Człowiek w kosmosie

Przestrzeń kosmiczna nie jest środowiskiem przyjaznym człowiekowi. Bez odpowiedniego wyposażenia astronauta zginąłby natychmiast z powodu braku tlenu, niskiej temperatury, promieniowania i próżni. Wysyłanie w kosmos pojazdów bezzałogowych jest przedsięwzięciem skomplikowanym i kosztownym. Jednak gdy w statku kosmicznym mają przebywać ludzie, zarówno koszty jak i stopień skomplikowania całej operacji wzrastają ogromnie. Astronauci muszą być zaopatrywani w tlen, jedzenie, napoje, trzeba zapewnić im toaletę, łazienkę, miejsce do ćwiczeń siłowych, miejsca do spania. Misję bezzałogową można przerwać praktycznie w dowolnym momencie, natomiast statek kosmiczny wiozący ludzi musi powrócić na Ziemię. Obecność człowieka na statku kosmicznym daje możliwość natychmiastowej oceny sytuacji i podjęcia działania w przypadku awarii.

Stan nieważkości

Mimo to trening jest konieczny, aby przygotować astronautów do pracy w stanie nieważkości. Kandydaci do uczestniczenia w amerykańskim programie lotów kosmicznych doświadczają nieważkości na pokładzie specjalnie przystosowanego, dużego samolotu transportowego KC 135. Maszyna z poddawanymi treningowi astronautami na pokładzie najpierw wzbija się na dużą wysokość, po czym stopniowo nurkuje po dokładnie obliczonym torze zakrzywionym. Samolot spada z przyspieszeniem równym przyspieszeniu ziemskiemu, co oznacza, że pasażerowie nie odczuwają nacisku na podłogę. Mogą swobodnie unosić się w kabinie samolotu, doświadczając uczucia nieważkości i próbując wykonywać różne zadania. Dzięki temu mogą sprawdzić, jak poradziliby sobie z pewnymi czynnościami w kosmosie. Inną metodą poznania niektórych aspektów pozostawania w stanie nieważkości jest praca pod wodą. Przyszli astronauci, ubrani w kombinezony do pracy w otwartej przestrzeni kosmicznej, uczą się instalować aparaturę i wykonywać różne naprawy na zewnątrz statku. Siła wyporu wody przeciwdziała sile ciężkości, jednak podczas eksperymentów podwodnych nie da się w pełni symulować warunków panujących w kosmosie.
Na orbicie
Gdy statek wylatuje na orbitę i załoga znajduje się w stanie nieważkości, astronauci wyraźnie odczu­wają napływ krwi do klatki piersiowej i głowy. Nieważkość powoduje także niedrożność nosa i opuchliznę twarzy. Podczas pierwszych kilku dni na orbicie więk­szość astronautów cierpi na różne dolegliwości określane ogólnie mianem choroby kosmicznej. Objawy trwają dopóty, dopóki organizm nie przywyknie do nowych warunków. Jednak nawet gdy ludzie ponownie poczują się dobrze, nieważkość powoduje w ich organizmach odwapnianie kości, co czyni je kruchymi. Efekt ten może ograniczać czas, który ludzie mogą stosunkowo bezpiecznie dla zdrowia spędzić w stanie nieważkości. Rosjanie przeprowadzali jednak eksperymenty polegające na ciągłej pracy astronauty na orbicie przez ponad rok i nie stwierdzili żadnych nieodwracalnych zmian chorobowych. W przyszłości planuje się uniknąć problemów związanych z nieważkością w czasie długich lotów załogowych przez wprawienie statku kosmicznego w ruch obrotowy, dzię­ki czemu uzyska się tzw. „sztuczną grawitację”.

