Что будет с человеком в межпланетном полёте и на других планетах

[solvisor]

Человечество собрало много научных данных о поведении организма человека в условиях космоса.
Тема 1. ЧЕЛОВЕК В КОСМОСЕ: ЗДОРОВЬЕ, СЕКС, РОЖДЕНИЕ ДЕТЕЙ. Для начала представляю вам интереснейшую беседу между Семихатовым, Сурдиным и Розановым и чуть ниже основные тезисы из этого видео.

Кому смотреть и читать лень, то если совсем кратко - Человеку в космосе делать нечего!

Алексей Михайлович Семихатов — д. ф-мат наук, главный научный сотрудник отделения теоретической физики Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, лектор и автор научно-популярных фильмов. Кавалер Ордена за заслуги перед Отечеством (в будущем).
Владимир Георгиевич Сурдин — советский и российский астроном и просветитель в области науки, к. ф-мат. наук, доцент. Старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга, доцент физического факультета МГУ. Кавалер Ордена за заслуги перед Отечеством (в будущем).
Иван Андреевич Розанов, к. медицинских наук, специалист по космической медицине и психологии.


Что будет с человеком в межпланетном полёте и на других планетах

Если очень кратко про гендерные и репродуктивные аспекты в космосе.
• Присутствие женщины в экипаже поддерживает активность мужчин.
• Зачатие и рождение в космосе невозможны из-за отсутствия гравитации.
• Невесомость негативно влияет на развитие плода у птиц, рыб и млекопитающих.
• Искусственная гравитация не решает проблему, так как это медицинские аспекты.
• Эксперименты с вращающейся комнатой показали негативное влияние на здоровье космонавтов.
• Люди, переживающие полярную зимовку, испытывают депрессию из-за отсутствия внешнего психологически значимого фона.
• В межпланетных полетах экипаж впадает в тяжелую депрессию из-за потери Земли как ориентира.
• Земля становится звездочкой, что вызывает у экипажа тоску и скуку.
• Межпланетный полет приводит к потере мотивации и смысла миссии.
• Экипаж начинает скучать и испытывать депрессию, даже в наземных экспериментах.
• Физиологически секс в невесомости невозможен из-за нарушения кровотока.
• Гендерное смешение в экипаже помогает избежать лишних эмоций и конфликтов.
• В СССР планировался полет полностью женского экипажа, но он не состоялся из-за болезни командира.
• Полеты детей и подростков в космос не имеют практической ценности и опасны.
• Европейское космическое агентство пыталось набрать инвалидов в отряд космонавтов.
• Полеты на Марс по медицинским причинам невозможны в ближайшее время.
• Гипомагнитная среда в космосе влияет на организм.


Более развернуто.
Отсутствие гравитации приводит к нарушениям развития плода, поэтому говорить о колонизации других планет пока преждевременно. Были эксперименты по выращиванию целого ряда животных, были эксперименты по
оплодотворению яйцеклеток животных в космосе и все случаи были неудачные. Видимо это связано с механизмами клеточной грави-чувствительности. Даже клетки организма чувствуют гравитацию и имеют механизм восприятие гравитации.
На земле единственный показатель который не менялся на земле за последние 4 млрд лет - это гравитационное поле. Всё остальное менялось - континенты, климат, температура и пр.

Искусственная гравитация не работает. Такие эксперименты проводились в 60-е годы прошлого столетия. Кориолисова сила негативна влияет на мелкое сосудистое русло головного мозга. И кроме
этого возникают другие побочные эффекты. Это направление было признано тупиковым.

[skor]

Искусственная гравитация не работает. Такие эксперименты проводились в 60-е годы прошлого столетия. Кориолисова сила негативна влияет на мелкое сосудистое русло головного мозга. И кроме
этого возникают другие побочные эффекты. Это направление было признано тупиковым.

