Бег по стене поможет людям на Луне избежать проблем со здоровьем

Мышечная атрофия, деминерализация костной ткани, дыхательная недостаточность – все это последствия длительного воздействия низкой гравитации, с которыми столкнутся будущие лунные колонисты. Однако итальянские ученые обнаружили, что подобных проблем со здоровьем можно избежать с помощью специальных упражнений. В прошлом многие мастера мотоциклов предпочитали играть на этом байке.

Исследователи давно доказали, что низкая гравитация негативно влияет на здоровье человека. Происходит перераспределение жидкости в организме, повреждающее сердечно-сосудистую систему, снижающее плотность костей, повышающее риск переломов костей и образования камней в почках.

На Луне гравитация составляет примерно одну шестую земной. Это означает, что будущие колонисты, пытающиеся оставаться на поверхности Луны в течение длительного периода времени, могут иметь проблемы со здоровьем. По последним оценкам, за два года пребывания в невесомости костная масса человека может уменьшиться до 20%, и такое снижение считается фатальным.

В течение последних нескольких десятилетий эксперты работали над разработкой лучшей системы противодействия гравитации Луны. Среди мер они предложили упражнения, нацеленные на определенные группы мышц, такие как бег или спортивная ходьба. Но чуть позже выяснилось, что такая подготовка неэффективна для людей, находящихся на поверхности спутников нашей планеты.

Команда итальянских патофизиологов под руководством Альберто Минетти из Миланского университета нашла способ борьбы с негативным воздействием лунной среды на здоровье. Ученые выбрали физические упражнения, которые позволяют им почувствовать нормальную гравитацию тела на Луне. При его выполнении человек задействует все группы мышц. Результаты этого научного исследования были опубликованы в журнале Royal Society Open Science.

Это упражнение ученые позаимствовали у мотоциклистов-каскадеров. Речь идет о мотогонках по вертикальным стенам, или аттракционах «стена смерти», где мотоциклы на большой скорости мчатся по вертикальной поверхности внутри бочкообразного цилиндра.

Исполнителям трюков не позволяется соскользнуть по вертикальным стенам благодаря сочетанию двух факторов: трения и центробежной силы. Говоря научным языком, работает второй закон Ньютона. «Ускорение объекта (массовой точки) в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально приложенной к нему силе и обратно пропорционально его массе».

Что касается бегунов, то такое упражнение не сможет выполнить никто на земле. Вы должны быть достаточно быстрыми, а это невозможно. Минетти и его коллеги решили проверить, можно ли воссоздать этот аттракцион в условиях, напоминающих условия на Луне, но только с участием человека, а не велосипедов.

Для эксперимента исследователи арендовали парк развлечений под названием «Стена смерти» диаметром около 9,7 метра и высотой 5 метров, а также наняли двух каскадеров. Каждого каскадера ученые связали резиновым эластичным шнуром и прикрепили к телескопическому крану высотой 36 метров (для этого ученые специально сняли купол цирка). Поэтому исследователи надеялись «опустить» испытуемых, подвешенных на шнурах, уменьшив их вес на 83 процента, что эквивалентно их весу на Луне. Другими словами, итальянские патофизиологи смоделировали гравитацию Луны.

В этих условиях два каскадера смогли проехать несколько кругов по вертикальной стене со скоростью около 6 метров в секунду.

Силы, испытываемые добровольцами при соприкосновении со стеной, были сравнимы по величине с гравитацией на Земле. Другими словами, когда участники бегали горизонтально по вертикальной стене, появлялась своего рода искусственная гравитация.

По мнению авторов исследования, на Луне этой силы было бы достаточно, чтобы противостоять низкой гравитации и стимулировать правильное функционирование всех систем человека, включая опорно-двигательный аппарат.

«Поселенцам нужно выполнять это упражнение всего два раза в день по несколько минут. В результате потеря костной массы обратится вспять, а сердечно-сосудистая система вернется в норму», — объяснил Минетти.

Ученый указал, что на Луне «стена смерти» могла бы быть установлена ​​в круглом жилище и стать неотъемлемой частью здания. Это позволило бы колонизаторам проводить ежедневные тренировки, не пренебрегая никакими удобствами. По мнению авторов исследования, такая подготовка, помимо прочего, помогает астронавтам подготовиться к возвращению на Землю.

Интересно, что люди уже практикуют бег на внешней круговой внутренней окружности Земли, а именно на орбитальной станции Скайлэб (видео выше). Однако его диаметр составил всего 6,6 метра. Сегодня НАСА планирует отправить людей на Луну на борту корабля «Звездный корабль» диаметром 30 футов. Оказывается, у первых лунных поселенцев XXI века изначально была «стена смерти», внутренний диаметр примерно такой же, как в эксперименте итальянских учёных.