انعدام الوزن

الموسوعة الحرة
لا يختبر رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية سوى انعدام الجاذبية، وبالتالي يُظهِرون مثالاً على انعدام الوزن. يمكن رؤية مايكل فويل وهو يمارس الرياضة في المقدمة.

انعدام الوزن هو الغياب التام أو شبه الكامل للإحساس بالوزن ، أي الوزن الظاهري صفر . ويطلق عليه أيضًا قوة الجاذبية الصفرية ، أو الجاذبية الصفرية (سميت على اسم قوة الجاذبية ) [1] أو، بشكل غير صحيح، الجاذبية الصفرية .

إن بيئة الجاذبية الصغرى مرادفة إلى حد ما لتأثيراتها، مع الاعتراف بأن قوى الجاذبية لا تكون صفراً تماماً أبداً.

الوزن هو قياس القوة المؤثرة على جسم ساكن في مجال جاذبية قوي نسبيًا (مثل سطح الأرض). تنشأ أحاسيس الوزن هذه من ملامسة الأرضيات الداعمة والمقاعد والأسرة والمقاييس وما شابه ذلك. كما يتم إنتاج إحساس بالوزن، حتى عندما يكون مجال الجاذبية صفرًا، عندما تعمل قوى التلامس على القصور الذاتي للجسم وتتغلب عليه بواسطة قوى ميكانيكية غير جاذبية - كما هو الحال في أجهزة الطرد المركزي أو محطة فضائية دوارة أو داخل مركبة متسارعة.

عندما يكون المجال الجاذبي غير موحد، يتعرض الجسم في السقوط الحر لقوى المد والجزر ولا يكون خاليًا من الإجهاد. بالقرب من الثقب الأسود ، يمكن أن تكون مثل هذه التأثيرات المدية قوية جدًا، وتلتقي مع التكتل . في حالة الأرض، تكون التأثيرات طفيفة، خاصة على الأجسام ذات الأبعاد الصغيرة نسبيًا (مثل جسم الإنسان أو المركبة الفضائية) ويتم الحفاظ على الإحساس العام بانعدام الوزن في هذه الحالات. تُعرف هذه الحالة باسم انعدام الجاذبية، وتسود في المركبات الفضائية التي تدور حول الأرض.

انعدام الوزن في ميكانيكا نيوتن

في النصف الأيسر، يكون الزنبرك بعيدًا عن أي مصدر للجاذبية. وفي النصف الأيمن، يكون في مجال جاذبية موحد. أ ) انعدام الجاذبية وانعدام الوزن ب ) انعدام الجاذبية ولكن ليس انعدام الوزن (يتم دفع الزنبرك بواسطة صاروخ) ج ) يكون الزنبرك في حالة سقوط حر وانعدام الوزن د ) يرتكز الزنبرك على قاعدة وله وزن 1 ووزن 2 .

في الفيزياء النيوتونية، لا ينشأ الإحساس بانعدام الوزن الذي يشعر به رواد الفضاء نتيجة لعدم وجود تسارع جاذبية (كما يُرى من الأرض)، بل نتيجة لعدم وجود قوة جاذبية يمكن لرائد الفضاء أن يشعر بها بسبب حالة السقوط الحر، وأيضًا لعدم وجود فرق بين تسارع المركبة الفضائية وتسارع رائد الفضاء. يشرح الصحفي الفضائي جيمس أوبيرج هذه الظاهرة بهذه الطريقة: [2]

إن الأسطورة القائلة بأن الأقمار الصناعية تظل في مدارها لأنها "هربت من جاذبية الأرض" تترسخ (وعلى نحو زائف) بسبب سوء الاستخدام الشامل تقريباً لكلمة "الجاذبية الصفرية" لوصف ظروف السقوط الحر على متن المركبات الفضائية التي تدور في مداراتها. بطبيعة الحال، هذا ليس صحيحاً؛ فالجاذبية لا تزال موجودة في الفضاء. وهي تمنع الأقمار الصناعية من الطيران مباشرة إلى الفراغ بين النجوم. ولكن ما ينقصنا هو "الوزن"، أو مقاومة الجاذبية بواسطة هيكل ثابت أو قوة مضادة. وتبقى الأقمار الصناعية في الفضاء بسبب سرعتها الأفقية الهائلة، التي تسمح لها ـ رغم سحبها الحتمي نحو الأرض بفعل الجاذبية ـ بالسقوط "فوق الأفق". ويعوض انحناء الأرض على طول سطح الأرض المستدير سقوط الأقمار الصناعية نحو الأرض. والسرعة، وليس الموقع أو الافتقار إلى الجاذبية، هي التي تبقي الأقمار الصناعية في مدارها حول الأرض.

من منظور مراقب لا يتحرك مع الجسم (أي في إطار مرجعي بالقصور الذاتي ) فإن قوة الجاذبية على الجسم في السقوط الحر هي نفسها المعتادة تمامًا. [3] أحد الأمثلة الكلاسيكية هو عربة المصعد حيث تم قطع الكابل وسقطت نحو الأرض، متسارعة بمعدل يساوي 9.81 مترًا في الثانية في الثانية. في هذا السيناريو، تقل قوة الجاذبية في الغالب، ولكن ليس بالكامل؛ سيختبر أي شخص في المصعد غياب الجاذبية المعتادة، ومع ذلك فإن القوة ليست صفرًا تمامًا . نظرًا لأن الجاذبية هي قوة موجهة نحو مركز الأرض، فإن كرتين على مسافة أفقية بينهما سيتم سحبهما في اتجاهات مختلفة قليلاً وستقتربان من بعضهما البعض عندما يسقط المصعد. أيضًا، إذا كانتا على مسافة رأسية، فإن الكرة السفلية ستتعرض لقوة جاذبية أعلى من الكرة العلوية لأن الجاذبية تتضاءل وفقًا لقانون التربيع العكسي . هذان التأثيران من الدرجة الثانية هما مثالان على الجاذبية الدقيقة. [3]

بيئات خالية من الوزن وخفيفة الوزن

مناورة الطيران في ظل انعدام الجاذبية

تقليل الوزن في الطائرة

تُستخدم الطائرات منذ عام 1959 لتوفير بيئة شبه خالية من الوزن لتدريب رواد الفضاء وإجراء الأبحاث وتصوير الأفلام. وعادة ما يُطلق على هذه الطائرات لقب " مذنب القيء ".

ولخلق بيئة خالية من الوزن، تطير الطائرة في قوس مكافئ بطول 10 كم (6 أميال) ، فتصعد أولاً، ثم تدخل في غوص قوي. وخلال القوس، يتم التحكم في دفع الطائرة وتوجيهها لإلغاء السحب (مقاومة الهواء) على الطائرة، مما يجعل الطائرة تتصرف كما لو كانت تسقط سقوطًا حرًا في الفراغ.

طائرة ناسا KC-135A تصعد لإجراء مناورة انعدام الجاذبية

طائرة ناسا ذات الجاذبية المنخفضة

تم تشغيل إصدارات من هذه الطائرات بواسطة برنامج أبحاث الجاذبية المنخفضة التابع لوكالة ناسا منذ عام 1973، حيث نشأ اللقب غير الرسمي. [4] تبنت وكالة ناسا لاحقًا اللقب الرسمي "Weightless Wonder" للنشر. [5] تتمركز طائرة الجاذبية المنخفضة الحالية التابعة لوكالة ناسا، "Weightless Wonder VI"، وهي ماكدونيل دوغلاس C-9 ، في Ellington Field (KEFD)، بالقرب من مركز ليندون بي جونسون الفضائي .

تسمح خطة فرص الطيران في الجاذبية المنخفضة التابعة لجامعة ناسا ، والمعروفة أيضًا باسم برنامج فرص الطيران للطلاب في الجاذبية المنخفضة، للفرق الجامعية بتقديم مقترحات لتجربة الجاذبية المنخفضة. إذا تم اختيار الفرق، تقوم بتصميم تجربتها وتنفيذها، ويتم دعوة الطلاب للطيران على متن مذنب القيء التابع لناسا. [ بحاجة لمصدر ]

وكالة الفضاء الأوروبية A310 Zero-G

تقوم وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) برحلات مكافئة على متن طائرة إيرباص A310-300 معدلة خصيصًا [6] لإجراء أبحاث في الجاذبية الصغرى. جنبًا إلى جنب مع المركز الوطني الفرنسي للدراسات الفضائية (CNES) والمركز الألماني للطيران والفضاء (DLR) ، يقومون بإجراء حملات من ثلاث رحلات على مدار أيام متتالية، مع حوالي 30 مكافئًا لكل رحلة يبلغ مجموعها حوالي 10 دقائق من انعدام الوزن. يتم تشغيل هذه الحملات حاليًا من مطار بوردو - ميرينياك بواسطة شركة Novespace، [7] وهي شركة تابعة لـ CNES ؛ يتم قيادة الطائرة بواسطة طيارين تجريبيين من DGA Essais en Vol.