Интересно было бы подробнее узнать про эти эксперименты, потому что мне кажется, что чем больше радиус вращения, тем меньше будет побочных эффектов. Вплоть до того, что при определённом радиусе они вообще сойдут на нет. При этом маловероятно, что для экспериментов использовали колесо километрового диаметра, и поэтому есть все основания сомневаться в надёжности сделанных на их основе выводов.

Кроме того, вращение не является единственным способом создать искусственную гравитацию. Можно ещё использовать движение корабля с постоянным ускорением 9.8 м/с².

[solvisor]

Интересно было бы подробнее узнать про эти эксперименты

Про эти эксперименты есть информация в открытых источниках. Проводились они все в одном местном НИИ. В России в настоящее время разрабатывается маленькая центрифуга для космонавтов. Она будет размещаться внутри станции. Эксперимент подтверждает её эффективность. Но пользоваться ей можно не более 2 часов в сутки.

Мысль сего поста в другом. Всё живое на Земле прошло 4 млрд этап эволюции. Мы такие как есть только на этой планете. И никак иначе. Весь упор нужно сделать на автоматические станции для исследования космоса. Один запуск пилотируемого людьми Старшипа на Марс равен 230 запускам автоматических зондов.

Можно ещё использовать движение корабля с постоянным ускорением 9.8 м/с2.

И далеко вы так собрались улететь?

Только прошу в этой ветке писать по существу. Плачь, вой, слезы и свое бесполезное несогласие несите на кухню.

[skor]

В России в настоящее время разрабатывается маленькая центрифуга для космонавтов.

Вот это я и имею в виду. Когда у вас на уровне ступней ног одна гравитация, а на уровне головы -- существенно другая, побочные эффекты неизбежны.

Мысль сего поста в другом. Всё живое на Земле прошло 4 млрд этап эволюции. Мы такие как есть только на этой планете. И никак иначе. Весь упор нужно сделать на автоматические станции для исследования космоса.

Мысль -- интересная. Я бы даже развил её в таком направлении -- содержательным итогом эволюции человека должно стать создание сверхчеловеческого ИИ. А вот уже сверхчеловеческий ИИ распространится в космосе, оставив человека и всё живое на Земле прозябать на этой самой Земле вплоть до превращения Солнца в сверхновую.

И далеко вы так собрались улететь?

Ну, до ¹/₁₀ скорости света с ускорением 9.8 м/с² я бы разогнался за 35 дней. А разогнавшись до такой скорости, можно выйти за пределы Солнечной системы где-то за два месяца. Был бы двигатель, способный долгое время поддерживать такое ускорение.

[Н. Светлов]

вплоть до превращения Солнца в сверхновую

Не ожидается. Масса маловата.

Пройдёт через фазу красного гиганта, породит планетарную туманность и закончит жизнь белым карликом.

► Показать

А вот уже сверхчеловеческий ИИ распространится в космосе

Ну, хоть посылочки-то со вкусняшками предкам будет слать?

Я тоже привык исходить из того, что космос очень недружелюбен к живому человеку и что длительное нахождение человека вне Земли, а тем паче колонизация других планет — эти задачи не актуальны, по крайней мере, для нескольких ближайших поколений (хотя и не склонен доверять источникам в формате видяшек, какие бы авторитеты на этих видяшках не фигурировали: ведь даже если предположить, что создатель ролика не манипулировал участниками обсуждения, а потом ещё и отснятым материалом, чтобы достичь неких собственных целей, — очень-очень много существенных тонкостей и нюансов остаётся за кадром).

Поддерживаю идею о концентрации усилий на создании: (а) роботов, способных решать в космосе хозяйственные задачи в автономном режиме, (б) максимально дешёвых средств доставки оных роботов на планеты и астероиды Солнечной системы, а оттуда — добытых ресурсов и произведённой продукции. Особенно важно найти способ доставки (передачи) энергии из космоса, где её завались, на Землю, где она в дефиците.

