Cum se cântăresc astronauții în spațiu?

Microgravitația din orbita joasă a Pământului reprezintă o provocare pentru corpul uman. Efectele sale asupra astronauților încă sunt studiate, iar aceștia trebuie să își mențină o formă fizică excelentă cât timp se află pe Stația Spațială Internațională (ISS). Cum se cântăresc astronauții în spațiu?

Pe Pământ, rutina noastră de exerciții fizice este adesea bazată pe greutatea corporală. Dar cum se cântăresc astronauții în spațiu, având în vedere că acolo sunt practic „fără greutate”?

• Un fizician explică de ce nu există centrul Universului
• Vantablack, „cel mai negru negru”, ar putea salva astronomia

La bordul ISS există două dispozitive care permit măsurarea masei corporale: Dispozitivul NASA de Măsurare a Masei Corporale prin Accelerare Liniară (SLAMMD) și Dispozitivul Rus de Măsurare a Masei Corporale (BMMD). Ambele utilizează arcuri pentru a măsura masa, nu greutatea.

Greutatea reprezintă masa înmulțită cu accelerația datorată gravitației. De exemplu, gravitația pe Lună este mai mică decât pe Pământ, ceea ce înseamnă că astronauții Apollo cântăreau mai puțin pe suprafața selenară. Totuși, masa lor corporală a rămas neschimbată. Astfel, un cântar pe Lună ar arăta o greutate diferită față de cel de pe Pământ, dar măsurarea masei ar fi aceeași. De aceea, astronauții de pe ISS își măsoară masa corporală, nu greutatea.

Masa, ca și greutatea, este exprimată în kilograme, ceea ce poate genera confuzii. Însă masa reprezintă cantitatea de materie dintr-un corp, indiferent de gravitație.

Cum se cântăresc astronauții în spațiu, pe ISS?

SLAMMD folosește a doua lege a mișcării formulată de Isaac Newton, care afirmă că forța este egală cu masa înmulțită cu accelerația (F = ma).

Dispozitivul SLAMMD este amplasat în laboratorul european Columbus de pe ISS, în cadrul „Human Research Facility Rack”, un set de module echipate cu diverse instrumente. SLAMMD are un „braț ghidat” robust, iar pentru utilizare, astronautul își fixează picioarele într-un suport, își aliniează abdomenul la o platformă și își sprijină capul pe o placă. Două arcuri din dispozitiv sunt eliberate, iar forța lor împinge brațul ghidat contra astronautului, care este astfel împins înapoi.

Forța exercitată de arcuri este cunoscută din fabricare, iar accelerația astronautului este măsurată printr-un instrument optic ce urmărește mișcarea brațului și viteza acestuia pe o distanță de aproximativ un metru. Un laptop atașat calculează masa corporală cu o precizie de 0,2 kilograme.

BMMD, utilizat în modulul Zvezda, folosește o metodă diferită. Astronautul se poziționează pe dispozitiv și îl face să oscileze, în mod asemănător unui pogo stick. Viteza oscilațiilor depinde de masa astronautului: fără încărcare, dispozitivul oscilează mult mai rapid. Prin cronometrarea perioadei de oscilație, masa corporală poate fi estimată cu acuratețe, notează Space.com.

De ce este importantă măsurarea masei corporale în spațiu?

Microgravitația are un impact sever asupra corpului uman. În medie, astronauții pierd 1% din densitatea osoasă în fiecare lună petrecută în spațiu. De asemenea, mușchii se atrofiază, iar inima slăbește, deoarece nu trebuie să pompeze sângele la fel de intens ca pe Pământ.

Pentru a contracara aceste efecte, astronauții de pe ISS fac zilnic două ore de exerciții fizice în sala de sport a stației, menținând astfel masa musculară, densitatea osoasă și sănătatea cardiovasculară. Măsurarea masei corporale joacă un rol esențial în monitorizarea stării lor de sănătate.

Vă recomandăm să citiți și:

Cum depășim singurătatea în era mediului online?

Mit sau adevăr: De ce nu este bine să pupăm bebelușii?

Celulele stem crescute în spațiu au un avantaj surpriză

Postul are efecte semnificative în creierul uman, a descoperit un studiu