Γιατί το υπερβολικό βάρος συμβαίνει στο διάστημα

Στις δραστηριότητες επανδρωμένων διαστημικών πτήσεων, το φαινόμενο του υπερβολικού βάρους εμφανίζεται κυρίως κατά την εκτόξευση και την επιστροφή του διαστημικού σκάφους. Προκειμένου να σταλούν διαστημόπλοια στο διάστημα, επί του παρόντος χρησιμοποιούνται γενικά οχήματα εκτόξευσης πολλαπλών σταδίων. Όταν ο πύραυλος πρώτου σταδίου αρχίζει να καίγεται, λόγω της μεγάλης βαρύτητας ολόκληρου του ίδιου του πυραύλου, η επιτάχυνση είναι πολύ μικρή και φαίνεται να ανεβαίνει αργά. Με την κατανάλωση καυσίμου, η βαρύτητα του πυραύλου μειώνεται σταδιακά και η τιμή της επιτάχυνσης αυξάνεται σταδιακά μέχρι να εξαντληθεί το καύσιμο του πυραύλου πρώτου σταδίου και να σταματήσει η καύση, στη συνέχεια ο πύραυλος δεύτερου σταδίου αρχίζει να καίγεται και η παραπάνω διαδικασία επαναλαμβάνεται· τέλος, η καύση του πυραύλου τρίτου σταδίου και επιτάχυνση. Μέσω τέτοιων τριών διαδικασιών επιτάχυνσης, γενικά το επανδρωμένο διαστημόπλοιο μπορεί να επιταχυνθεί στην πρώτη κοσμική ταχύτητα (7,9 km/s) και να εισέλθει στη διαστημική τροχιά γύρω από τη γη. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας επιτάχυνσης, η βαρύτητα του εξοπλισμού στο επανδρωμένο διαστημόπλοιο και οι αστροναύτες σε αυτό θα αυξηθεί πολύ ανάλογα και θα είναι σε κατάσταση υπέρβαρου.

Με την ίδια λογική, όταν ένα επανδρωμένο διαστημικό σκάφος επιστρέψει στο έδαφος από το διάστημα μετά την ολοκλήρωση της αποστολής του, θα βιώσει επίσης υπερβολικό βάρος. Πριν επιστρέψει, η κάψουλα επιστροφής του επανδρωμένου διαστημικού σκάφους στρέφει πρώτα τον πυθμένα προς τα εμπρός και στη συνέχεια χρησιμοποιεί τον πύραυλο αντίστροφης ώθησης για να μειώσει την ταχύτητα και να μειώσει το τροχιακό υψόμετρο. Όταν εισέρχεται στην ατμόσφαιρα, επιβραδύνεται σταδιακά από την αντίσταση του αέρα. Στην αρχή, επειδή η πυκνότητα της ανώτερης ατμόσφαιρας είναι πολύ μικρή, η τιμή της επιβράδυνσης είναι πολύ μικρή· καθώς μειώνεται το υψόμετρο, η ατμοσφαιρική πυκνότητα σταδιακά αυξάνεται, η αντίσταση σταδιακά αυξάνεται και η τιμή της επιβράδυνσης επίσης σταδιακά αυξάνεται και στη συνέχεια μειώνεται μετά φτάνοντας τη μέγιστη τιμή, σχηματίζοντας μια καμπύλη ημιτονοειδούς. Ως εκ τούτου, κατά τη διαδικασία της επιστροφής, το επανδρωμένο διαστημόπλοιο και οι αστροναύτες θα εισέλθουν σε κατάσταση υπέρβαρου για δεύτερη φορά.

Ο χρόνος καύσης κάθε σταδίου κινητήρα του οχήματος πρώιμης εκτόξευσης ήταν σχετικά σύντομος και η μέγιστη επιτάχυνση που επιτεύχθηκε ήταν υψηλή, η οποία θα μπορούσε να φτάσει 7 έως 9 φορές την επιτάχυνση της βαρύτητας στο έδαφος, γεγονός που θα προκαλούσε βλάβη στη δομή του διαστημικού σκάφους. και το σώμα του αστροναύτη δεν άντεξε . Με τη βελτίωση της αεροδιαστημικής τεχνολογίας, η διαδικασία επιτάχυνσης του πυραύλου έχει επεκταθεί και η επιτάχυνση του πυραύλου κατά την εκτόξευση έχει

Κατεβαίνοντας 5 φορές την επιτάχυνση της βαρύτητας στο έδαφος και το υπερβολικό βάρος κατά την επιστροφή μειώνεται επίσης σημαντικά. Η κατάσταση του διαστημικού λεωφορείου είναι καλύτερη. Η μέγιστη τιμή του υπέρβαρου είναι μόνο 3 φορές η επιτάχυνση της βαρύτητας όταν εκτοξεύεται. Όταν επιστρέφει, υιοθετεί ένα αεροπλάνο ολίσθησης για να επιστρέψει στο ανθρώπινο σώμα. Η μέγιστη τιμή του υπέρβαρου είναι λιγότερο από 2 φορές την επιτάχυνση της βαρύτητας, την οποία μπορούν να ανεχθούν οι απλοί υγιείς άνθρωποι.

Το υπερβολικό βάρος είναι πολύ δυσμενές για το σώμα ενός αστροναύτη, επειδή το σωματικό βάρος ενός ατόμου αυξάνεται ξαφνικά πολλές φορές, ανεξάρτητα από το καρδιαγγειακό σύστημα, την αναπνευστική λειτουργία και την αποτελεσματικότητα της εργασίας, θα έχει αρνητικό αντίκτυπο. Η ικανότητα των ανθρώπων να ανέχονται το υπερβολικό βάρος είναι πάντα περιορισμένη.Για να ελαχιστοποιηθεί αυτή η επίδραση, οι άνθρωποι έχουν λάβει κάποια προστατευτικά μέτρα έναντι του υπερβολικού βάρους κατά τη διάρκεια επανδρωμένων διαστημικών πτήσεων. Για παράδειγμα, κατά την απογείωση και την επιστροφή, οι αστροναύτες πολεμούν το υπερβολικό βάρος σε επίπεδη στάση για να ανακουφίσουν την ανεπαρκή παροχή αίματος στο κεφάλι, να ανακουφίσουν τη δύσπνοια και την καρδιακή αρρυθμία. Επιπλέον, είναι επίσης σημαντικό να ενισχυθεί η επιλογή και η εκπαίδευση των αστροναυτών για να βελτιωθεί η ικανότητα των αστροναυτών να προσαρμόζονται στο υπερβολικό βάρος όταν πηγαίνουν στο διάστημα, ώστε να διασφαλιστεί ότι μπορούν να ολοκληρώσουν τις διαστημικές αποστολές ομαλά και με ασφάλεια.