Присоединяйтесь к нашим группам

Пять ключевых открытий за 15 лет работы Международной космической станции

Пять ключевых открытий за 15 лет работы Международной космической станции
Международная космическая станция (МКС) являет собой передовой космический форпост человечества, где вот уже на протяжении 15 лет постоянно обитают люди. Поскольку МКС вращается вокруг земли, она, фактически, находится в состоянии свободного падения, противодействуя земной гравитации, и предоставляя идеальную платформу для изучения космоса.
29 12 2015
19:30

Гарет Дориан.

Научные эксперименты и исследования на борту станции, как правило,  междисциплинарные, и включают в себя такие области науки как микробиология, космическая наука, фундаментальная физика, биология человека, астрономия, метеорология и наблюдение за Землей. Давайте же рассмотрим самые значимые открытия, сделанные на Международной космической станции.

1.         Уязвимость и слабость человеческого тела

Воздействие условий космической среды на организм человека во время длительных полетов является чрезвычайно важным вопросом, детальное изучение которого позволит нам в будущем совершать долгие космические путешествия. Например, полет на Марс займет около года, и к этому следует добавить еще год, который будет необходим для возвращения на Землю.

Астронавт Франк Де Винне.

Исследования условий микрогравитации на МКС продемонстрировали, что человеческий организм за время миссии теряет значительную часть мышечной и костной массы. Технологии минимизации негативного влияния микрогравитации на организм включают использование специальных тренажеров для упражнений на сопротивление. Эксперименты с использованием подобных тренажеров подтвердили, что эта технология позволяет значительно ограничить потерю костной и мышечной массы. 

В сочетании с исследованиями оптимального режима питания для космонавтов и приема определенных медицинских препаратов, эти эксперименты позволили улучшить методы лечения остеохондроза, болезни, которой страдают миллионы человек.

2.         Межпланетное загрязнение

Долгосрочной целью многих космических агентств является пилотируемый полет на Марс. Красная планета особенно интересует человечество, поскольку она является одним из самых доступных космических объектов, на которых существовала или до сих пор существует внеземная жизнь. Очень важно, чтобы мы случайно не заразили Марс земными организмами. Следует также следить за тем, чтобы не заразить Землю возможными марсианскими формами жизни во время возвращения миссии с образцами.

Некоторые выносливые бактерии, такие как Bacillus subtilis (Сенная палочка) уже поддавались воздействию космических условий на борту МКС. Они были защищены от солнечной радиации, и показали высокие показатели выживания. Космического вакуума и экстремальных температур оказалось недостаточно для того, чтобы убить эти микроорганизмы. Эти бактерии могут выжить в условиях межпланетного полета на Марс. Они даже смогут выжить на самой красной планете, попав туда абсолютно случайно на поверхности космического корабля.

Это открытие имело значительные последствия. Если микроорганизмы, или их ДНК, могут выжить в условиях межпланетного полета, это подтверждает вероятность того, что жизнь на Землю могла изначально попасть из другой планеты или астероида.

3.         Выращивание кристаллов для медицинских целей

Основным вызовом для создания эффективных лекарств является понимание формы молекул протеина в людском организме. Протеины в нашем теле отвечают за множество биологических функций, включая репликацию и расщепление ДНК. Протеиновая кристаллография является основным инструментом для расширения нашего понимания структуры протеина.

На земле рост кристаллов замедляется гравитационными процессами, в результате чего более массивные частицы собираются на дне сосуда с жидкостью.

В условиях микрогравитации эти кристаллы могут вырастать до больших размеров, чем на Земле, что значительно упрощает анализ их структуры. Протеиновые кристаллы, выращенные на МКС, используются для разработки новых лекарств от таких болезней как рак и мышечная дистрофия.

4.         Космическое излучение и темная материя

Космическое пространство пронизывают постоянные потоки заряженных частиц, которые называются космическим излучением.  Когда эти космические лучи достигают атмосферы Земли, они дробятся, создавая поток вторичных частиц, который мы можем зафиксировать на поверхности. Некоторые космические лучи могут излучаться от взрывов в результате создания сверхновой звезды или вспышек на солнце. В большинстве случаев источник этого излучения нам неизвестен.

Чтобы лучше понять эти загадочные лучи, мы должны поймать их до того, как они достигнут атмосферы Земли. Установленный на МКС Магнитный альфа-спектрометр (AMS) является самым чувствительным детектором частиц, который человечество отправляло в космос. Это устройство собирает космические лучи, измеряет их энергию и определяет направление.

В 2013 году первые результаты исследований показали, что электроны космических лучей и их античастицы, позитроны, излучаются из всех направлений в космосе, а не из одного определенного места.

Приблизительно одна четверть энергии массы вселенной состоит из темной материи, которая имеет неизвестный нам состав, и может быть источником космического излучения. Теоретическое существование темной материи предусматривает присутствие во внутренней части Млечного пути (и других галактик). Подтверждением этой теории служит изотопная природа электронов и позитронов космических лучей, собранных магнитным альфа-спектрометром на МКС.

Истинная природа космического излучения и темной материи является одной из самых больших загадок современной астрофизики.

5.         Эффективное горение

Специально зажечь огонь на орбитальной космической станции — это, очевидно, не самая лучшая идея. Однако, оказывается, что физика пламя в условиях микрогравитации довольно интересна. Изучение гашения огня проходит в специальном устройстве, где крохотные зажигаются капли топлива, которые в условиях микрогравитации формируют сферы. 

Пламя на Земле выглядит так, как мы его привыкли видеть, потому что гравитационные процессы в всходящем потоке воздуха направляют смесь топлива и газа вверх. В условиях микрогравитации не существует восходящего потока, и поэтому пламя распространяется в форме сферы вокруг источника горения. Желтый цвет огня появляется в результате накала крохотных твердых частиц. Эти частицы образовываются в результате неполного сгорания топлива и являются загрязнителем.

В условиях микрогравитации происходит более полное и, следовательно, более эффективное сгорание топлива. Пламя свечи на Земле горит желтым цветом, тогда как в космосе это пламя является голубым и выделяет намного меньше дыма. Эти исследования позволяют детально изучить процессы формирования сажи и дыма, которые оказывают негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека. Эксперименты с горением также позволяют расширить понимание того, как капли топлива в двигателе внутреннего сгорания переходят из жидкого состояния в газообразное. В будущем данные исследования могут помочь в создании более эффективных двигателей внутреннего сгорания на Земле. 


Источник: theconversation.com





DW
На фото: Франк-Вальтер Штайнмайер и Сергей Лавров в августе на встрече в Екатеринбурге, Россия. Вскоре в Гамбурге состоится двухдневная встреча 50-ти министров иностранных дел ОБСЕ. Подготовка к встрече подразумевает строгие меры безопасности. Немецкий министр безопасности Штайнмайер обратился к российскому коллеге Лаврову с проникновенной речью.
12:19 | 08.12.2016
close Не показывать больше
Теперь читать новости на мобильном телефоне стало ещё удобнее
Скачай новое приложение obzor.press и всегда будь в курсе последних событий!