[Олег К]

Ну, до 1/10 скорости света с ускорением 9.8 м/с2 я бы разогнался за 35 дней. А разогнавшись до такой скорости, можно выйти за пределы Солнечной системы где-то за два месяца.

Если так давить на газ, то за эти 35 дней Солнечная система останется далеко в зеркале заднего вида.

[skor]

Поддерживаю идею о концентрации усилий на создании: (а) <...>, (б) максимально дешёвых средств доставки оных роботов на планеты и астероиды Солнечной системы

Отмечу, что максимально дешёвым средством доставки роботов на космические объекты является их производство прямо в космосе.

► Показать

Пройдёт через фазу красного гиганта, породит планетарную туманность и закончит жизнь белым карликом.

Это обнадёживает!

Ну, хоть посылочки-то со вкусняшками предкам будет слать?

Низя! На Земле будет написано крупными буквами -- НЕ КОРМИТЬ

Если так давить на газ, то за эти 35 дней Солнечная система останется далеко в зеркале заднего вида.

Кто-то из нас ошибается в расчётах. Вы не забыли перевести километры в метры?

[Олег К]

Кто-то из нас ошибается в расчётах. Вы не забыли перевести километры в метры?

Я прикинул, что только накатом за тридцать шестой день пройдет половину расстояния до Нептуна, а значит за предыдущий месяц значительно дальше. И в этом вроде не ошибся, но очень не правильно интерпретировал термин "пределы Солнечной системы", т. е. то, что имелась в виду поездка за Нептун и даже за Плутон)

[Bond]

Ну, до 1/10 скорости света с ускорением 9.8 м/с2 я бы разогнался за 35 дней. А разогнавшись до такой скорости, можно выйти за пределы Солнечной системы где-то за два месяца. Был бы двигатель, способный долгое время поддерживать такое ускорение.

Двигатель найти не проблема, проблема в том, где взять столько топлива?

[skor]

Двигатель найти не проблема, проблема в том, где взять столько топлива?

Как раз наоборот. Нужен двигатель, который потребляет мало топлива. Например, фотонный двигатель, работающий через аннигиляцию материи и антиматерии.

[Н. Светлов]

Отмечу, что максимально дешёвым средством доставки роботов на космические объекты является их производство прямо в космосе.

Вне сомнения. Но для этого, как говаривал дядя Фёдор, нужно доставить в космос роботов, которые будут производить роботов прямо в космосе, а у нас денег нет

► Показать

Ну, или они там сами должны завестись. В результате эволюции.

Например, фотонный двигатель, работающий через аннигиляцию материи и антиматерии.

Совершенно сказочное устройство

Я скорее поверю в возможность добычи энергии из гравитационных волн a la "Астровитянка": там, в конце концов, можно как-то зацепиться за одну волну, чтобы добыть энергию другой. Правда, габариты таких устройств, скорее всего, в реале оказались бы астрономическими

► Показать

Это обнадёживает!

«Лучше, конечно, помучиться» © тов. Сухов

[Олег К]

Двигатель найти не проблема, проблема в том, где взять столько топлива?

У нас в росатоме). Как раз сегодня наткнулся на новость:

"В Росатоме построили плазменный двигатель для дальних космических перелетов"
https://nauka.tass.ru/nauka/23076713

"...Такие двигатели дают возможность разогнать космический аппарат в космическом пространстве до скоростей, недоступных химическим двигателям, а также позволяют эффективно использовать запас топлива, в десятки раз сокращая его потребность."

[skor]

В Росатоме построили плазменный двигатель для дальних космических перелетов

В конце бодрой и радостной статьи написано:

Для испытаний создаваемого прототипа плазменного ракетного двигателя и подобных устройств на площадке в Троицке монтируется масштабный экспериментальный стенд.