اعتبارًا من مايو 2010 ، قامت وكالة الفضاء الأوروبية بـ 52 حملة علمية و9 حملات طيران مكافئ للطلاب. [8] كانت رحلاتهم الأولى في انعدام الجاذبية في عام 1984 باستخدام طائرة KC-135 التابعة لوكالة ناسا في هيوستن بولاية تكساس. تشمل الطائرات الأخرى المستخدمة الطائرة الروسية إليوشن Il-76 MDK قبل تأسيس Novespace، ثم طائرة Caravelle الفرنسية وطائرة Airbus A300 Zero-G. [9] [10] [11]

الرحلات التجارية للركاب العموميين

داخل طائرة إليوشن 76MDK روسية من مركز جاجارين لتدريب رواد الفضاء

أنشأت شركة نوفيسبيس طائرة إير زيرو جي في عام 2012 لمشاركة تجربة انعدام الوزن مع 40 راكبًا عامًا لكل رحلة، باستخدام نفس طائرة إيرباص إيه 310 زيرو-جي المستخدمة في التجارب العلمية. [12] تُباع هذه الرحلات بواسطة شركة أفيكو، ويتم تشغيلها بشكل أساسي من بوردو-ميرينياك ، فرنسا ، وتهدف إلى تعزيز أبحاث الفضاء الأوروبية، مما يسمح للركاب العموميين بالشعور بانعدام الوزن. يطير جان فرانسوا كليرفوي ، رئيس شركة نوفيسبيس ورائد الفضاء في وكالة الفضاء الأوروبية ، مع رواد الفضاء هؤلاء على متن طائرة إيرباص إيه 310 زيرو-جي لمدة يوم واحد. بعد الرحلة، يشرح رحلة الفضاء ويتحدث عن رحلات الفضاء الثلاث التي قام بها طوال حياته المهنية. كما تم استخدام الطائرة لأغراض السينما، مع توم كروز وأنابيل واليس في فيلم المومياء في عام 2017. [13]

تستخدم شركة Zero Gravity Corporation طائرة بوينج 727 معدلة تطير على شكل أقواس مكافئة لخلق حالة من انعدام الوزن لمدة تتراوح بين 25 إلى 30 ثانية.

مرافق الإنزال الأرضية

اختبار الجاذبية الصفرية في منشأة أبحاث الجاذبية الصفرية التابعة لوكالة ناسا

تُسمى المرافق الأرضية التي تنتج ظروف انعدام الوزن لأغراض البحث عادةً بأنابيب الإسقاط أو أبراج الإسقاط.

يقع مرفق أبحاث الجاذبية الصفرية التابع لوكالة ناسا في مركز جلين للأبحاث في كليفلاند بولاية أوهايو ، وهو عبارة عن عمود عمودي بطول 145 مترًا، يقع إلى حد كبير تحت الأرض، مع غرفة إسقاط مفرغة متكاملة، حيث يمكن لمركبة التجربة أن تسقط سقوطًا حرًا لمدة 5.18 ثانية، وتسقط مسافة 132 مترًا. تتوقف مركبة التجربة في حوالي 4.5 متر من حبيبات البوليسترين الموسع ، وتشهد معدل تباطؤ أقصى يبلغ 65 جم .

كما يوجد في مركز ناسا جلين برج إسقاط 2.2 ثانية، والذي تبلغ مسافة إسقاطه 24.1 مترًا. يتم إسقاط التجارب في درع السحب من أجل تقليل تأثيرات مقاومة الهواء. يتم إيقاف الحزمة بالكامل في وسادة هوائية يبلغ ارتفاعها 3.3 مترًا، بمعدل تباطؤ أقصى يبلغ حوالي 20 جرامًا . بينما تقوم منشأة الجاذبية الصفرية بإسقاط واحد أو اثنين يوميًا، يمكن لبرج إسقاط 2.2 ثانية إجراء ما يصل إلى اثنتي عشرة إسقاطًا يوميًا.

يستضيف مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا منشأة أخرى لأنبوب إسقاط يبلغ ارتفاعها 105 مترًا وتوفر سقوطًا حرًا لمدة 4.6 ثانية في ظروف شبه خالية من الفراغ . [14]

تشمل مرافق الإنزال الأخرى في جميع أنحاء العالم ما يلي:

آلات تحديد المواقع العشوائية

هناك نهج آخر قائم على الأرض لمحاكاة انعدام الوزن للعينات البيولوجية وهو "جهاز تحديد المواقع العشوائي ثلاثي الأبعاد"، والذي يُطلق عليه أيضًا اسم آلة تحديد المواقع العشوائية . وعلى عكس جهاز تحديد المواقع العشوائي العادي ، تدور آلة تحديد المواقع العشوائية في محورين في وقت واحد وتنشئ تدريجيًا حالة تشبه انعدام الجاذبية من خلال مبدأ متوسط ​​متجه الجاذبية.

الطفو المحايد

المدارات

العلاقة بين متجهات التسارع والسرعة في مركبة فضائية تدور حول الأرض
رائدة الفضاء الأمريكية مارشا إيفينز توضح تأثير انعدام الوزن على الشعر الطويل خلال رحلة STS-98
محطة الفضاء الدولية في مدار حول الأرض ، فبراير 2010. محطة الفضاء الدولية موجودة في بيئة ذات جاذبية ضئيلة للغاية .

على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) ، توجد قوى جي صغيرة تأتي من تأثيرات المد والجزر ، وجاذبية أجسام أخرى غير الأرض، مثل رواد الفضاء والمركبة الفضائية والشمس ، ومقاومة الهواء ، وحركات رواد الفضاء التي تمنح محطة الفضاء زخمًا . [16] [17] [18] تم استخدام رمز الجاذبية الدقيقة، μg ، على شارات رحلات مكوك الفضاء STS-87 و STS-107 ، لأن هذه الرحلات كانت مخصصة لأبحاث الجاذبية الدقيقة في مدار أرضي منخفض .

الرحلات المدارية الفرعية

على مر السنين، أصبح البحث الطبي الحيوي حول آثار رحلات الفضاء أكثر بروزًا في تقييم التغيرات المرضية الفسيولوجية المحتملة لدى البشر. [19] تستحوذ الرحلات الجوية دون المدارية على انعدام الوزن التقريبي، أو μg، في مدار الأرض المنخفض وتمثل نموذج بحث واعد للتعرض قصير المدى. ومن الأمثلة على هذه الأساليب برنامج MASER أو MAXUS أو TEXUS الذي تديره شركة الفضاء السويدية ووكالة الفضاء الأوروبية .

الحركة المدارية

الحركة المدارية هي شكل من أشكال السقوط الحر. [3] الأجسام الموجودة في المدار ليست عديمة الوزن تمامًا بسبب العديد من التأثيرات:

  • التأثيرات اعتمادًا على الموضع النسبي في المركبة الفضائية:
    • نظرًا لأن قوة الجاذبية تتناقص مع المسافة، فإن الأجسام ذات الحجم غير الصفري ستخضع لقوة مد وجزر ، أو قوة جذب تفاضلية، بين طرفي الجسم الأقرب والأبعد عن الأرض. (نسخة متطرفة من هذا التأثير هي التمويج ). في مركبة فضائية في مدار أرضي منخفض (LEO)، تكون قوة الطرد المركزي أكبر أيضًا على جانب المركبة الفضائية الأبعد عن الأرض. على ارتفاع 400 كم في مدار أرضي منخفض، يكون الفرق الكلي في قوة الجاذبية حوالي 0.384 ميكروغرام / متر. [20] [3]
    • قد تتسبب الجاذبية بين المركبة الفضائية والجسم الموجود بداخلها في "سقوط" الجسم ببطء نحو جزء أكبر حجمًا منها. تبلغ قيمة التسارع 0.007 ميكروجرام لكل 1000 كجم على مسافة متر واحد.
  • التأثيرات الموحدة (والتي يمكن تعويضها):
    • على الرغم من أن الغلاف الجوي رقيق للغاية، إلا أنه يوجد بعض الهواء على ارتفاعات مدارية تتراوح بين 185 و1000 كيلومتر. ويتسبب هذا الغلاف الجوي في تباطؤ ضئيل بسبب الاحتكاك. ويمكن تعويض هذا عن طريق دفع مستمر صغير، ولكن في الممارسة العملية لا يتم تعويض التباطؤ إلا من وقت لآخر، وبالتالي فإن قوة الجاذبية الضئيلة لهذا التأثير لا يتم القضاء عليها.
    • إن تأثيرات الرياح الشمسية وضغط الإشعاع متشابهة، ولكنها تتجه بعيدًا عن الشمس. وعلى عكس تأثير الغلاف الجوي، فإن هذه التأثيرات لا تقل مع الارتفاع.
  • تأثيرات أخرى:
    • نشاط روتيني للطاقم: نظرًا لقانون حفظ الزخم ، فإن أي عضو من أفراد الطاقم على متن مركبة فضائية يدفع جدارًا يتسبب في تحرك المركبة الفضائية في الاتجاه المعاكس.
    • الاهتزاز الهيكلي: يؤدي الضغط الواقع على هيكل المركبة الفضائية إلى انحناء المركبة الفضائية، مما يسبب تسارعًا واضحًا.

