ریزگرانش چیست؟

منتشر شده توسط پرشان شاکری فر در شهریور ۳۱, ۱۳۹۵

موضوعات

برچسب ها

در فضا، فضانوردان مانند حالتی که بر روی زمین راه می روند قدم نمی زنند. آن ها در فضاپیما های خود شناور هستند. علت این پدیده ریزگرانش(Microgravity) است. این پدیده همان حالتی است که به نظر می آید اجسام بدون وزن هستند. میکرو به معنای بسیار ریز و کوچک است.

ریزگرانش به حالتی گفته می شود که قدرت نیروی گرانشی خیلی قوی نیست. در این حالت جابجا کردن اجسام سنگین آسان است. فضانوردان می توانند در این حالت اجسامی را که صدها پوند وزن دارند تنها با نوک انگشتانشان جابجا کنند.

گرانش چگونه عمل می کند؟

گرانش نیرویی است که انسان ها را به سمت زمین می کشد. وقتی می پرید،گرانش باعث می شود تا به زمین برگردید. وقتی راه می روید، شما را بر روی زمین نگه می دارد.

آیا در فضا نیز گرانش وجود دارد؟

برخی افراد فکر می کنند هیچ گرانشی در فضا نیست. اما مقادیر کمی از گرانش در همه جا هستند. گرانش ماه را در مدار کره زمین نگه می دارد و همچنین زمین را در مدار خورشید حفظ می کند. هرچه دو جسم از هم دورتر باشند نیروی گرانش ضعیف تر می شود. یک فضاپیما می تواند آنقدر از زمین دور شود که فضانورد نیروی گرانش بسیار کمی را حس کند اما علت این که اجسام در ایستگاه بین المللی فضایی شناورند این نیست. ایستگاه فضایی در ارتفاع 200 تا 250 مایلی از سطح زمین به دور زمین حرکت می کند. در این ارتفاع، نیروی گرانش زمین هنوز هم بسیار قوی است. در واقع شخصی که در روی زمین وزنی معادل 100 پوند دارد در آنجا وزنی معادل 90 پوند خواهد داشت.

چرا اجسام در فضا شناور می شوند؟

پس چرا فضانوردان در فضا شناور می مانند؟ جواب این است که چون آن ها در حال سقوط ازاد هستند. گرانش همه اجسام را به طور مشابه می کشد، حتی اگر اندازه آن ها متفاوت باشد. اگر شما بر روی کره زمین یک وزنه و یک پر را به سمت زمین رها کنید،وزنه سریعتر سقوط خواهد کرد. اما علت آن نیست که گرانش آن ها را به طور متفاوت به سمت زمین می کشد. هوا باعث می شود تا پر با سرعت کمتری سقوط کند. اگر هیچ هوایی وجود نداشت، پر و وزنه با یک سرعت سقوط می کردند.برخی از شهربازی ها دارای وسایل سقوط ازاد هستند. در این وسایل، یک کابین از بالای یک برج بلند سقوط می کند. اگر در هنگام شروع حرکت وسیله،یک توپ را رها کنید با توپ به طور همزمان سقوط خواهید کرد. اما شرایط طوری به نظر می رسد که انگار توپ در جلوی شما شناور است. این همان اتفاقی است که در فضاپیما ها نیز اتفاق می افتد. فضاپیما، خدمه آن و هرچیزی که در آن قرار دارد در حال سقوط به دور زمین هستند. چون همه آن ها با هم در حال سقوط هستند به نظر می آید که خدمه و اشیا در فضا شناور هستند.

یک فضاپیما چگونه می تواند به دور زمین سقوط کند؟

سقوط کردن به دور زمین به چه معناست؟ گرانش زمین اجسام را به سمت خودش می کشد. گرانش ایستگاه فضایی را نیز به سمت خود می کشد. در نتیجه، ایستگاه فضایی در حال سقوط به سمت سطح کره زمین است. اما از طرفی این ایستگاه با سرعت خیلی زیادی نیز در حرکت است. این ایستگاه با چنان سرعتی حرکت می کند که با انحنای های سطح کره زمین برابری می کند. اگر شما یک توپ بیسبال را پرتاب کنید، گرانش باعث می شود تا مسیر آن به صورت منحنی به سمت پایین حرکت کند تا به زمین برخورد کند.

یک فضاپیما که در مدار قرار گرفته است،با سرعت مناسبی حرکت می کند به طوری که منحنی سقوطش با انحنای کره زمین یکسان باشد. برای ایستگاه فضایی، این سرعت 17500 مایل بر ساعت است. فضاپیما به سقوط به سمت زمین ادامه می دهد اما هیچ وقت به سطح آن برخورد نمی کند بلکه به جای آن به دور زمین سقوط می کند. ماه نیز به همین دلیل در مدار زمین باقی مانده است. در واقع ماه نیز در حال سقوط به دور زمین است.

چرا ناسا ریزگرانش را مورد بررسی قرار می دهد؟

ناسا در مورد ریزگرانش مطالعاتی را انجام می دهد. این مطالعات به ما کمک می کنند تا بفهمیم در فضا چه بر سر انسان ها و اجسام خواهد آمد. ریزگرانش باعث ایجاد تغییراتی در بدن انسان می شود برای مثال، عضلات و استخوان ها را ضعیف تر می کند. فضانوردان در ایستگاه فضایی ماه ها تحت اثر ریزگرانش به سر می برند. فضانوردانی که به مریخ سفر خواهند کرد باید حتی مدت بیشتری را نیز در ریزگرانش بگذرانند. علت این است که رفتن به مریخ و برگشتن، به زمان بسیار زیادی نیاز دارد. به همین دلیل ناسا باید بفهمد ریزگرانش چه تاثیری بر روی فضانوردان می گذارد. ناسا از این اطلاعات برای یافتن راه هایی برای حفظ سلامت فضانوردان استفاده خواهد کرد.

به نظر می اید چیز های دیگر در ریزگرانش، رفتار های متفاوتی دارند. آتش شکل متفاوت تری دارد و شعله ها گرد تر هستند. بلور ها بهتر رشد می کنند. ساختار آن ها بدون جاذبه کامل تر است. ناسا ازمایش های علمی را در زمینه ریزگرانش انجام می دهد. این آزمایشات به ناسا کمک می کنند به چیزهایی که یافتن آن ها بر روی زمین سخت تر است پی ببرد.

ایا ریزگرانش بر روی زمین نیز یافته می شود؟

ریزگرانش می تواند بر روی زمین نیز وجود داشته باشد. ناسا از هواپیما هایی برای ساخت ریزگرانش به مدت کوتاه استفاده می کند. هواپیما این کار را با حرکت به سمت بالا و پایین در یک مسیر سهموی شکل انجام می دهد. در نقطه اوج سهمی، افراد و اشیای داخل هواپیما برای مدت 20 تا 30 ثانیه در حالت سقوط ازاد قرار می گیرند. ناسا همچنین از برج های سقوط نیز برای مطالعه ریزگرانش استفاده می کند. اجسام مختلف از بالای این برج ها رها می شوند. این اجسام به هنگام افتادن در حالت سقوط ازاد هستند. حتی شما هم می توانید ریزگرانش راتجربه کنید. چگونه؟ می توانید در شهربازی ها سوار ترن هوایی شده و در یکی از نقاط اوج این احساس را تجربه کنید و یا از وسایل سقوط ازاد استفاده کنید.