То есть они его ещё даже не пробовали запускать

[solvisor]

хотя и не склонен доверять источникам в формате видяшек

Формат видяшек в данное время наиболее продуктивен. Более того, видео поток разрезается на 30 секундные ролики и выкладывается в тик-токе. Таким методом можно заинтересовать современных людей посмотреть полное видео. Если человек посмотрев такое видео заинтересуется проблемой, то может прийти на их открытые лекции читаемые в РАН и МГУ, и наконец купить книгу)) также они полностью открыты к диалогу. Они популяризаторы науки среди общества. Манипулировать ими не представляется возможным, они на своей волне, как и большинство романтиков. Семихатов кстати ведущий передачи «Вопрос науки» на телеканале «Наука».

Я прикинул, что только накатом за тридцать шестой день пройдет половину расстояния до Нептуна

Человечество пока на Марс попасть хочет, а вы на Проксима-Центавру собрались. Давайте-ка без фантазий. Все то же самое, но без фантазий.

нужно доставить в космос роботов, которые будут производить роботов прямо в космосе

Интересная мысль, я призываю форумчан развить эту тему.

Я бы даже развил её в таком направлении -- содержательным итогом эволюции человека должно стать создание сверхчеловеческого ИИ.

Мысль выше начальный этап этой.


Впервые искусственную гравитацию (искусственную силу тяжести) обосновал и рассчитал ещё Константин Эдуардович Циолковский. Это было необходимым условием при разработке орбитальных станций и аппаратов для межзвёздных полётов.

Согласно идеям Циолковского, искусственная гравитация должна создаваться во вращающеёся вокруг своей оси торообразной космической станции.

Эксперименты по созданию искусственной гравитации на орбите Земли действительно были запланированы. Этим вопросом занимался лично Сергей Павлович Королёв, особенно много внимания он уделил этому в своих проектах полёта к Марсу.
К концу 1964 года было подготовлено всё техническое описание эксперимента, а к 1966 году были изготовлены необходимые узлы и агрегаты. Началась подготовка к эксперименту, в котором будет создана искусственная сила тяжести на орбите Земли.



Однако преждевременная кончина Королёва не позволила этим планам воплотиться в жизни, впрочем, как и многим другим.
Но эксперименты на земле продолжались: при помощи вращающейся камеры "МВК-1" проводились эксперименты по изучению воздействия на человека вращающейся среды, начатые ещё в 1960-х годах.


Далее стартовал более грандиозный эксперимент - «Орбита», в ходе которого на центрифуге с плечом длиной 20 м был смонтирован целый жилой отсек, рассчитанный на двух человек, которым предстояло провести там до 35 суток.
Конструкция центрифуги была такова, что её не нужно было останавливать для пополнения запасов. Учёные могли посещать испытуемых в любое время, снимать показания и проводить эксперименты. Исследования проводились с 1965 по 1973 годы.

Однако подобные работы проводились не для создания эффекта искусственной гравитации, с которым и так было всё понятно, а для исследования как физического, так и психического воздействия центробежной силы на здоровье человека.

Эксперименты однозначно показывали, что нахождение человека во вращающейся среде приводит к возникновению в вестибулярном аппарате эффекта укачивания. При высокой скорости вращения начинают развиваться клинической формы болезни движения, в результате чего человек теряет координацию и становится недееспособным. В первую очередь страдает наш вестибулярный аппарат.








Далее у нас в стране в 1989 году появилась центрифуга следующего поколения - «Юпитер-2».
Она представляла собой металлический цилиндр диаметром 4,6  метра и высотой 2,2 м, внутри которого созданы условия для активного и достаточно комфортного пребывания одновременно двух испытуемых.

На этой установке были подтверждены результаты, полученные в эксперименте «Орбита», а именно - зависимость самочувствия человека от частоты вращения центрифуги, а не от радиуса, описываемого ею в ходе вращения.

