Сообщение о невесомости действие на животных
Обновлено: 17.05.2024
По разному и на разные живые организмы.
К примеру на организмы обитающие в водной среде слабо, они и так живут в условиях невесомости, гидростатической.
На мелких животных тоже слабо, червям и насекомым в общем безразлично где ползать. Хотя конечно определенные неудобство это доставляет, но мухи вполне способны были летать и в условиях невесомости. Летали в невесомости и птицы.
Однако был поставлен эксперимент на страдальцах науки мухах-дрозофилах. Мухам, которые левитировали 22 дня, позволили вывести в невесомости потомство, которое подвергли самому тщательному анализу. Вот только короткий список выявленных отклонений: замедленное развитие у потомства, сбои в работе генов, ответственных за терморегуляцию, иммунитет и реакцию на стресс. Впрочем эксперимент не совсем чистый. Свои опыты биологи ставили не на космической станции, а на Земле. Для создания невесомости в лаборатории они воспользовались трюком нобелевского лауреата по физике Андрея Гейма. Гейм заставил левитировать живую лягушку в мощном магнитном поле, создаваемом сверхпроводником. За это ему в 2000 году вручили издевательскую Шнобелевскую премию, награду за самые нелепые научные исследования.
Воздействие невесомости на позвоночных изучается давным-давно (начиная с конца 50-х) когда наши запулили в космос Лайку. И не прекращается и сейчас.
С уверенностью можно сказать что ничего хорошего невесомость организмам приспособленным к земным условиям не приносит. Самый малый перечень проблем у космонавтов - адаптивные изменения в сердечно-сосудистой, кроветворной и мышечно-скелетной системах. Вымывается кальций из костей, кости становятся ломкими, деградируют мускулы в том числе и сердце, меняется состав крови, ну и еще происходит тысяча всяких не полезных для живого организма вещей про которые написано тонны диссертаций и научных трудов.
Презентация на тему: " ВЛИЯНИЕ НЕВЕСОМОСТИ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ. Н ЕВЕСОМОСТЬ СОСТОЯНИЕ, ПРИ КОТОРОМ СИЛА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТЕЛА С ОПОРОЙ ( ВЕС ТЕЛА ), ВОЗНИКАЮЩАЯ В СВЯЗИ ГРАВИТАЦИОННЫМ." — Транскрипт:
1 ВЛИЯНИЕ НЕВЕСОМОСТИ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ
2 Н ЕВЕСОМОСТЬ СОСТОЯНИЕ, ПРИ КОТОРОМ СИЛА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТЕЛА С ОПОРОЙ ( ВЕС ТЕЛА ), ВОЗНИКАЮЩАЯ В СВЯЗИ ГРАВИТАЦИОННЫМ ПРИТЯЖЕНИЕМ, ДЕЙСТВИЕМ ДРУГИХ МАССОВЫХ СИЛ, В ЧАСТНОСТИ СИЛЫ ИНЕРЦИИ, ВОЗНИКАЮЩЕЙ ПРИ УСКОРЕННОМ ДВИЖЕНИИ ТЕЛА, ОТСУТСТВУЕТ.
5 1) лица, которые переносят невесомость без ухудшения общего самочувствия; 2) лица, испытывающие в состоянии невесомости иллюзорные ощущения положения тела в пространстве; 3) лица, у которых быстро развиваются симптомы воздушной болезни (слюнотечение, тошнота, рвота)
Перед тем как послать человека в космос, для безопасности первого космонавта перед ним на орбиту отправились живые существа, чтобы испытать состояние, неизвестное никому на Земле с начала времен, — невесомость.
Так как человек — это млекопитающее, то первым делом на орбиту отправились наши давние соратники, а именно — собаки. Про Белку и Стрелку помнят все, кто интересовался космонавтикой.
Они благополучно вернулись, и ученые не обнаружили в их состоянии каких-либо опасных изменений. Это означало, что дорога для человека в космос открыта.
В дальнейшем, когда полет в космос хотя и не стал рутиной, но превратился в достаточно налаженный процесс, в космос отправлялось множество различных животных начиная с обезьян и заканчивая крысами и бабочками. Результаты этих исследований очень интересны, но сводятся примерно к одинаковым результатам: сначала — шок от пребывания в безгравитационной среде, затем — привыкание без особенных последствий, а по возвращении в привычные условия — достаточно быстрая адаптация.