انعدام الوزن في مركز الكوكب

إذا سافر جسم ما إلى مركز كوكب كروي دون عوائق من مواد الكوكب، فإنه سيصل إلى حالة من انعدام الوزن عند وصوله إلى مركز نواة الكوكب . وذلك لأن كتلة الكوكب المحيط تمارس قوة جذب متساوية في جميع الاتجاهات من المركز، مما يلغي قوة الجذب في أي اتجاه، مما يؤدي إلى إنشاء مساحة خالية من قوة الجاذبية. [21]

غياب الجاذبية

إن بيئة الجاذبية الصغرى "الثابتة" [22] تتطلب السفر إلى مسافة بعيدة في الفضاء السحيق بما يكفي لتقليل تأثير الجاذبية عن طريق التوهين إلى ما يقرب من الصفر. وهذا بسيط في المفهوم ولكنه يتطلب السفر لمسافة كبيرة جدًا، مما يجعله غير عملي للغاية. على سبيل المثال، لتقليل جاذبية الأرض بعامل مليون، يحتاج المرء إلى أن يكون على مسافة 6 ملايين كيلومتر من الأرض، ولكن لتقليل جاذبية الشمس إلى هذا المقدار، يجب أن يكون المرء على مسافة 3.7 مليار كيلومتر. هذا ليس مستحيلاً، ولكن لم يتحقق حتى الآن إلا من خلال أربعة مسبارات بين النجوم : ( فوييجر 1 و 2 من برنامج فوييجر ، وبايونير 10 و 11 من برنامج بايونير ). بسرعة الضوء، سيستغرق الأمر حوالي ثلاث ساعات ونصف للوصول إلى بيئة الجاذبية الصغرى هذه (منطقة من الفضاء حيث يكون تسارع الجاذبية واحدًا على مليون من ذلك الذي يتم اختباره على سطح الأرض). ولكن لتقليل الجاذبية إلى ألف جزء من المليون من تلك الموجودة على سطح الأرض، يكفي أن نكون على مسافة 200 ألف كيلومتر فقط.

موقع الجاذبية بسبب المجموع
أرض شمس بقية مجرة ​​درب التبانة
سطح الارض 9.81 متر/ثانية 2 6 مم/ثانية 2 200 م/ثانية 2 = 6 مم/ثانية/سنة 9.81 متر/ثانية 2
مدار أرضي منخفض 9 م/ث 2 6 مم/ثانية 2 200 م/ث 2 9 م/ث 2
200000 كم من الأرض 10 مم/ثانية 2 6 مم/ثانية 2 200 م/ث 2 حتى 12 مم/ثانية 2
6 × 10 6  كم من الأرض 10 ميكرومتر/ثانية 2 6 مم/ثانية 2 200 م/ث 2 6 مم/ثانية 2
3.7 × 10 9  كم من الأرض 29 مساءً/ثانية 2 10 ميكرومتر/ثانية 2 200 م/ث 2 10 ميكرومتر/ثانية 2
فوييجر 1 (17 × 10 9  كم من الأرض) 1 مساءً/ثانية 2 500 نانومتر/ثانية 2 200 م/ث 2 500 نانومتر/ثانية 2
0.1 سنة ضوئية من الأرض 400 ص/ثانية 2 200 م/ث 2 200 م/ث 2 تصل إلى 400 م/ث 2

على مسافة قريبة نسبيًا من الأرض (أقل من 3000 كم)، تقل الجاذبية قليلاً فقط. عندما يدور جسم حول جسم مثل الأرض، لا تزال الجاذبية تجذب الأجسام نحو الأرض ويتسارع الجسم إلى الأسفل بما يقرب من 1 جرام. نظرًا لأن الأجسام تتحرك عادةً بشكل جانبي بالنسبة للسطح بسرعات هائلة، فلن يفقد الجسم ارتفاعه بسبب انحناء الأرض. عند النظر إليها من مراقب يدور حول الأرض، تبدو الأجسام القريبة الأخرى في الفضاء وكأنها تطفو لأن كل شيء يتم سحبه نحو الأرض بنفس السرعة، ولكنه يتحرك أيضًا إلى الأمام بينما "يسقط" سطح الأرض بعيدًا أدناه. كل هذه الأجسام في حالة سقوط حر ، وليست انعدام الجاذبية.

قارن بين قوة الجاذبية في بعض هذه المواقع .

التأثيرات الصحية

رائد الفضاء كلايتون أندرسون بينما تطفو أمامه قطرة ماء كبيرة على متن سفينة الفضاء ديسكفري. يلعب التماسك دورًا أكبر في الفضاء.

بعد ظهور محطات الفضاء التي يمكن أن يسكنها البشر لفترات طويلة، ثبت أن التعرض لانعدام الوزن له بعض التأثيرات الضارة على صحة الإنسان. [23] [24] يتكيف البشر جيدًا مع الظروف المادية على سطح الأرض. استجابةً لفترة طويلة من انعدام الوزن، تبدأ العديد من الأنظمة الفسيولوجية في التغير والضمور. على الرغم من أن هذه التغييرات تكون مؤقتة عادةً، إلا أن مشاكل صحية طويلة الأمد يمكن أن تنتج.

تُعرف المشكلة الأكثر شيوعًا التي يعاني منها البشر في الساعات الأولى من انعدام الوزن بمتلازمة التكيف الفضائي أو SAS، والتي يشار إليها عادةً باسم مرض الفضاء. تشمل أعراض SAS الغثيان والقيء والدوار والصداع والخمول والضيق العام . [ 25 ] تم الإبلاغ عن أول حالة من SAS من قبل رائد الفضاء جيرمان تيتوف في عام 1961. ومنذ ذلك الحين ، عانى ما يقرب من 45٪ من جميع الأشخاص الذين سافروا في الفضاء من هذه الحالة. تختلف مدة مرض الفضاء، ولكن في أي حال لم يستمر لأكثر من 72 ساعة، وبعد ذلك يتكيف الجسم مع البيئة الجديدة. تقيس وكالة ناسا مازحة SAS باستخدام "مقياس جارن"، المسمى على اسم السيناتور الأمريكي جيك جارن ، الذي كانت متلازمة التكيف الفضائي الخاصة به خلال STS-51-D هي الأسوأ على الإطلاق. وفقًا لذلك، فإن "جارن" واحد يعادل أشد حالة ممكنة من SAS. [26]

الآثار السلبية الأكثر أهمية لانعدام الوزن على المدى الطويل هي ضمور العضلات (انظر انخفاض كتلة العضلات والقوة والأداء في الفضاء لمزيد من المعلومات) وتدهور الهيكل العظمي ، أو هشاشة العظام في رحلات الفضاء . [25] يمكن تقليل هذه الآثار من خلال نظام من التمارين الرياضية، [27] مثل ركوب الدراجات على سبيل المثال. يرتدي رواد الفضاء المعرضون لفترات طويلة من انعدام الوزن سراويل ذات أشرطة مطاطية متصلة بين حزام الخصر والأصفاد لضغط عظام الساق وتقليل هشاشة العظام. [28] تشمل الآثار المهمة الأخرى إعادة توزيع السوائل (مما يتسبب في ظهور "وجه القمر" النموذجي لصور رواد الفضاء في انعدام الوزن)، [28] [29] تغييرات في الجهاز القلبي الوعائي مع تغير ضغط الدم وسرعات التدفق استجابةً لنقص الجاذبية، وانخفاض إنتاج خلايا الدم الحمراء ، واضطرابات التوازن، وضعف الجهاز المناعي . [30] تشمل الأعراض الأقل فقدان كتلة الجسم، واحتقان الأنف، واضطراب النوم، وانتفاخ البطن الزائد ، وانتفاخ الوجه. وتبدأ هذه التأثيرات في الانعكاس بسرعة عند العودة إلى الأرض.

بالإضافة إلى ذلك، بعد مهام رحلات الفضاء الطويلة، قد يعاني رواد الفضاء من تغيرات في الرؤية . [31] [32] [33] [34] [35] قد تكون مشاكل البصر هذه مصدر قلق كبير لمهام رحلات الفضاء العميقة المستقبلية، بما في ذلك مهمة مأهولة إلى كوكب المريخ . [31] [32] [33] [34] [36] قد يؤثر التعرض لمستويات عالية من الإشعاع على تطور تصلب الشرايين. [37] تم اكتشاف جلطات في الوريد الوداجي الداخلي مؤخرًا أثناء الرحلة. [38]

في 31 ديسمبر 2012، أفادت دراسة مدعومة من وكالة ناسا أن رحلات الفضاء البشرية قد تضر بأدمغة رواد الفضاء وتسرع من ظهور مرض الزهايمر . [39] [40] [41] في أكتوبر 2015، أصدر مكتب المفتش العام لوكالة ناسا تقريرًا عن المخاطر الصحية المتعلقة برحلات الفضاء البشرية ، بما في ذلك مهمة بشرية إلى المريخ . [42] [43]

دوار الحركة الفضائية

ستة رواد فضاء كانوا يتدربون في مركز جونسون الفضائي لمدة عام تقريبًا يحصلون على عينة من بيئة الجاذبية الصغرى

يُعتقد أن دوار الحركة الفضائية (SMS) هو نوع فرعي من دوار الحركة الذي يصيب ما يقرب من نصف جميع رواد الفضاء الذين يخوضون غمار الفضاء. [44] يعد دوار الحركة الفضائية، إلى جانب احتقان الوجه الناجم عن تحول السوائل إلى الأمام والصداع وآلام الظهر، جزءًا من مجموعة أوسع من الأعراض التي تشكل متلازمة التكيف مع الفضاء (SAS). [45] تم وصف دوار الحركة الفضائية لأول مرة في عام 1961 أثناء المدار الثاني للرحلة الفضائية الرابعة المأهولة عندما وصف رائد الفضاء جيرمان تيتوف على متن فوستوك 2 شعوره بالارتباك مع الشكاوى الجسدية التي تتفق في الغالب مع دوار الحركة. إنها واحدة من أكثر المشاكل الفسيولوجية المدروسة في رحلات الفضاء ولكنها لا تزال تشكل صعوبة كبيرة للعديد من رواد الفضاء. في بعض الحالات، يمكن أن تكون منهكة للغاية لدرجة أن رواد الفضاء يجب أن يجلسوا بعيدًا عن واجباتهم المهنية المجدولة في الفضاء - بما في ذلك تفويت السير في الفضاء الذي أمضوا شهورًا في التدريب على القيام به. [46] ومع ذلك، في معظم الحالات، سيتغلب رواد الفضاء على الأعراض حتى مع التدهور في أدائهم. [47]