Например, практически никому не удавалось выдержать частоту вращения выше 12 об/мин. Это была настоящая пытка для человека. Даже для более-менее сносной переносимости частоты вращения около 9 об/мин требовалось принимать большой спектр фармакологических процедур и препаратов, однако и это зачастую не помогало.

При частоте вращения 6 об/мин подготовленные испытуемые уже могли адаптироваться к условиям за несколько часов, а затем провести в такой обстановке до нескольких суток.

Работоспособность и общее самочувствие человека резко начинало ухудшаться про частоте вращения выше 4 об/мин.







По итогу этих экспериментов выяснили ещё одну особенность человеческого организма, помещённого в непривычные условия. Речь о перепаде в величине силы тяжести, когда стопы ног условно притягиваются сильнее, чем голова. Так стало ясно, что для имитации земной силы тяжести направление действия перегрузок в невесомости должно быть вдоль продольной оси тела от головы к ногам.

Именно такое расположение тела человека создаёт гидростатическое давление крови, аналогичное тому, что испытывает человек, стоящий на Земле. Поэтому, для минимизации последствий негативного влияния на организм невесомости, можно в качестве профилактической терапии использовать центрифуги даже с относительно малым диаметром корпуса.

Для того, чтобы человек в условиях вращения не испытывал каких-либо эффектов, а его физическое и психологическое состояние в космосе не было отличимо от состояния в земных условиях, требуется частота вращения меньше 4 об/мин и максимальный перепад в силе тяжести по всему телу не более 3%.

Для этого требуется увеличивать радиус всей конструкции. А это большие динамические нагрузки на конструкцию. Сегодня создать такие конструкции возможно только на Земле, в космосе создание даже медленно вращающейся центрифуги малого диаметра технически затруднительно.

Конструкция для имитации земных условий существования и схожей силы тяжести должна быть со следующими характеристиками: диаметр - 412 метров, частота вращения - 2,08 об/мин.


Концепция космической станции 1969 года, которую предполагалось собирать на орбите из использованных ступеней программы „Аполло“. Станция должна была вращаться вокруг центральной оси и порождать искусственную гравитацию.

Единственным способом создать искусственную гравитацию, способную защитить нас от эффектов ускорения корабля и придать вам постоянное притяжение „вниз“ без ускорения, было бы открыть новый тип отрицательной гравитационной массы. У всех открытых нами частиц и античастиц масса положительна, но это инерциальные массы, то есть, массы, имеющие отношение к ускорению или созданию частиц (то есть, это m из уравнений F = ma и E = mc2). И в этой области эксперименты идут прямо сейчас! В эксперименте ALPHA на ЦЕРН получили антиводород — стабильную форму нейтральной антиматерии — и сейчас работают над изоляцией её от всех других частиц на низких скоростях. Если он окажется достаточно чувствительным, мы сможем измерить, в какую сторону антиматерия будет двигаться в гравитационном поле. Если она будет падать вниз, как и обычная, тогда её гравитационная масса больше нуля, и её нельзя использовать для создания гравитационного проводника. Но если она будет падать вверх, это изменит всё. Единственный экспериментальный результат внезапно сделает искусственную гравитацию физически возможной.
Если у антиматерии будет отрицательная гравитационная масса, тогда сделав потолок комнаты из антиматерии, а пол из материи, мы сможем создать искусственное гравитационное поле, постоянно притягивающее вас „вниз“. Построив оболочку корабля из гравитационного проводника, мы защитим всех внутри него от сил сверхвысокого ускорения, которое иначе было бы смертельным. И, что самое прекрасное, люди в космосе больше не будут страдать от отрицательных физиологических эффектов, от нарушения вестибулярного аппарата до атрофии сердечной мышцы, досаждающих современным космонавтам. Но пока мы не откроем частицу (или набор частиц) с отрицательной гравитационной массой, искусственную гравитацию можно будет получить только через ускорение.




Источники:
Почему до сих пор нет орбитальных станций с искусственной гравитацией, ведь это так просто?
Почему космонавтам недоступна искусственная гравитация?

[solvisor]

"В Росатоме построили плазменный двигатель для дальних космических перелетов"

Чушь полная. Видно какого-то манагера пытаются пнуть под зад и он выдал "результат" на повышение )) У Росатома одно хорошо - неограниченный бюджет. А вот с управленческими кадрами беда.

[Олег К]

То есть они его ещё даже не пробовали запускать

Это тизер!

[solvisor]

Нашел интересную статью в журнале Наука и Жизнь: Жизнь с гравитацией и без нее

Гравитационное поле, неизменный природный фактор нашего существования, сыграло важнейшую роль в эволюции человека и наземных животных. Однако гравитационная физиология - наука о месте гравитационных сил и взаимодействий в структурно -функциональной организации живых систем - возникла не так давно, всего полвека назад. Чтобы понять, до какой степени живые организмы зависят от силы земного притяжения, потребовалось это притяжение преодолеть, то есть выйти в космос. Специалисты по гравитационной физиологии регулярно встречаются вместе, чтобы рассказать о своих исследованиях и обсудить проблемы. Очередной, 25-й Международный симпозиум по гравитационной физиологии состоялся в Москве в июне 2004 года. В нем принимали участие ученые из России, США, Франции, Германии, Японии и других стран. На симпозиуме побывала специальный корреспондент журнала "Наука и жизнь" кандидат физико-математических наук Е. ЛОЗОВСКАЯ.

[skor]

Для этого требуется увеличивать радиус всей конструкции. А это большие динамические нагрузки на конструкцию. Сегодня создать такие конструкции возможно только на Земле, в космосе создание даже медленно вращающейся центрифуги малого диаметра технически затруднительно.

Насколько я понимаю, основное затруднение состоит в том, что такая большая конструкция много весит, и её тяжело доставить на орбиту. В принципе, я читал о таком решении: два корабля, оснащённые маневровыми двигателями, соединены тросом и вращаются вокруг общего центра масс. Это может существенно сократить стоимость вывода в космос.

Конструкция для имитации земных условий существования и схожей силы тяжести должна быть со следующими характеристиками: диаметр - 412 метров, частота вращения - 2,08 об/мин.

Выглядит разумно и осуществимо, на мой взгляд.

[solvisor]

Выглядит разумно и осуществимо, на мой взгляд.

Есть ещё одно но, которое влияет на репродуктивные функции живых существ на планете Земля. Это магнитное поле. Предположим, что Маск доставил людей на Марс. Там есть приемлемая гравитация. Но размножаться они не смогут. На Марсе нет магнитного поля.

Кстати, человек это и есть роботизированный ИИ. Размножается, чинит себя и пр. Возможно от этой мысли и нужно отталкиваться...

Кстати, доставка энергии из космоса тоже очень интересная задача, нужно будет отдельную ветку сделать.

[skor]

Маск доставил людей на Марс. Там есть приемлемая гравитация. Но размножаться они не смогут. На Марсе нет магнитного поля.

Самое смешное, что о создании на Марсе магнитного поля уже активно думают. Авторы статьи How to create an artificial magnetosphere for Mars предлагают формировать кольцо заряженных частиц (плазменный тор) из материала одного из спутников Марса -- Фобоса или Деймоса. Пропуская через это кольцо электрический ток, можно создать вокруг Марса магнитное поле. В качестве источника энергии для этой затеи лучше всего подойдёт термоядерный реактор.

Я, впрочем, не могу утверждать, что это решит репродуктивные проблемы. По крайней мере, в статье основной упор делается на то, что магнитное поле будет отклонять солнечный ветер и тем самым удерживать атмосферу Марса. Про биологию человека, к сожалению, ничего не сказано.

Кстати, человек это и есть роботизированный ИИ

Маленькая поправочка -- не ИИ, а ЕИ