Skafandry kosmiczne

Skafander do pracy w otwartej przestrzeni musi być całkowicie szczelny i wyposażony w wewnętrzne źródło tlenu, systemy chłodzenia i ogrzewania oraz system zbierania zużytego powietrza i innych odpadów fizjologicznych. Założenie takiego kombinezonu zajmuje astronaucie około 20 minut. Skafander składa się z kilku gotowych elementów przygotowywanych w różnych rozmiarach. Astronauta zaczyna zakładanie tego stroju od założenia urządzenia zbierającego mocz i zamocowania go w pasie. Następnie zakładana jest bielizna wykonana z elastycznej siatki z wplecionymi cienkimi rurkami z tworzywa sztucznego. Gdy astronauci pracują, rurkami tymi krąży schładzana woda, która zapobiega przegrzewaniu się organizmu. W przestrzeni kosmicznej, z powodu braku atmosfery i jej regulującego działania, temperatura waha się w granicach od +180°C, przy bezpośrednim wystawieniu na działanie promieni słonecznych, do -150°C w cieniu. Warstwa wierzchnia skafandra wykonana jest z teflonu, kevlaru oraz nomexu. Teflon jest tworzywem sztucznym używanym między innymi do pokrywania patelni, w celu wytworzenia warstwy, do której nic nie przylega – jest to najbardziej śliska substancja na świecie. Kevlar to bardzo lekka i wytrzymała odmiana włókna szklanego, używana powszechnie do produkcji kamizelek kuloodpornych. Nomex z kolei jest odporną na działanie wysokich temperatur formą nylonu. Razem te trzy tworzywa sztuczne czynią zewnętrzną powłokę skafandra niesłychanie odporną. Nie ulega ona przetarciom ani rozerwaniom, a rozpędzone w przestrzeni cząsteczki pyłu – mikrometeoryty – nie są w stanie przebić się przez nią. Na głowie astronauta nosi miękki kaptur, w którym umieszczono mikrofon oraz słuchawki. Są one połączone z przenoszonym w swego rodzaju plecaku nadajnikiem radiowym, dzięki któremu astronauci mogą porozumiewać się ze sobą. W plecaku tym znajdują się także inne elementy wyposażenia niezbędne do utrzymania astronauty przy życiu. Zapasy tlenu tam zgromadzone wystarczają na 6 godzin. W plecaku znajduje się także zbiornik wody chłodzącej astronautę podczas pracy. Dzięki skutecznej warstwie termoizolacyjnej skafander nie  musi być ogrzewany, gdyż ciepło ciała astronauty z nie wydostaje się na zewnątrz. Ponadto w plecaku jest też urządzenie usuwające dwutlenek węgla i parę wodną z wnętrza skafandra. Rękawice są szczelnie przytwierdzane do rękawów skafandra za pomocą metalowych obręczy, podobnie jak wzmocnione buty, chroniące stopy. Na głowie astronauta nosi hełm, zakładany na kaptur, z szybą wykonaną z przyciemnionego tworzywa sztucznego, skutecznie zatrzymującego promieniowanie ultrafioletowe pochodzące ze Słońca. Podczas przebywania w otwartej przestrzeni kosmicznej astronauta jest połączony ze statkiem linami, których zadaniem jest uniemożliwienie przypadkowego oddalenia się w przestrzeń kosmiczną. Przy pracach, przy których wymagana jest większa mobilność, można zamontować do plecaka urządzenie rakietowe sterowane przez astronautę. Zapewnia ono możliwość manewrowania, jak i przemieszczania się w żądanym kierunku.

Sprawność fizyczna w kosmosie

Podczas długich misji kosmicznych astronauci muszą regularnie ćwiczyć, aby zapobiec stopniowemu zanikowi mięśni i kości. Ich dieta musi być starannie skomponowana. Specjalnie skonstruowane ubikacje działają na zasadzie odkurzacza odbierającego odchody. Mocz jest zbierany w naczyniu zaopatrzonym w długi wąż. Mycie rąk odbywa się w specjalnej umywalce, przez którą przepływa strumień wody. Do mycia reszty ciała wykorzystywany jest specjalny wilgotny kombinezon. Kropelki wody, które się zeń wydostają, są zbierane odkurzaczem, w innym wypadku unosząc się w kabinie, mogłyby spowodować zwarcia sieci elektrycznej. Gdy nadchodzi pora snu, astronauci zamykają się w śpiworach przymocowanych do ścian statku. Na pokładzie każdego załogowego statku kosmicznego działają systemy klimatyzacyjne zapewniające odpowiednią temperaturę, ciśnienie, skład oraz wilgotność powietrza.

Wahadłowiec kosmiczny to rodzaj załogowego statku kosmicznego, który może być wykorzystywany wielokrotnie i zwykle przystosowany jest do wynoszenia na orbitę i ściągania z orbity sztucznych satelitów i innych ładunków. W założeniach prom, dzięki możliwości wielokrotnego wykorzystania, ma umożliwić znaczną redukcję kosztów związanych z wynoszeniem na orbitę ładunków i pasażerów. W praktyce dotychczasowe programy budowy promów kosmicznych okazały się niezwykle kosztowne, a same pojazdy – bardzo złożone. Wahadłowce używane są m.in. do umieszczania w przestrzeni kosmicznej sztucznych satelitów Ziemi i próbników kosmicznych oraz prowadzenia przez kilkuosobową załogę badań naukowych i eksperymentów technicznych na orbicie.

Czy Twoje oczy mogą widzieć przeszłość?
Tak, ponieważ odległości w kosmosie są tak duże, że nawet światło poruszające się z prędkością 300 000km/s, potrzebuję długiego czasu, żeby dotrzeć do Ziemi. Dziś widzimy gwiazdy takie jak były wieki temu. Niektóre gwiazdy na które patrzymy dziś rzeczywiście mogą nie istnieć.

Ilu Polaków dotychczas poleciało w kosmos?
Oczywiście tylko jeden, Mirosław Hermaszewski. Wystartował on 1978-06-27 w statku Sojuz-30 wraz z dowódcą Piotrem I. Klimukiem, przebywał tydzień w stacji orbitalnej Salut-6 i wylądował 1978-07-05.

Kto był najstarszym, a kto najmłodszym astronautą?
Najstarszym był John H. Glenn, który podczas swego drugiego lotu w 1998 roku miał 77 lat.
Najmłodszym był Gierman S. Titow, który podczas swego jedynego lotu kosmicznego w 1961 roku miał 26 lat.

Ile kosztuje start wahadłowca?
NASA nie podaje dokładnie tego, ale można to wyliczyć, dzieląc ogólną roczną kwotę z budżetu NASA przeznaczoną na misje wahadłowców przez liczbę startów rocznie. Tak uzyskana kwota zawiera się w przedziale 400..500 mln. USD. Jest to kwota brutto, zawierająca wszystkie koszty, włącznie z rachunkami od dostawców pizzy na przylądek Canaveral, a poważniej, to zawiera ona w sobie wszystkie czynności związane z obsługa wahadłowców na ziemi i w kosmosie, włącznie z treningiem astronautów.

Gdzie urzędowo zaczyna się kosmos?
Trudno powiedzieć nie ma jednoznacznego zapisu w prawie międzynarodowym, które definiowałoby pułap graniczny od którego zaczyna się przestrzeń kosmiczna. Według USAF jest to granica 50 mil, a według FAI jest to granica 100 km.

Kto ustawił kamerę obrazującą pierwszy krok człowieka na Księżycu?
Kamera TV była zamontowana na palecie ze sprzętem naukowym na zewnątrz lądownika LM. Neil Armstrong po wyjściu na zewnątrz włazu lądownika, uwolnił z zamocowania tę kamerę, która to zamocowana na wysięgniku opadła niżej na księżycowy grunt.

Dlaczego czasami, ale planowo, przerywa się odliczanie do startu rakiety?
Czasami podczas odliczania do startu możemy zobaczyć lub usłyszeć komunikat typu: "T-minus 20 minutes and holding". Nie musi to oznaczać, że coś złego się stało i odliczanie zostało wstrzymane, a jedynie, że trwa planowa przerwa w odliczaniu. Zazwyczaj takich przerw, o różnym czasie jest kilka i dają one szansę ekipie naziemnej na rozwiązanie ewentualnych problemów, jakie powstają w trakcie odliczania. W czasie takich przerw przeprowadza się też np. głosowanie kierowników poszczególnych grup startowych nad kontynuacją procesu startowego.

Czy Polska wystrzeliwała własne rakiety w kosmos?
Polska wystrzeliwała własne rakiety badawcze (meteorologiczne) "Meteor", ale nie jest jednoznacznie udokumentowane, że można je uważać za w pełni kosmiczne, gdyż maksymalne osiągnięte pułapy w locie balistycznym dochodziły jedynie do 92 km (dane według Jacka Walczewskiego uzyskane na podstawie echa radarowego; istnieją też inne szacowania np. Wiktora Kobylińskiego, określające pułap na około 100 km, co kwalifikuje je jako kosmiczne).

Czy zawsze astronauci latali w kombinezonach kosmicznych?
W wahadłowcach w czterech lotach próbnych załoga zakładała skafandry do startu i lądowania, potem zrezygnowano z ich stosowania. Zostały one przywrócone dopiero po katastrofie Challengera i stosowane do dziś tak jak pierwotnie.

Jak nazywała się pierwsza roślina uprawiana w kosmosie?
Eksperymenty z rozwojem roślin były przeprowadzane już w 1971r. Natomiast pierwszą rośliną, która przeszła w kosmosie pełny cykl rozwojowy od nasienia do zakwitnięcia i wydania nasion był rzodkiewnik pospolity. Eksperyment ten przeprowadzono w 1982 roku na pokładzie stacji Salut-7. od tamtej pory rośliny już stale gościły na stacjach kosmicznych.

Ile trwałaby podróż do najbliżej gwiazdy przy użyciu dzisiejszej techniki?
Dla przykładu prędkości sondy Voyager 1 i 2, które opuściły Układ Słoneczny, względem Słońca wynoszą 24-28 km/s. Lecąc z taką prędkością do najbliższej gwiazdy musielibyśmy zużyć na podróż około 80 tys. Lat. W zakresie napędów chemicznych dużo więcej zrobić się nie da, można najwyżej kilkukrotnie zwiększyć prędkość podróżną do poziomu 100 km/s, ale to i tak daje w rezultacie czas podróży w tysiącach lat liczony. Jest również  współczesna propozycja oparta na zastosowaniu mikrofalowego lasera o mocy 10 milionów GW, ogromny żagiel oświetlany tymże laserem poprzez ogromną soczewkę Fresnela. Przy takim napędzie podróż trwałaby "tylko" 10 lat, ale hamowanie i powrót statku na Ziemię byłby problematyczny.

Czy w kosmosie zdetonowano ładunki jądrowe?
Tak. Uczyniło to zarówno USA jak i ZSRR. W latach 1958-1962 na wysokościach jonosferyczno-kosmicznych, USA przeprowadziło ogółem 9 wybuchów, a ZSRR 5. Do dziś nie przeprowadzono od tamtych czasów ani jednego wybuchu wysokiego czy kosmicznego, ale pozostałości po tamtych czasach wciąż są obecne na niskich orbitach ziemskich w postaci różnych izotopów promieniotwórczych rozpylonych podczas eksplozji.

Opracowano na podstawie:

http://www.fiz.yoyo.pl/ciekawe.php#iekawostka2
http://baza.polsek.org.pl/Index.html
http://ciekawostki.eu/ciekawe-133.html
http://www.kosmos.xqw.pl/czlowiek-w-kosmosie.html
http://www.kosmos.xqw.pl/stan-niewazkosci.html
http://www.kosmos.xqw.pl/na-orbicie.html
http://www.kosmos.xqw.pl/sprawnosc-fizyczna-w-kosmosie.html
http://eksploruj.blox.pl/html
http://www.kosmos.xqw.pl/skafandry-kosmiczne.html
http://gadzetomania.pl/2009/01/07/jak-sikac-w-kosmosie-czyli-kosmiczna-pielucha
http://wiesz-ok.blogspot.com/2008_05_01_archive.html
http://odkrywcy.pl/gid,12674411,img,12674480,page,9,title,Ciezkie-zycie-astronauty,galeriazdjecie.html
http://www.spacedemo.com/2007/04/19/skafandry-ksiezycowe-najciekawsze-projekty/
http://www.partnerstwodlaprzyszlosci.edu.pl/astronautyka/Lists/Aktualnoci/DispForm1.aspx?List=01afa3f3-a4b7-4b0e-978b-1a077efe2123&ID=191
http://pl.wikipedia.org/wiki/Wahad%C5%82owiec_kosmiczny
http://www.wynalazki.mt.com.pl/joomla/index.php?option=com_content&task=view&id=426&Itemid=51