على الرغم من تجاربهم في بعض المناورات الجسدية الأكثر صرامة وتطلبًا على الأرض، فقد يتأثر حتى رواد الفضاء الأكثر خبرة بدوار الحركة، مما يؤدي إلى ظهور أعراض الغثيان الشديد والقيء الشديد والتعب والضيق (الشعور بالمرض) والصداع . [47] قد تحدث هذه الأعراض فجأة ودون أي تحذير لدرجة أن رواد الفضاء قد يتقيأون فجأة دون وقت لاحتواء القيء، مما يؤدي إلى روائح قوية وسائل داخل المقصورة قد يؤثر على رواد الفضاء الآخرين. [47] قد تحدث أيضًا بعض التغييرات في سلوكيات حركة العين نتيجة لدوار الحركة. [48] تستمر الأعراض عادةً من يوم إلى ثلاثة أيام عند الدخول في حالة انعدام الوزن، ولكنها قد تتكرر عند إعادة الدخول إلى جاذبية الأرض أو حتى بعد الهبوط بفترة وجيزة. يختلف دوار الحركة عن دوار الحركة الأرضية في أن التعرق والشحوب يكونان عادةً ضئيلين أو غائبين وعادةً ما تُظهر النتائج الهضمية غياب أصوات الأمعاء مما يشير إلى انخفاض حركة الجهاز الهضمي . [49]

حتى عندما يختفي الغثيان والقيء، فقد تستمر بعض أعراض الجهاز العصبي المركزي مما قد يؤدي إلى تدهور أداء رائد الفضاء. [49] اقترح جرايبيل وكنيبتون مصطلح " متلازمة الخمول " لوصف أعراض الخمول والنعاس المرتبطة بدوار الحركة في عام 1976. [50] ومنذ ذلك الحين، تم تعديل تعريفهما ليشمل "... مجموعة أعراض تتطور نتيجة التعرض لحركة حقيقية أو ظاهرة وتتميز بالنعاس المفرط والكسل والخمول والاكتئاب الخفيف وانخفاض القدرة على التركيز على المهمة الموكلة إليه". [51] قد تشكل هذه الأعراض مجتمعة تهديدًا كبيرًا (وإن كان مؤقتًا) لرائد الفضاء الذي يجب أن يظل منتبهًا لقضايا الحياة والموت في جميع الأوقات.

يُعتقد أن خلل التوازن في الدماغ هو اضطراب في الجهاز الدهليزي يحدث عندما تتعارض المعلومات الحسية من الجهاز البصري (البصر) والجهاز الحسي العميق (الوضعية، وضع الجسم) مع المعلومات المدركة بشكل خاطئ من القنوات نصف الدائرية وحصوات الأذن داخل الأذن الداخلية. يُعرف هذا باسم "نظرية عدم التوافق العصبي" وقد اقترحه لأول مرة في عام 1975 ريزون وبراند. [52] بدلاً من ذلك، تشير فرضية تحول السوائل إلى أن انعدام الوزن يقلل من الضغط الهيدروستاتيكي على الجزء السفلي من الجسم مما يتسبب في تحول السوائل نحو الرأس من بقية الجسم. يُعتقد أن تحولات السوائل هذه تزيد من ضغط السائل النخاعي (مما يسبب آلام الظهر) والضغط داخل الجمجمة (مما يسبب الصداع) وضغط سائل الأذن الداخلية (مما يسبب خللًا في الدهليزي). [53]

على الرغم من العديد من الدراسات التي تبحث عن حل لمشكلة SMS، إلا أنها تظل مشكلة مستمرة للسفر في الفضاء. قدمت معظم التدابير المضادة غير الدوائية مثل التدريب والمناورات الجسدية الأخرى فائدة ضئيلة. لاحظ ثورنتون وبوناتو، "كانت الجهود التكيفية قبل الرحلة وأثناءها، بعضها إلزامي ومعظمها شاقة، في الغالب، فشلاً تشغيليًا". [54] حتى الآن، فإن التدخل الأكثر شيوعًا هو بروميثازين ، وهو مضاد للهيستامين قابل للحقن له خصائص مضادة للقيء ، ولكن التخدير يمكن أن يكون من الآثار الجانبية الإشكالية. [55] تشمل الخيارات الدوائية الشائعة الأخرى ميتوكلوبراميد ، بالإضافة إلى التطبيق الفموي والجلدي للسكوبولامين ، ولكن النعاس والتخدير من الآثار الجانبية الشائعة لهذه الأدوية أيضًا. [53]

التأثيرات العضلية الهيكلية

في بيئة الفضاء (أو انعدام الجاذبية)، تختلف تأثيرات التفريغ بشكل كبير بين الأفراد، مع اختلافات الجنس التي تزيد من التباين. [56] كما أن الاختلافات في مدة المهمة، وحجم العينة الصغير لرواد الفضاء المشاركين في نفس المهمة يضيفان إلى التباين في الاضطرابات العضلية الهيكلية التي تُرى في الفضاء. [57] بالإضافة إلى فقدان العضلات، تؤدي الجاذبية الصغرى إلى زيادة امتصاص العظام ، وانخفاض كثافة المعادن في العظام ، وزيادة مخاطر الكسر. يؤدي امتصاص العظام إلى زيادة مستويات الكالسيوم في البول ، مما قد يؤدي لاحقًا إلى زيادة خطر الإصابة بحصوات الكلى . [58]

في الأسبوعين الأولين من تفريغ العضلات من حمل وزن الجسم البشري أثناء رحلة الفضاء، يبدأ ضمور العضلات بالكامل. تحتوي العضلات الوضعية على ألياف أبطأ أكثر، وهي أكثر عرضة للضمور من مجموعات العضلات غير الوضعية. [57] يحدث فقدان كتلة العضلات بسبب اختلال التوازن في تخليق البروتين وتحلله. يصاحب فقدان كتلة العضلات أيضًا فقدان قوة العضلات، والذي لوحظ بعد 2-5 أيام فقط من رحلة الفضاء خلال مهمتي سويوز 3 وسويوز 8. [57] كما تم العثور على انخفاض في توليد القوى الانقباضية وقوة العضلات بالكامل استجابة لانعدام الجاذبية.

لمقاومة تأثيرات انعدام الجاذبية على الجهاز العضلي الهيكلي، يوصى بممارسة التمارين الهوائية. غالبًا ما يأخذ هذا شكل ركوب الدراجات أثناء الطيران. [57] يتضمن النظام الأكثر فعالية تمارين المقاومة أو استخدام بدلة البطريق [57] (تحتوي على أشرطة مرنة مخيطة للحفاظ على حمل تمدد على عضلات مقاومة الجاذبية)، والطرد المركزي، والاهتزاز. [58] يعيد الطرد المركزي إنشاء قوة الجاذبية الأرضية على محطة الفضاء، من أجل منع ضمور العضلات . يمكن إجراء الطرد المركزي باستخدام أجهزة الطرد المركزي أو عن طريق ركوب الدراجات على طول الجدار الداخلي لمحطة الفضاء. [57] وجد أن اهتزاز الجسم بالكامل يقلل من امتصاص العظام من خلال آليات غير واضحة. يمكن توصيل الاهتزاز باستخدام أجهزة تمرين تستخدم إزاحات رأسية متجاورة مع نقطة ارتكاز، أو باستخدام لوحة تتأرجح على محور رأسي. [59] تم اقتراح استخدام منبهات بيتا-2 الأدرينالية لزيادة كتلة العضلات، واستخدام الأحماض الأمينية الأساسية جنبًا إلى جنب مع التمارين المقاومة كوسائل دوائية لمكافحة ضمور العضلات في الفضاء. [57]

التأثيرات القلبية الوعائية

تتحدث رائدة الفضاء تريسي دايسون عن الدراسات التي أجريت على صحة القلب والأوعية الدموية على متن محطة الفضاء الدولية.