Невесомость полностью безвредна, и ее последствия обратимы — таков вердикт биологов и врачей. На этом как-то все успокоились и занялись более предметными и узкоспециализированными исследованиями: например, как происходит беременность в невесомости (не у человека — у крыс) и т. п. И при этом все позабыли, что по крайней мере одному из классов живых существ дорога в невесомость заказана, ибо грозит им смертью от голода. Этот класс — птицы.
Как ни странно, эти прирожденные пилоты оказались самыми неважными космонавтами. Конечно, им знакомо чувство кратковременной потери веса в своих полетах, которые они и без человека совершают не первый десяток миллионов лет, но подвело птиц строение их пищеварительного аппарата. Все дело в том, что птица может проглатывать пищу только в условиях силы тяжести, у нее нет специальных приспособлений для самостоятельного глотания. В этом ей помогает своим притяжением мать-земля. Так что перед тем как открыть на орбитальных станциях птичник, придется позаботиться о создании искусственного тяготения, дабы пернатые питомцы не умерли от истощения.
Цель: Выяснить, как невесомость влияет на человека и узнать об особенностях без гравитационного пространства.
Проблема: Могут ли последствия невесомости повредить здоровью человека?
Гипотеза: Да, последствия невесомости могут повредить жизнедеятельности и здоровью человека.
- Изучить материал по теме проекта.
- Узнать информацию о невесомости.
- Исследовать научные работы, связанные со здоровьем людей в состоянии невесомости.
- Узнать, как можно избежать неблагоприятных последствий (Если они есть) в невесомости для человека и можно ли это сделать.
В современном мире людям всё больше интересно космическое пространство, а эффект невесомости можно испытать, даже не полетев в космос. В скором будущем регулярные полёты будут не редкостью, ведь уже сейчас учёные занимаются разработкой туристических вылетов, делая выходы в космос доступнее и открытие. Так, каждый ли сможет испытать на себе эффект невесомости, не повредив здоровью? Попробую в этом разобраться.
Ранее для человека полёт в космос был чем-то недостижимым, нереальным и фантастичным, теперь же различные космонавты ежемесячно летают в космос для проведения исследований и настройки оборудования. Известный человек знакомый большинству как Илон Маск готовит экспедицию по вылету в космос. Теперь-то и стоит задуматься, действительно ли безопасно отправляться в экспедицию с точки зрения космического давления и невесомости любому человеку?
Глава 1. Невесомость.
Раздел 1.1. История открытия.
Теория всемирного тяготения покончила с вихревой теорией Декарта.С помощью законов Ньютона стало возможным путем математических вычислений получать точные результаты. Это позволило выдвинуть очередную грандиозную задачу — создать небесную механику. За ее решение взялись последователи Ньютона — блестящая плеяда корифеев механики XVIII века Эйлер, Клеро, Лагранж, Лаплас. Но оставался вопрос, который не заинтересовал никого из этих выдающихся ученых. Очень простой вопрос: если существует невесомость, то нельзя ли использовать ее для решения какой-либо полезной задачи? Такие вопросы не были праздными для ученых XVII—XVIII веков. Честь открытия невесомости принадлежит Галилею.
А вот с невесомостью все получилось не так. Правда, один положительный пример все же известен. Английский промышленник Уильям Уоттс в 1782 году взял патент на производство дроби посредством сбрасывания капель расплавленного свинца с высокой башни. Падая, капли оказывались в состоянии невесомости,приобретали сферическую форму и успевали затвердеть до того, как долетали до земли. А еще через три года тот же Уоттс для этой цели построил в Бристоле первую башню. Кстати, подобный способ используется до сих пор. Очень простой способ. Почему же потребовалось целых полтора века, чтобы додуматься до него?Может быть, не было потребности? Нет, потребность была: войны в Европе велись почти непрерывно. Может, невесомости просто не повезло — на нее не обратил внимание человек масштаба Паскаля? Но позвольте, с этой задачей справился Уоттс, человек, в науке совершенно безвестный.
Раздел 1.2. Физические особенности невесомости.
Вес тела, в отличие от массы, может изменятся под воздействием ускорения. Небольшие изменения веса можно почувствовать, например, при начале движения или остановке лифта. Состояние полного отсутствия веса называется невесомостью.Невесомость — нулевой вес, может возникать, если отсутствует сила тяготения, то есть тело достаточно удалено от массивных объектов, которые могут притягивать его. На практике такое редко встретишь — гравитационное воздействие существует всегда.
Физика дает определение весу как силе, с которой любое тело действует на поверхность, опору либо подвес. Возникает вес вследствие гравитационного притяжения Земли. Численно вес равен силе тяжести, но последняя приложена к центру масс тела, вес же приложен к опоре. Физическая формула веса (P) при ускоренном движении опоры, будь то падающий лиф или пикирующий самолет, имеет следующий вид:
где m – масса тела, g – ускорение свободного падения, a – ускорение опоры.
При равенстве g и a, P=0, то есть достигается невесомость. В результате вращения Земли существует широтное уменьшение веса: на экваторе примерно на 0,3 % меньше, чем на полюсах.
Надо ещё отметить, что согласно Третьему Закону Ньютона, не только тело воздействует на опору (подвес), но и опора (подвес) воздействуют на тело с силой, называемой силой реакции опоры (подвеса). Эта сила численно равна весу тела и направлена противоположно действию силы тяжести. Тогда, на тело действуют две силы, равные по величине и противоположные по направлению, то есть их равнодействующая равна нулю, значит тело либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно.
Раздел 1.3. Применение в науке.
Отсутствие конвекции и седиментации в космосе позволяют ученым контролировать и усовершенствовать процесс затвердевания, что приведет к появлению новых, более прочных и легких материалов. На европейском электромагнитном левитаторе, расположенном на борту МКС, проводятся эксперименты и в этой области. Проект IMPRESS под руководством ЕКА, объединивший 43 исследовательские группы, уже дал результат — были разработаны лопасти турбин из алюминидов титана. Эти кристаллические сплавы, обладающие уникальными свойствами, такими как высокая температура плавления, высокая прочность и низкая плотность, идеально подходят для со временных электростанций и авиационных двигателей. Использование алюминида титана приведет к 50-процентному уменьшению количества компонентов турбины, что снизит расход топлива и, соответственно, выбросы газов в окружающую среду.
Плазма — это одно из четырех фундаментальных состояний материи, наряду с твердым, жидким и газообразным. Она представляет собой ионизированный газ, чем-то напоминающий молнию, и для Земли это довольно редкое состояние вещества. А вот в космосе плазмы — 99%. Плазма используется в области медицины и гигиены, помогает в борьбе с раком, замедляя рост опухоли на 500% по сравнению с одной только химиотерапией.
Представьте, что вы заполняете крошечный биоразлагаемыймикробаллон (размером с эритроцит) различными лекарственными растворами, которые можно вводить в кровоток для борьбы с болезнью, вдыхать для лечения бактериальных инфекций легких или доставлять непосредственно в место развития злокачественных опухолей.
Данные, полученные на МКС, были жизненно важны для разработки технологии создания этих капсул, поскольку под действием микрогравитации разные жидкости (например, масло и вода) распределяются равномерно по всей капсуле. Таким образом, можно получить капсулы высочайшего качества!
Глава 2. Человек в невесомости.
Раздел 2.1.Первый человек в невесомости.
12 апреля 1961 года корабль Восток-1 успешно вывел на орбиту Земли первого в мире человека. Им стал гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин. Этому событию предшествовала атмосфера строжайшей секретности, и конечно тщательная подготовка. Несмотря на проигрыш в космической гонке, все государства встречали его, как героя. После успешной посадки началось настоящее мировое турне, награждение различными медалями, чествование, как героя.Далее история освоения космоса не закончилась, а корабли Восток имели множественное продолжение. Данное имя до сих пор используется Россией для кодировки в своих программах. Как известно, 12 апреля было объявлено как международный день авиации и космонавтики.
Раздел 2.2. Влияние невесомости на человека.
2.2.1. Нервная система.
Как вы понимаете, на орбите нет разделения на день и ночь, и это негативным образом отражается на состоянии нервной системы. В условиях открытого космоса космонавты видят рассвет и закат по нескольку раз за сутки, поэтому понять, когда нужно спать, а когда бодрствовать в таких условиях невозможно. Из-за такого положения дел нарушается работа суточных ритмов человека, что приводит к усталости и дискомфорту.
2.2.2. Иммунная система.
Многолетние исследования в NASA позволили оценить влияние невесомости на иммунную систему. Иммунитет человека является достаточно сложной системой, состоящей из отдельных органов, тканей, клеток и молекулярных комплексов. Только слаженная работа всех составляющих иммунитета позволяет организму должным образом реагировать на вирусы, бактерии и другие инфекционные агенты, которые постоянно витают в воздухе, а также содержатся в пище, воде и других биологических материалах.
Ученые из NASA выяснили, что при длительных полетах в космосе снижается активность некоторых иммунных клеток. В дальнейшем это приводит к активации бактериальной флоры и некоторых вирусов, которые ранее скрывались в организме, но не проявлялись из-за иммунологического контроля. Кроме того, из-за сбоев в работе иммунной системы возможно развитие аллергии в виде сыпи на коже.
На Земле в условиях гравитации сердце и сосуды работают таким образом, что большее количество крови поступает в нижние отделы организма, а меньшее – в верхние. Однако в условиях микрогравитации космоса кровь равномерно поступает во все отделы организма. По этой причине ноги немного худеют, а голова увеличивается в размерах. Такая ситуация приводит организм в некоторое замешательство. Мозг получает сигнал об избытке жидкости в верхней части тела, из-за чего почки начинают активно удалять воду, а человек при этом не чувствует жажды. Это приводит к обезвоживанию, поэтому космонавты всегда должны пить, даже если не хотят этого.
На Международной космической станции имеется воздух, который позволяет космонавтам дышать без вспомогательных средств. Тем не менее, дышит человек в таких условиях иначе. Из-за нарушения кровообращения меняется функционирование дыхательной системы человека, и органы дыхания пропускают меньше воздуха. В итоге, это приводит к уменьшению брюшного охвата. Вместе с тем, воздействие микрогравитации на респираторную систему человека еще плохо изучено ввиду сложности исследования этого явления, и ученым предстоит еще выяснить много важной информации.
2.2.5. Опорно-двигательный аппарат.
В условиях невесомости нагрузка на кости и мышцы почти полностью снимается. Для нормального функционирования костно-мышечного аппарата необходимо постоянное движение. Из-за отсутствия движения кости истончаются, а в кровь выбрасывается большое количество кальция. То же самое происходит с мышцами, которые из-за отсутствия нагрузок постепенно атрофируются.
2.2.6. Профилактика последствий невесомости.
Профилактические средства, направленные на предупреждение или частичную компенсацию неблагоприятных сдвигов, обусловленных влиянием невесомости, играют важную роль в поддержании работоспособности космонавтов в полете и их безопасном возвращении на Землю. По сути своего воздействия применяемая в настоящее время профилактика, как это ни парадоксально, препятствует адаптации организма человека к невесомости и направлена в первую очередь на облегчение реадаптации космонавтов при возвращении на Землю, восполнение дефицита мышечной активности и воспроизведение эффектов, которые в условиях Земли обусловливаются массой крови и тканевой жидкости. Исследования, проведенные в модельных условиях и во время длительных космических полетов, показали, что для достаточной компенсации и предотвращения физиологических сдвигов, возникающих под влиянием невесомости и других факторов полета, могут быть применены следующие методы:
Заключение.
Моя работа в рамках исследовательского проекта позволяет сделать вывод о том, что невесомость люди пытались открыть ни один десяток лет и благодаря её открытию смогли создать средство для излечения многих болезней, которые ранее лечились куда труднее. Из этого следует, что физика тесно связана с другими науками и помогает в самых в различных областях.
Также в ходе исследовательской работы мною были получены данные о здоровье людей в невесомости и благодаря этой информации я смело могу сделать вывод, что пребывание в космосе оказывает негативное влияние на человека и его организм, как и гласила теория, предположенная в начале проекта. Также я узнала, что негативные последствия можно избежать физическими нагрузками и средствами, принятием медикаментов, изменением среды обитания и специальным питанием.
Читайте также: