Pohyb v kozmickom priestore

Teleso v kozmickom priestore nemusí obiehať okolo Zeme, ale môže sa priestorom pohybovať úplne všeobecne. V takom prípade nastáva stav beztiaže vo vzťažnej sústave spojenej s telesom, ak sa teleso pohybuje iba vplyvom gravitačných síl, t. j. so zrýchlením rovnakým ako je gravitačné zrýchlenie v danom mieste. V žiadnom prípade nie je nutné, aby gravitačná sila pôsobiaca na teleso bola nulová. Väčšina kozmických telies sa pohybuje práve týmto spôsobom, t. j. pôsobením gravitačných síl. Výnimkou sú len úseky letu, keď je umelé kozmické teleso urýchľované či spomaľované ťahom motorov alebo sa nimi mení smer letu. V týchto úsekoch letu stav beztiaže nevznikne.

Simulácia stavu beztiaže

V súvislosti s letmi do vesmíru je štúdium stavu beztiaže a tréning pobytu v ňom veľmi dôležitý. Ako bolo spomenuté, docieliť stav beztiaže na povrchu Zeme možno len na veľmi krátku dobu. Na niektoré účely nie je potrebné používať priamo stav beztiaže, ale iba simulovať pobyt v ňom.

Na tieto účely sa často používa pobyt v skafandroch v bazéne s vodou. Skafander je vyvážený tak, aby vztlaková sila na neho bola rovnako veľká ako tiažová sila. Potom sa človek v skafandri vo vode vznáša ako v stave beztiaže. Táto simulácia má dva nedostatky. Odpor vodného prostredia je výrazne väčší ako odpor vzduchu, takže niektoré pohyby sú vo vode brzdené, a tým uľahčené. Vztlaková sila pôsobí len na povrch skafandra a skafander nadnáša človeka silou pôsobiacou na kožu. Na vnútorné orgány človeka vnútri pôsobí úplne normálna tiažová sila, takže nie je možné dosiahnuť efekty poruchy rovnováhy či nevoľnosti spôsobenej pravou beztiažou.

Druhou možnosťou, ako simulovať stav beztiaže, je pobyt vo veternom tuneli. V ňom je človek nadnášaný vo zvislom tuneli vertikálne nahor prúdiacim vzduchom. Rýchlosťou vzduchu je možné regulovať pôsobiacu silu a mieru efektu. Nedostatky tejto simulácie sú podobné ako pri bazéne, len miesto väčšieho odporu vody má vplyv obtekanie kombinézy vzduchom.

Problémy pri pohybe v stave beztiaže

Pobyt v stave beztiaže má na človeka (aj na iné vyššie organizmy) viac nežiaducich účinkov. Krátkodobo, po dobu niekoľkých hodín alebo dní sa pri pobyte v stave beztiaže dostaví morská choroba spojená s žalúdočnou nevoľnosťou a pocity tlaku v hlave. Tá vzniká neštandardným dráždením rovnovážneho ústrojenstva vo vnútornom uchu, ktoré normálne organizmu určuje smer pôsobenia tiaže.

Dlhodobejším efektom je redistribúcia kvapalín v tele. Na povrchu Zeme srdce vytláča krv hore proti pôsobeniu tiažovej sily, v stave beztiaže prúdi krv do hornej polovice tela omnoho ľahšie. U kozmonautov sa prejavuje začervenanie a niekedy tiež opuchy tváre.

Iný charakter pohybov v stave beztiaže, kedy nie je nutné prekonávať pôsobenie tiažovej sily a celkovo je fyzická námaha menšia, postupne vedie k atrofii svalstva. Ďalej boli pozorované hormonálne zmeny, vyplavovanie vápnika z kostí a u pokusných zvierat tiež známky poškodenia pečene. Niektoré dôsledky stavu beztiaže možno eliminovať napríklad pravidelným cvičením, iné musia byť v budúcnosti podrobené ďalšiemu dôkladnému skúmaniu.

Medzi problémy pri pobyte v stave beztiaže možno zaradiť aj úplnú zmenu motorických návykov pri vykonávaní bežných činností na obežnej dráhe. Beztiaži musí byť podriadená osobná hygiena, jedlo, vylučovanie, ale samozrejme aj pracovné činnosti typu montážne práce vnútri aj mimo kozmickej stanice. Veľká časť bežných dejov na povrchu Zeme počíta so všade prítomnou tiažovou silou, ktorá „poskytuje oporu“.

Pohyb jediného prirodzeného telesa obiehajúceho okolo Zeme, ktorý nazývame viditeľný pohyb Mesiaca na oblohe, teda tiež nezávisí len od reálneho pohybu (skutočného) Mesiaca, ale aj od reálneho (skutočného) denného a ročného pohybu Zeme. Aj Mesiac vychádza z východu a zapadá na západe, ale medzi hviezdami, rovnako ako Slnko a planéty, sa pohybuje zo západu na východ. Tento pohyb však trvá 27,32 dní, čo predstavuje aj dobu jeho obiehania okolo Zeme. Ak k týmto pohybom pridáme aj skutočnosť, že Mesiac obieha Zem obiehajúcu okolo Slnka, dokážeme vysvetliť jeho tzv. mesačné fázy, ako aj mnohé ďalšie javy, ako sú napríklad zatmenia Slnka a Mesiaca.