بجانب الجهاز الهيكلي والعضلي، يكون الجهاز القلبي الوعائي أقل إجهادًا في حالة انعدام الوزن مما هو عليه على الأرض ويفقد لياقته خلال فترات أطول تقضيها في الفضاء. [60] في بيئة عادية، تمارس الجاذبية قوة لأسفل، مما يؤدي إلى إنشاء تدرج هيدروستاتيكي رأسي. عند الوقوف، يوجد بعض السوائل "الزائدة" في أوعية وأنسجة الساقين. في بيئة الجاذبية الصغرى، مع فقدان التدرج الهيدروستاتيكي ، يتم إعادة توزيع بعض السوائل بسرعة نحو الصدر والجزء العلوي من الجسم؛ يتم الشعور بها على أنها "حمل زائد" لحجم الدم الدائر. [61] في بيئة الجاذبية الصغرى، يتم تعديل حجم الدم الزائد المستشعر حديثًا عن طريق طرد السوائل الزائدة إلى الأنسجة والخلايا (انخفاض الحجم بنسبة 12-15٪) ويتم تعديل خلايا الدم الحمراء لأسفل للحفاظ على تركيز طبيعي ( فقر الدم النسبي ). [61] في غياب الجاذبية، يندفع الدم الوريدي إلى الأذين الأيمن لأن قوة الجاذبية لم تعد تسحب الدم إلى أوعية الساقين والبطن، مما يؤدي إلى زيادة حجم السكتة الدماغية . [62] تصبح هذه التحولات في السوائل أكثر خطورة عند العودة إلى بيئة الجاذبية العادية حيث سيحاول الجسم التكيف مع إعادة الجاذبية. سيؤدي إعادة الجاذبية مرة أخرى إلى سحب السائل إلى الأسفل، ولكن الآن سيكون هناك عجز في كل من السائل الدائر وخلايا الدم الحمراء. إن الانخفاض في ضغط ملء القلب وحجم السكتة الدماغية أثناء الإجهاد الانتصابي بسبب انخفاض حجم الدم هو ما يسبب عدم تحمل الانتصاب . [63] يمكن أن يؤدي عدم تحمل الانتصاب إلى فقدان مؤقت للوعي والوضعية، بسبب نقص الضغط وحجم السكتة الدماغية. [64] طورت بعض الأنواع الحيوانية سمات فسيولوجية وتشريحية (مثل ارتفاع ضغط الدم الهيدروستاتيكي ومكان القلب الأقرب إلى الرأس) والتي تمكنها من مواجهة ضغط الدم الانتصابي. [65] [66] يمكن أن يؤدي عدم تحمل الانتصاب المزمن إلى ظهور أعراض إضافية مثل الغثيان ومشاكل النوم وأعراض حركية وعائية أخرى أيضًا. [67]

أجريت العديد من الدراسات حول التأثيرات الفسيولوجية لانعدام الوزن على الجهاز القلبي الوعائي في رحلات مكافئة. إنها واحدة من الخيارات الوحيدة الممكنة للجمع مع التجارب البشرية، مما يجعل رحلات المكافئ الطريقة الوحيدة للتحقيق في التأثيرات الحقيقية لبيئة الجاذبية الصغرى على الجسم دون السفر إلى الفضاء. [68] قدمت دراسات رحلات المكافئ مجموعة واسعة من النتائج فيما يتعلق بالتغيرات في الجهاز القلبي الوعائي في بيئة الجاذبية الصغرى. زادت دراسات رحلات المكافئ من فهم عدم تحمل الوضعية المستقيمة وانخفاض تدفق الدم المحيطي الذي يعاني منه رواد الفضاء العائدون إلى الأرض. بسبب فقدان الدم لضخه، يمكن أن يضمر القلب في بيئة الجاذبية الصغرى. يمكن أن يؤدي ضعف القلب إلى انخفاض حجم الدم وانخفاض ضغط الدم ويؤثر على قدرة الجسم على إرسال الأكسجين إلى الدماغ دون أن يشعر الفرد بالدوار. [69] كما لوحظت اضطرابات في نظم القلب بين رواد الفضاء، ولكن من غير الواضح ما إذا كان هذا نتيجة لظروف موجودة مسبقًا أو تأثير لبيئة الجاذبية الصغرى. [70] تتضمن إحدى التدابير المضادة الحالية شرب محلول ملحي، مما يزيد من لزوجة الدم وبالتالي يزيد من ضغط الدم، مما يخفف من عدم تحمل الانتصاب بعد بيئة الجاذبية الصغرى. تتضمن التدابير المضادة الأخرى إعطاء ميدودرين ، وهو منشط انتقائي لمستقبلات ألفا-1 الأدرينالية. ينتج ميدودرين انقباضًا في الشرايين والأوردة مما يؤدي إلى زيادة ضغط الدم عن طريق ردود الفعل المستقبلة للضغط . [71]

التأثيرات على الكائنات غير البشرية

لاحظ العلماء الروس اختلافات بين الصراصير المولودة في الفضاء ونظيراتها الأرضية. فقد نمت الصراصير المولودة في الفضاء بشكل أسرع، كما نمت لتصبح أسرع وأقوى. [72]

يبدو أن بيض الدجاج الذي يوضع في انعدام الجاذبية بعد يومين من الإخصاب لا ينمو بشكل صحيح، في حين أن البيض الذي يوضع في انعدام الجاذبية بعد أكثر من أسبوع من الإخصاب ينمو بشكل طبيعي. [73]

وجدت تجربة مكوك الفضاء عام 2006 أن السالمونيلا التيفية ، وهي بكتيريا يمكن أن تسبب التسمم الغذائي، أصبحت أكثر ضراوة عند زراعتها في الفضاء. [74] في 29 أبريل 2013، أفاد العلماء في معهد رينسيلار بوليتكنيك، الممول من وكالة ناسا ، أنه أثناء الرحلات الفضائية على متن محطة الفضاء الدولية ، يبدو أن الميكروبات تتكيف مع بيئة الفضاء بطرق "لم تُلاحظ على الأرض" وبطرق "يمكن أن تؤدي إلى زيادة في النمو والضراوة " . [75]

في ظل ظروف اختبار معينة، لوحظ أن الميكروبات تزدهر في الفضاء شبه الخالي من الوزن [76] وتظل على قيد الحياة في فراغ الفضاء الخارجي . [77] [78]

التطبيقات التجارية

شعلة الشمعة في الظروف المدارية (يمين) مقابل على الأرض (يسار)

بلورات عالية الجودة

على الرغم من عدم وجود تطبيق تجاري حتى الآن، فقد كان هناك اهتمام بتنمية البلورات في درجات حرارة ميكرو-جي، كما هو الحال في محطة فضائية أو قمر صناعي آلي من خلال هندسة عملية الجاذبية المنخفضة ، في محاولة للحد من عيوب الشبكة البلورية. [79] قد تكون هذه البلورات الخالية من العيوب مفيدة لبعض التطبيقات الإلكترونية الدقيقة وأيضًا لإنتاج بلورات لعلم البلورات بالأشعة السينية اللاحق .

في عام 2017، أجريت تجربة على محطة الفضاء الدولية لتبلور العلاج بالأجسام المضادة وحيدة النسيلة Pembrolizumab ، حيث أظهرت النتائج جزيئات بلورية أكثر تجانسًا وتوحيدًا مقارنة بالضوابط الأرضية. [80] يمكن أن تسمح مثل هذه الجزيئات البلورية الموحدة بصياغة علاجات الأجسام المضادة الأكثر تركيزًا ومنخفضة الحجم، وهو ما قد يجعلها مناسبة للإعطاء تحت الجلد ، وهو نهج أقل تدخلاً مقارنة بالطريقة السائدة حاليًا للإعطاء عن طريق الوريد . [81]

  • مقارنة بين غليان الماء تحت جاذبية الأرض (1 جرام، على اليسار) وانعدام الجاذبية (على اليمين). مصدر الحرارة موجود في الجزء السفلي من الصورة.
    مقارنة بين غليان الماء تحت جاذبية الأرض (1 جرام، على اليسار) وانعدام الجاذبية (على اليمين). مصدر الحرارة موجود في الجزء السفلي من الصورة.
  • مقارنة بين احتراق شمعة على الأرض (على اليسار) وفي بيئة الجاذبية الصغرى، مثل تلك الموجودة على متن محطة الفضاء الدولية (على اليمين).
    مقارنة بين احتراق شمعة على الأرض (على اليسار) وفي بيئة الجاذبية الصغرى، مثل تلك الموجودة على متن محطة الفضاء الدولية (على اليمين).
  • بلورات البروتين التي زرعها علماء أمريكيون على متن محطة الفضاء الروسية مير في عام 1995.[82]
    بلورات البروتين التي زرعها علماء أمريكيون على متن محطة الفضاء الروسية مير في عام 1995. [82]
  • مقارنة بين نمو بلورات الأنسولين في الفضاء الخارجي (على اليسار) وعلى الأرض (على اليمين).
    مقارنة بين نمو بلورات الأنسولين في الفضاء الخارجي (على اليسار) وعلى الأرض (على اليمين).
  • قد تتصرف السوائل أيضًا بشكل مختلف عن تلك الموجودة على الأرض، كما هو موضح في هذا الفيديو

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "انعدام الوزن وتأثيره على رواد الفضاء". Space.com . 16 ديسمبر 2017. يحدث الشعور بانعدام الوزن، أو انعدام الجاذبية، عندما لا يشعر المرء بتأثيرات الجاذبية.
  2. ^ أوبيرج، جيمس (مايو 1993). "أساطير الفضاء والمفاهيم الخاطئة". أومني . 15 (7). مؤرشف من الأصل في 2007-09-27 . تم الاسترجاع في 2007-05-02 .
  3. ^ abcd Chandler, David (مايو 1991). "انعدام الوزن والجاذبية الصغرى" (PDF) . مدرس الفيزياء . 29 (5): 312–13. Bibcode :1991PhTea..29..312C. doi :10.1119/1.2343327.
  4. ^ برنامج أبحاث الجاذبية المنخفضة
  5. ^ "جاري التحميل..." www.nasaexplores.com . تم الاسترجاع في 24 أبريل 2018 .
  6. ^ "الطيران في ظل انعدام الجاذبية يعني إجهادًا كبيرًا لطائرة A310 قديمة". Flightglobal.com . 2015-03-23. مؤرشف من الأصل في 2017-08-21 . تم الاسترجاع 2017-08-23 .
  7. ^ "Novespace: microgravity, airborne missions". www.novespace.com . مؤرشف من الأصل في 31 مارس 2018 . تم الاسترجاع 24 أبريل 2018 .
  8. ^ وكالة الفضاء الأوروبية . "حملات الرحلات المكافئة". موقع رحلات الفضاء البشرية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية . مؤرشف من الأصل في 2012-05-26 . تم استرجاعه في 2011-10-28 .
  9. ^ وكالة الفضاء الأوروبية . "A300 Zero-G". موقع رحلات الفضاء البشرية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية . تم استرجاعه في 12 نوفمبر 2006 .
  10. ^ وكالة الفضاء الأوروبية . "الحملة القادمة". موقع رحلات الفضاء البشرية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية . تم استرجاعه في 12 نوفمبر 2006 .
  11. ^ وكالة الفضاء الأوروبية . "منظمة الحملة". موقع رحلات الفضاء البشرية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية . تم استرجاعه في 12 نوفمبر 2006 .
  12. ^ "رائد فضاء فرنسي يؤدي "سيرًا على سطح القمر" في رحلة مكافئة - Air & Cosmos - International". Air & Cosmos - International . مؤرشف من الأصل في 2017-08-21 . تم الاسترجاع 2017-08-23 .
  13. ^ "توم كروز يتحدى الجاذبية في طائرة نوفيسبيس زيرو-جي إيه 310". مؤرشف من الأصل في 2017-08-21 . تم الاسترجاع في 2017-08-23 .
  14. ^ "مرفق أنبوب إسقاط مركز مارشال لرحلات الفضاء". nasa.gov . مؤرشف من الأصل في 19 سبتمبر 2000. تم الاسترجاع في 24 أبريل 2018 .
  15. ^ كومار، أميت (2018). "برج إسقاط الجاذبية الصغرى لمدة 2.5 ثانية في المركز الوطني لأبحاث وتطوير الاحتراق (NCCRD)، المعهد الهندي للتكنولوجيا في مدراس". علوم وتكنولوجيا الجاذبية الصغرى . 30 (5): 663-673. رمز Bibcode : 2018MicST..30..663V. doi : 10.1007/s12217-018-9639-0.
  16. ^ تشاندلر، ديفيد (مايو 1991). "انعدام الوزن والجاذبية الصغرى" (PDF) . مدرس الفيزياء . 29 (5): 312–13. رمز Bibcode :1991PhTea..29..312C. doi :10.1119/1.2343327.
  17. ^ Karthikeyan KC (27 سبتمبر 2015). "ما هي الجاذبية الصفرية والجاذبية الصغرى، وما هي مصادر الجاذبية الصغرى؟". Geekswipe . تم الاسترجاع في 17 أبريل 2019 .
  18. ^ أوبيرج، جيمس (مايو 1993). "أساطير ومفاهيم خاطئة عن الفضاء – رحلات الفضاء". أومني . 15 (7): 38 وما يليها.
  19. ^ أفشينيكو ، إبراهيم. سكوت، ريان T.؛ ماكاي، ماثيو J.؛ باريسيت، إلويز؛ سيكانافيسيوتي، إيجل؛ باركر، ريتشارد. جيلروي، سيمون. حسن، دوان؛ سميث، سكوت م. زوارت، سارة ر. نيلمان جونزاليس، مايرا؛ كروسيان، بريان E.؛ بونوماريف، سيرجي أ.؛ أورلوف، أوليغ الأول. شيبا, داي (نوفمبر 2020). “السمات البيولوجية الأساسية لرحلات الفضاء: تطوير المجال لتمكين استكشاف الفضاء العميق”. خلية . 183 (5): 1162-1184. دوى :10.1016/j.cell.2020.10.050. ISSN  0092-8674. بمك 8441988 . بميد  33242416. 
  20. ^ برتراند، راينهولد (1998). التصميم المفاهيمي ومحاكاة الطيران لمحطات الفضاء. دار هربرت أوتز للنشر. ص 57. رقم ISBN 9783896755001.
  21. ^ بيرد، كريستوفر س. (4 أكتوبر 2013). "ماذا سيحدث إذا سقطت في حفرة تمر عبر مركز الأرض؟". أسئلة علمية بإجابات مدهشة . تم الاسترجاع في 8 مايو 2024 .
  22. ^ اعتمادًا على المسافة، يُقصد بـ "الثابت" بالنسبة للأرض أو الشمس.
  23. ^ تشانج، كينيث (27 يناير 2014). "كائنات غير مصنوعة للفضاء". نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 28 يناير 2014. استرجاع 27 يناير 2014 .
  24. ^ ستيبانيك، جان؛ بلو، ريبيكا س؛ بارازينسكي، سكوت (2019-03-14). لونجو، دان ل. (محرر). "طب الفضاء في عصر رحلات الفضاء المدنية". مجلة نيو إنجلاند الطبية . 380 (11): 1053-1060. doi :10.1056/NEJMra1609012. ISSN  0028-4793. PMID  30865799. S2CID  76667295.
  25. ^ ab Kanas, Nick; Manzey, Dietrich (2008). "Basic Issues of Human Adaptation to Space Flight". علم النفس والطب النفسي الفضائي . مكتبة تكنولوجيا الفضاء. المجلد 22. ص 15-48. رمز الكتاب : 2008spp..book.....K. doi : 10.1007/978-1-4020-6770-9_2. رقم ISBN 978-1-4020-6769-3.
  26. ^ "NASA - Johnson Space Center History" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2012-04-06 . تم استرجاعه في 2012-05-10 .، ص 35، مشروع التاريخ الشفوي لمركز جونسون الفضائي، مقابلة مع الدكتور روبرت ستيفنسون:

    "كان جيك جارن مريضًا، كان مريضًا جدًا. لا أدري إن كان ينبغي لنا أن نروي قصصًا كهذه. ولكن على أية حال، لقد ترك جيك جارن بصمة في فيلق رواد الفضاء لأنه يمثل أقصى مستوى من مرض الفضاء الذي يمكن لأي شخص أن يصل إليه، وبالتالي فإن علامة المرض التام وعدم الكفاءة هي علامة جارن واحدة. ربما يصل معظم الرجال إلى عُشر جارن، إذا كان هذا هو المستوى المرتفع. وفي فيلق رواد الفضاء، سيظل هذا هو ما يتذكره الناس إلى الأبد."
  27. ^ كيلي، سكوت (2017). التحمل: عام في الفضاء، عمر كامل من الاكتشاف . مع مارغريت لازاروس دين. ألفريد أ. كنوبف، قسم من دار نشر بنغوين راندوم هاوس. ص. 174. رقم ISBN 9781524731595من الأشياء الجميلة في العيش في الفضاء أن ممارسة الرياضة جزء من وظيفتك... إذا لم أمارس الرياضة ستة أيام في الأسبوع لمدة ساعتين على الأقل في اليوم، فإن عظامي ستفقد كتلة كبيرة - 1% كل شهر... أجسامنا ذكية في التخلص مما لا نحتاجه، وقد بدأ جسدي يلاحظ أن عظامي ليست ضرورية في حالة انعدام الجاذبية. ولأننا لا نضطر إلى دعم وزننا، فإننا نفقد العضلات أيضًا.
  28. ^ "اللياقة البدنية الصحية أرشيف 2012-05-19 في آلة Wayback "، Space Future
  29. ^ "متعة الرحلات الفضائية أرشيف 2012-02-21 على موقع واي باك مشين "، تويوهيرو أكاياما، مجلة تكنولوجيا وعلوم الفضاء ، المجلد 9 العدد 1 ربيع 1993، ص 21-23
  30. ^ Buckey, Jay C. (2006). علم وظائف الأعضاء الفضائية. دار نشر جامعة أكسفورد. ISBN 978-0-19-513725-5.
  31. ^ ab Mader, TH; et al. (2011). "وذمة القرص البصري، وتسطيح الكرة الأرضية، وطيات المشيمية، والتحولات المفرطة في طول النظر التي لوحظت لدى رواد الفضاء بعد رحلات الفضاء الطويلة". طب العيون . 118 (10): 2058–2069. doi :10.1016/j.ophtha.2011.06.021. PMID  21849212. S2CID  13965518.
  32. ^ ab Puiu, Tibi (9 نوفمبر 2011). "رؤية رواد الفضاء تتأثر بشدة أثناء المهام الفضائية الطويلة". zmescience.com. مؤرشف من الأصل في 10 نوفمبر 2011. تم الاسترجاع في 9 فبراير 2012 .
  33. ^ "فيديو نيوز - سي إن إن". سي إن إن . مؤرشف من الأصل في 4 فبراير 2009. استرجاع 24 أبريل 2018 .
  34. ^ ab Space Staff (13 مارس 2012). "Spaseflight Bad for Astronauts' Vision, Study Suggests". Space.com . مؤرشف من الأصل في 13 مارس 2012 . تم الاسترجاع في 14 مارس 2012 .
  35. ^ كرامر، لاري أ.؛ وآخرون. (13 مارس 2012). "التأثيرات المدارية والداخلية للجاذبية الصغرى: النتائج في التصوير بالرنين المغناطيسي 3-T". Radiology . 263 (3): 819–827. doi :10.1148/radiol.12111986. PMID  22416248. تم الاسترجاع في 14 مارس 2012 .
  36. ^ فونغ، إم دي، كيفن (12 فبراير 2014). "التأثيرات الغريبة القاتلة التي قد يخلفها كوكب المريخ على جسدك". Wired . مؤرشف من الأصل في 14 فبراير 2014 . تم الاسترجاع في 12 فبراير 2014 .
  37. ^ عباسي، جينيفر (20 ديسمبر 2016). "هل تلقي وفيات رواد الفضاء في برنامج أبولو الضوء على الإشعاع الفضائي العميق وأمراض القلب والأوعية الدموية؟". JAMA . 316 (23): 2469–2470. doi :10.1001/jama.2016.12601. PMID  27829076.
  38. ^ أونيون المستشارة، سيرينا م. باتاريني، جيمس م. مول، ستيفان. سركسيان ، أشوت (2020-01-02). “التخثر الوريدي أثناء رحلات الفضاء”. نيو انغلاند جورنال اوف ميديسين . 382 (1): 89-90. دوى :10.1056/NEJMc1905875. ISSN  0028-4793. بميد  31893522.
  39. ^ شيري، جوناثان د.؛ فروست، جيفري ل.؛ ليمير، سينثيا أ.؛ ويليامز، جاكلين ب.؛ أولشوكا، جون أ.؛ أوبانيون، م. كيري (2012). "الإشعاع الكوني المجري يؤدي إلى ضعف الإدراك وزيادة تراكم لويحات بيتا اميلويد في نموذج فأري لمرض الزهايمر". بلوس ون . 7 (12): e53275. رمز Bibcode : 2012PLoSO...753275C. doi : 10.1371/journal.pone.0053275 . PMC 3534034. PMID  23300905 . 
  40. ^ طاقم العمل (1 يناير 2013). "دراسة تظهر أن السفر إلى الفضاء ضار بالدماغ وقد يسرع من ظهور مرض الزهايمر". SpaceRef. مؤرشف من الأصل في 21 مايو 2020. تم الاسترجاع في 7 يناير 2013 .
  41. ^ Cowing, Keith (3 يناير 2013). "نتائج بحثية مهمة لا تتحدث عنها ناسا (تحديث)". NASA Watch . تم الاسترجاع في 7 يناير 2013 .
  42. ^ دان، مارسيا (29 أكتوبر 2015). "تقرير: ناسا بحاجة إلى معالجة أفضل للمخاطر الصحية على المريخ". وكالة أسوشيتد برس . مؤرشف من الأصل في 30 أكتوبر 2015. تم الاسترجاع في 30 أكتوبر 2015 .
  43. ^ طاقم العمل (29 أكتوبر 2015). "جهود ناسا لإدارة المخاطر الصحية والأداء البشري لاستكشاف الفضاء (IG-16-003)" (PDF) . ناسا . مؤرشف (PDF) من الأصل في 30 أكتوبر 2015 . تم الاسترجاع في 29 أكتوبر 2015 .
  44. ^ فيرتس ، أوريلي ب. فانسباوين، روبي؛ فرانسين، إريك. جورنس، فيليب G.؛ فان دي هينينج، بول هـ؛ ويتس ، فلوريس إل. (01/06/2014). “التدابير المضادة لدوار الحركة الفضائية: دراسة دوائية مزدوجة التعمية يتم التحكم فيها بالعلاج الوهمي”. الطيران والفضاء والطب البيئي . 85 (6): 638-644. دوى :10.3357/عاصم.3865.2014. بميد  24919385.
  45. ^ "دوار الحركة في الفضاء (التكيف مع الفضاء)" (PDF) . ناسا . 15 يونيو 2016. تم الاسترجاع في 25 نوفمبر 2017 .
  46. ^ "المرض يمنع رائد فضاء من السير في الفضاء". ABCNews . 12 فبراير 2008. تم الاسترجاع في 25 نوفمبر 2017 .
  47. ^ abc Thornton, William; Bonato, Frederick (2017). The Human Body and Weightlessness . SpringerLink. ص. 32. doi :10.1007/978-3-319-32829-4. ISBN 978-3-319-32828-7.
  48. ^ ألكسندر، روبرت جيه؛ ماكنيك، ستيفن إل؛ مارتينيز كوندي، سوزانا (2019). "الحركات الدقيقة في البيئات التطبيقية: التطبيقات الواقعية لقياسات حركة العين الثابتة". مجلة أبحاث حركة العين . 12 (6). doi :10.16910/jemr.12.6.15. PMC 7962687. PMID  33828760 . 
  49. ^ ab Wotring, VE (2012). علم الأدوية الفضائية . بوسطن: سبرينغر. ص. 52. ISBN 978-1-4614-3396-5.
  50. ^ Graybiel, A; Knepton, J (August 1976). "متلازمة دوار الحركة: أحد مظاهر دوار الحركة الوحيدة في بعض الأحيان". مجلة الطيران والفضاء والطب البيئي . 47 (8): 873–882. ​​PMID  949309.
  51. ^ ماتسانجاس، باناجيوتيس؛ ماكولي، مايكل إي. (يونيو 2014). "متلازمة سوبيت: تعريف منقح". الطيران، والفضاء، والطب البيئي . 85 (6): 672-673. doi :10.3357/ASEM.3891.2014. PMID  24919391. S2CID  36203751.
  52. ^ T., Reason, J. (1975). دوار الحركة . Brand, JJ London: Academic Press. ISBN 978-0125840507. OCLC  2073893.{{cite book}}:CS1 maint: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( الرابط )
  53. ^ ab Heer, Martina; Paloski, William H. (2006). "دوار الحركة في الفضاء: معدل الإصابة، والسبب، والتدابير المضادة". علم الأعصاب اللاإرادي . 129 (1-2): 77-79. doi :10.1016/j.autneu.2006.07.014. PMID  16935570. S2CID  6520556.
  54. ^ ثورنتون، ويليام؛ بوناتو، فريدريك (2017). الجسم البشري وانعدام الوزن . doi :10.1007/978-3-319-32829-4. ISBN 978-3-319-32828-7.
  55. ^ علم الأدوية الفضائية | فيرجينيا إي. ووترينغ. SpringerBriefs in Space Development. Springer. 2012. ص. 59. doi :10.1007/978-1-4614-3396-5. ISBN 978-1-4614-3395-8.
  56. ^ بلوتز-سنايدر، لوري؛ بلومفيلد، سوزان؛ سميث، سكوت م؛ هانتر، ساندرا ك؛ تيمبلتون، كيم؛ بيمبين، ديبرا (نوفمبر 2014). "تأثيرات الجنس والنوع الاجتماعي على التكيف مع الفضاء: صحة العضلات والعظام". مجلة صحة المرأة . 23 (11): 963-966. doi :10.1089/jwh.2014.4910. PMC 4235589. PMID 25401942  . 
  57. ^ abcdefg ناريسي، إم في؛ دي بور، إم دي (مارس 2011). "عدم استخدام الجهاز العضلي الهيكلي في الفضاء وعلى الأرض". المجلة الأوروبية لعلم وظائف الأعضاء التطبيقي . 111 (3): 403-420. doi :10.1007/s00421-010-1556-x. PMID  20617334. S2CID  25185533.
  58. ^ ab Smith, Scott M.; Heer, Martina; Shackelford, Linda C.; Sibonga, Jean D.; Spatz, Jordan; Pietrzyk, Robert A.; Hudson, Edgar K.; Zwart, Sara R. (2015). "استقلاب العظام وخطر الإصابة بحصوات الكلى أثناء بعثات محطة الفضاء الدولية". Bone . 81 : 712–720. doi :10.1016/j.bone.2015.10.002. PMID  26456109.
  59. ^ Elmantaser, M; McMillan, M; Smith, K; Khanna, S; Chantler, D; Panarelli, M; Ahmed, SF (سبتمبر 2012). "مقارنة تأثير نوعين من تمارين الاهتزاز على الجهاز الصماء والجهاز العضلي الهيكلي". مجلة التفاعلات العضلية الهيكلية والعصبية . 12 (3): 144-154. PMID  22947546.
  60. ^ Ramsdell, Craig D.; Cohen, Richard J. (2003). "Cardiovascular System in Space". موسوعة علوم وتكنولوجيا الفضاء . doi :10.1002/0471263869.sst074. ISBN 978-0-471-26386-9.
  61. ^ ab White, Ronald J.; Lujan, Barbara F. (1989). الوضع الحالي والاتجاه المستقبلي لبرنامج علوم الحياة الفضائية التابع لوكالة ناسا (تقرير).
  62. ^ أوبيرت، أندريه إي؛ بيكرز، فرانك؛ فيرهايدن، بارت؛ بليستر، فلاديمير (أغسطس 2004). "ماذا يحدث للقلب البشري في الفضاء؟ - الرحلات المكافئة توفر بعض الإجابات" (PDF) . نشرة وكالة الفضاء الأوروبية . 119 : 30–38. رمز المكتبة : 2004ESABu.119...30A.
  63. ^ Wieling, Wouter; Halliwill, John R.; Karemaker, John M. (January 2002). "عدم تحمل الوضعية المستقيمة بعد الرحلات الفضائية". مجلة علم وظائف الأعضاء . 538 (1): 1. doi :10.1113/jphysiol.2001.013372. PMC 2290012. PMID  11773310 . 
  64. ^ ستيوارت، جيه إم (مايو 2013). "المتلازمات الشائعة لعدم تحمل الوضعية الانتصابية". طب الأطفال . 131 (5): 968-980. doi :10.1542/peds.2012-2610. PMC 3639459. PMID  23569093 . 
  65. ^ Lillywhite, Harvey B. (1993). "عدم تحمل الثعابين الأفعى للوضعية الانتصابية". علم الحيوان الفسيولوجي . 66 (6): 1000–1014. doi :10.1086/physzool.66.6.30163751. JSTOR  30163751. S2CID  88375293.
  66. ^ نصوري، علي رضا؛ طاغيبور، علي؛ شهبازادة، ديلافار؛ أمينيريسيهي، عبد الحسين؛ مقدم، شريف (سبتمبر 2014). "تقييم موقع القلب وطول الذيل في أسماك ناجا أوكسيانا وماكروفيبيرا ليبيتينا ومونتيفيبيرا لاتيفيتي". مجلة الطب الاستوائي في منطقة آسيا والمحيط الهادئ . 7 : S137–S142. doi : 10.1016/S1995-7645(14)60220-0 . PMID  25312108.
  67. ^ ستيوارت، جوليان م. (ديسمبر 2004). "عدم تحمل الوضعية الانتصابية المزمنة ومتلازمة عدم انتظام ضربات القلب الوضعي (POTS)". مجلة طب الأطفال . 145 (6): 725-730. doi :10.1016/j.jpeds.2004.06.084. PMC 4511479. PMID  15580191 . 
  68. ^ جونجا ، هانز كريستيان. أهلفيلد، فيكتوريا ويلر فون؛ كوريولانو، هانز يواكيم أبيل؛ ويرنر، أندرياس. هوفمان ، أوي (2016/07/14). نظام القلب والأوعية الدموية، وخلايا الدم الحمراء، ونقل الأكسجين في الجاذبية الصغرى . غونجا، هانز كريستيان، أهليفيلد، فيكتوريا ويلر فون، كوريولانو، هانز يواكيم أبيل، فيرنر، أندرياس، هوفمان، أوي. سويسرا. رقم ISBN 9783319332260. OCLC  953694996.{{cite book}}:CS1 maint: موقع الناشر المفقود ( الرابط )[ الصفحة المطلوبة ]
  69. ^ بونجو، مايكل (23 مارس 2016). "ضمور القلب واختلال الانبساط أثناء وبعد رحلات الفضاء الطويلة: العواقب الوظيفية لعدم تحمل الوضعية الانتصابية، والقدرة على ممارسة التمارين الرياضية، وخطر عدم انتظام ضربات القلب (القلب والأوعية الدموية المتكاملة)". ناسا . تم الاسترجاع في 25 نوفمبر 2017 .
  70. ^ Fritsch-Yelle, Janice M.; Leuenberger, Urs A.; D'Aunno, Dominick S.; Rossum, Alfred C.; Brown, Troy E.; Wood, Margie L.; Josephson, Mark E.; Goldberger, Ary L. (يونيو 1998). "نوبة من عدم انتظام ضربات القلب البطيني أثناء رحلات الفضاء الطويلة". المجلة الأمريكية لأمراض القلب . 81 (11): 1391–1392. doi :10.1016/s0002-9149(98)00179-9. PMID  9631987.
  71. ^ كليمنت، جيل (2011). أساسيات طب الفضاء . مجلة سبرينغر للعلوم والأعمال التجارية. رقم ISBN 978-1-4419-9905-4. OCLC  768427940.[ الصفحة المطلوبة ]
  72. ^ "صراصير فائقة الطفرة من الفضاء". مجلة نيو ساينتست. 21 يناير 2008. مؤرشف من الأصل في 4 يونيو 2016.
  73. ^ "تجربة بيضة في الفضاء تثير أسئلة". نيويورك تايمز . 31 مارس 1989. مؤرشف من الأصل في 21 يناير 2009.
  74. ^ كاسبرمير، جو (23 سبتمبر 2007). "أظهرت رحلة الفضاء أنها تغير قدرة البكتيريا على التسبب في المرض". جامعة ولاية أريزونا . مؤرشف من الأصل في 14 سبتمبر 2017. تم الاسترجاع 14 سبتمبر 2017 .
  75. ^ كيم دبليو وآخرون (29 أبريل 2013). "الرحلات الفضائية تعزز تكوين الأغشية الحيوية بواسطة الزائفة الزنجارية". PLOS ONE . 8 (4): e6237. Bibcode :2013PLoSO...862437K. doi : 10.1371/journal.pone.0062437 . PMC 3639165. PMID  23658630 . 
  76. ^ دفورسكي، جورج (13 سبتمبر 2017). "دراسة مثيرة للقلق تشير إلى سبب مقاومة بعض البكتيريا للأدوية في الفضاء". جيزمودو . مؤرشف من الأصل في 14 سبتمبر 2017. تم الاسترجاع في 14 سبتمبر 2017 .
  77. ^ جرعة ، ك. بيجر دوز، أ؛ ديلمان، ر.؛ جيل، م. كيرز، O .؛ كلاين، أ.؛ مينرت، ه.؛ نوروث، T.؛ ريسي، س.؛ ستريد، سي. (1995). "تجربة ERA "الكيمياء الحيوية الفضائية"". التقدم في أبحاث الفضاء . 16 (8): 119-129. Bibcode :1995AdSpR..16h.119D. doi :10.1016/0273-1177(95)00280-R. PMID  11542696.
  78. ^ Horneck G.; Eschweiler, U.; Reitz, G.; Wehner, J.; Willimek, R.; Strauch, K. (1995). "الاستجابات البيولوجية للفضاء: نتائج تجربة "وحدة بيولوجية خارجية" من ERA على EURECA I". Adv. Space Res . 16 (8): 105–18. Bibcode :1995AdSpR..16h.105H. doi :10.1016/0273-1177(95)00279-N. PMID  11542695.
  79. ^ "نمو البلورات في الجاذبية الصفرية".
  80. ^ "نتائج منشورة من تجارب التبلور على متن المحطة الفضائية الدولية قد تساعد شركة ميرك على تحسين توصيل الأدوية الخاصة بالسرطان".
  81. ^ Reichert, Paul; Prosise, Winifred; Fischmann, Thierry O.; Scapin, Giovanna; Narasimhan, Chakravarthy; Spinale, April; Polniak, Ray; Yang, Xiaoyu; Walsh, Erika; Patel, Daya; Benjamin, Wendy; Welch, Johnathan; Simmons, Denarra; Strickland, Corey (2019-12-02). "تجربة تبلور بيمبروليزوماب في الجاذبية الصغرى". npj Microgravity . 5 (1). Springer Science and Business Media LLC: 28. Bibcode :2019npjMG...5...28R. doi :10.1038/s41526-019-0090-3. ISSN  2373-8065. PMC 6889310. PMID 31815178  . 
  82. ^ Koszelak, S; Leja, C; McPherson, A (1996). "تبلور الجزيئات الحيوية من العينات المجمدة بسرعة على متن محطة الفضاء الروسية مير". التكنولوجيا الحيوية والهندسة الحيوية . 52 (4): 449–58. doi :10.1002/(SICI)1097-0290(19961120)52:4<449::AID-BIT1>3.0.CO;2-P. PMID  11541085. S2CID  36939988.

