует также проблема регенерации кислорода и удаления продуктов жизнедеятельности человека. Поэтому, если эксперименты по выращиванию и содержанию растений в условиях космоса увенчаются успехом, многие вопросы по обеспечению длительных космических полетов будут отчасти разрешены. Когда человечество перейдет от околоземных к межпланетным полетам, на борту пилотируемых космических аппаратов наличие растений будет обязательным, и не только как одного из источников питания, но и в качестве одного из средств психологической поддержки космонавтов, на длительное время оторванных от привычной земной среды обитания. При длительных космических полетах доставка на борт продуктов питания в больших количествах затруднена, продуктовые запасы с течением времени могут портиться, существует также проблема регенерации кислорода и удаления продуктов жизнедеятельности человека. Поэтому, если эксперименты по выращиванию и содержанию растений в условиях космоса увенчаются успехом, многие вопросы по обеспечению длительных космических полетов будут отчасти разрешены. Когда человечество перейдет от околоземных к межпланетным полетам, на борту пилотируемых космических аппаратов наличие растений будет обязательным, и не только как одного из источников питания, но и в качестве одного из средств психологической поддержки космонавтов, на длительное время оторванных от привычной земной среды обитания. В нашей стране созданию искусственных экологических систем в условиях космического полета придавалось большое значение, и в 60-е и 70-е годы эта отрасль космической биологии успешно развивалась, американские же специалисты этой проблемой начали заниматься относительно недавно. Ученые пытаются культивировать различные высшие растения в условиях космоса, но особенно интересны эксперименты по выращиванию в космосе пшеницы, которая является одним из важнейших источников питания человека.

№ слайда 25

Описание слайда:

В 1993 г. ученые Космического центра имени Кеннеди провели эксперимент по выращиванию суперкарликовой пшеницы из пророщенных на Земле семян в установке PGU на борту шаттла. Растения выращивались в течение десяти дней. Результаты послеполетных измерений показали, что в условиях космического полета происходит снижение уровня фотосинтеза у растений, что, в свою очередь, приводит к снижению массы растений, побывавших в космосе, на 25% по сравнению с контрольными растениями. В 1993 г. ученые Космического центра имени Кеннеди провели эксперимент по выращиванию суперкарликовой пшеницы из пророщенных на Земле семян в установке PGU на борту шаттла. Растения выращивались в течение десяти дней. Результаты послеполетных измерений показали, что в условиях космического полета происходит снижение уровня фотосинтеза у растений, что, в свою очередь, приводит к снижению массы растений, побывавших в космосе, на 25% по сравнению с контрольными растениями.

Рассмотрим один из органов человека - вестибулярный аппарат, позволяющий ему сохранять положение равновесия. Важную роль в вестибулярном аппарате играют кожные рецепторы, расположенные в различных частях тела, в частности в стопах, и чутко реагирующие на мельчайшее изменение давления, когда человек стоит или идет. Если человек споткнулся, рецепторы тотчас посылают сигналы в мозг и человеку удается сохранить равновесие. Но, пожалуй, основную роль здесь играют не рецепторы, а особые органы - отолиты, находящиеся в височной области головы. Отолиты - это два камушка из углекислого кальция, которые плавают в особой камере, внутренняя часть которой усеяна тончайшими волосками - приемниками. В обычных, земных условиях, как только человек наклонится, отолиты сразу же смещаются и давят на волоски с одной стороны камеры. В мозг побежит сигнал, и человек чувствует наклон. Но в космосе наступает невесомость. Отолиты свободно плавают в камере, произвольно касаясь волосков - приемников. От этого могут возникнуть неприятные ощущения.

Тема: Свободное падение. Невесомость

Тип урока: комбинированный.
Цель урока: дать учащимся представление о свободном падении тел, как частном случае равномерного движения, при котором модуль вектора ускорения является постоянной величиной для всех тел; формировать умение рассчитывать координату и скорость тела в любой момент времени свободного падающего тела; дать понятие невесомости.
Оборудование к уроку: мячик, лист бумаги, бумажный шарик, металлическая монетка, бумажная монетка, шарики различной массы, «трубка Ньютона», ПК и ИД.

1. Подготовка к восприятию основного материала.
2. Изучение нового материала.
3. Закрепление материала.
4. Итоги урока.
5. Домашнее задание.

1. Самостоятельная работа:
1 вариант. 1) Какова масса тела, которому сила 10 Н сообщает ускорение 2 м/с2?
2) Каким может быть модуль равнодействующей сил 25 Н и 10 Н?
2 вариант .1) Какое ускорение сообщает сила 20 Н телу массой 2 кг?
2) Одна из сил, действующих на тело, равна15 Н. Чему равна вторая сил, если модуль равнодействующей этих сил равна 5Н?

1) Прочитать и записать математически третий закон Ньютона.
2) Чем отличается равноускоренное движение от равномерного?
3) Запишите формулу определения скорости при равноускоренном движении.
4) Запишите формулу определения перемещения при равноускоренном движении.
5) Какие закономерности присущи равноускоренному движению?
6) Назовите особенности третьего закона Ньютона

Так как сила тяжести, действующая на все тела вблизи поверхности Земли, постоянная, то свободно падающее тело должно двигаться с постоянным ускорением, то есть равноускоренно.

1.Исторические сведения.

Теория Аристотеля: Чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает.
противоречие: если легкое тело падает медленнее, чем тяжелое, то легкое вместе с тяжелым будет падать медленнее(?), или быстрее так как одно более тяжелое?
1) Падение листа бумаги
и бумажного шара. 2)
2) Падение различных
по массе шаров.
3) Падение бумажной и
металлической монеты 3)
по отдельности и вместе.

Опыты с шарами разной массы, которые сбрасывали с Пизанской башни.
Шары приземлились практически одновременно.
Следовательно, если сопротивлением воздуха можно пренебречь, все тела, падая, движутся равноускоренно с одним ускорением.

К такому же выводу мы приходим изучая стробоскопические фотографии.
- фотографирование через равные промежутки времени падающего шарика (стр. 53 учебник), фото доказывают, что движение шарика равноускоренное и ускорение свободного падения g= 9,8 м/с 2
обозначается буквой g от латинского слова gravitas («гравитас»), что значит «тяжесть».
Опыты, проводимые с использованием «трубки Ньютона»,

подтверждают, что ускорение свободного падения в данной точке Земли не зависит от массы, плотности и формы падающих тел.

5. Объяснение падения тел разной массы с разной скоростью .

F 1 =F т + F c F 2 =F т + F c
F c F c
F 1 F т
F т F т =mg=m . 9 ,8м/с 2

Формулы, характеризующие равноускоренное движение

Равноускоренное движение

Свободное падение

V х =V ox +a х t

Движение тела, брошенного вверх

S х =V ox t+(a х t 2)/2

S у =V oy t+(gt 2)/2

V у =V o у -gt

X = X 0 +V x0 t+(a x t 2)/2

S=V oy t-(gt 2)/2

У=У 0 +V 0y t+(g y t 2)/2

У= V 0y t-(g y t 2)/2

3.Зависимость скорости и координаты падающего тела от времени.

3.Зависимость скорости и координаты тела, брошенного вертикально вверх, от времени.

Пусть начальное положение тела - начало координат, ось ОУ направим вниз, тогда графики V y (t) и У(t) :

Невесомостью называется состояние, при котором вес тела равен нулю.

Это состояние возникает, если на тело действует только сила тяжести, тело движется поступательно с ускорением свободного падения.
То есть тело, подвешенное на пружине, не вызывает никакой деформации пружины, а тело, лежащее неподвижно на опоре, не оказывает на неё никакого силового воздействия.
х Р= m (g - a) g=a P=0

1.Упр. 13 (2) Со стола высотой 80 см на пол падает карандаш. Определите время его падения.
2. Одинаковым ли будет время свободного падения различных тел с одной и той же высоты?
3. Камень падал с одной скалы 2с, а с другой 6с. Во сколько раз вторая скала выше первой?
Домашнее задание:
§ 13, 14, упр.13 (1,3); №192, 204, 207.
Ответить на вопросы после параграфа, знать тезисы, выписанные в тетрадь.

Cлайд 1

Презентация учителя физики МОУ СОШ № 288 г. Заозерска Мурманской области Бельтюковой Светланы Викторовны

Cлайд 2

Вес Вес – это суммарная сила упругости, действующая при наличии силы тяжести на все опоры и подвесы: Р = -(N1 + N2 +…) Является ли вес для каждого тела неизменной величиной, или он способен меняться?

Cлайд 3

В чём различие между силой тяжести и силой упругости? 1.Природа силы тяжести гравитационная, силы упругости – электромагнитная. 2.Сила тяжести приложена к телу, сила упругости – к опоре. 3.Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз, сила упругости может менять своё направление. 4. Сила тяжести действует на расстоянии, сила упругости - при непосредственном контакте тел

Cлайд 4

Перегрузка Рассмотрим движение тела вертикально вверх. При этом на него действуют: сила тяжести Fт и сила реакции N опоры. Их равнодействующая направлена вверх. Вес тела приложен к опоре, и по III закону Ньютона равен силе реакции опоры. В результате возникает эффект увеличение веса – перегрузка. Вес тела увеличивается на величину ma. Р = m (g + a) n = a/g - коэффициент перегрузки

Cлайд 5

К силе тяжести приспособились все живые существа на Земле. Под её воздействием протекают все процессы в мире живой и неживой природы. Проникновение человека в космос сопровождает невесомость – состояние, при котором сила тяжести отсутствует.

Cлайд 6

Невесомость на Земле? При движении вертикально вниз на тело также действуют сила тяжести Fт и сила реакции опоры N. Но теперь их равнодействующая направлена вниз. При этом вес тела также равен силе реакции опоры. В результате наблюдается уменьшение веса: Р = m (g – a)

Cлайд 7

Невесомость в космосе Космические станции дают уникальную возможность не только наблюдать, но и проводить различные эксперименты и технологические операции в состоянии невесомости. Это ведёт не только к обнаружению новых физических эффектов, но и к пониманию путей эволюции на Земле.

Cлайд 8

Жидкость в условии невесомости В невесомости не действуют сила тяжести, выталкивающая сила. Поэтому действие капиллярных сил приводит к образованию сферических поверхностей. Однако, управлять такой жидкостью совсем непросто: она подвижна, неустойчива, её трудно собрать, т.к. она не течёт вниз под действием собственного веса. Возможное расположение жидкости и газа, заполняющих сферический сосуд, в невесомости. Эксперименты на орбите В настоящее время в космосе проводятся различные эксперименты, направленные на изучение жизнедеятельности живых организмов в условиях невесомости, решаются задачи получения химически чистых материалов, идеальных кристаллов, биологически активных веществ, т.е. закладываются основы индустриализации космоса, о которой говорил К.Э.Циолковский.