تعريف كلمة انعدام الجاذبية في القاموس على ويكاموس الوسائط المتعلقة بانعدام الوزن في ويكيميديا ​​كومنز

  • مركز الجاذبية الصغرى محفوظ في 2011-07-26 على موقع واي باك مشين
  • كيف تعمل ظاهرة انعدام الوزن في HowStuffWorks
  • ناسا - سبيس ريسيرش - أبحاث فيزيولوجيا الإنسان ومحطة الفضاء الدولية: الحفاظ على اللياقة البدنية أثناء الرحلة
  • "لماذا رواد الفضاء عديمو الوزن؟" فيديو توضيحي لخرافة "الجاذبية صفر".
  • نظرة عامة على تطبيقات وأساليب الجاذبية الصغرى
  • نقد مصطلحي "الجاذبية الصفرية" و"الجاذبية الدقيقة"، إقناع باستخدام المصطلحات التي تعكس الفيزياء الدقيقة (مقال sci.space).
  • مجموعة الجاذبية الصغرى، أرشيفات ومجموعات خاصة بجامعة ألاباما في هانتسفيل
  • أبحاث علم الأحياء الفضائية في مركز أبحاث AU-KBC
  • جالا، دهواني؛ كالي، روصاحب؛ سينغ ، رنا (2014). “الجاذبية الصغرى تغير نمو السرطان وتطوره”. أهداف أدوية السرطان الحالية . 14 (4): 394-406. دوى :10.2174/1568009614666140407113633. بميد  24720362.
  • Tirumalai, Madhan R.; Karouia, Fathi; Tran, Quyen; Stepanov, Victor G.; Bruce, Rebekah J.; Ott, C. Mark; Pierson, Duane L.; Fox, George E. (ديسمبر 2017). "إن تكيف خلايا الإشريكية القولونية المزروعة في محاكاة الجاذبية الدقيقة لفترة ممتدة هو أمر ظاهري وجينومي". npj Microgravity . 3 (1): 15. doi :10.1038/s41526-017-0020-1. PMC  5460176. PMID  28649637 .
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=انعدام الوزن&oldid=1248402144"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate