تعريف انعدام الجاذبية
انعدام الجاذبية ببساطة هو حالة انعدام الوزن، حيث يشير إلى الحالة التي تكون فيها تأثير الجاذبية أو قوة الجاذبية صفر، حيث إن الجاذبية تعتبر قوة طبيعية تقوم بسحب الأشياء للأسفل، وتجذبنا جاذبية الأرض وجميع الأشياء إلى الأسفل نحو مركزها .
يحدث انعدام الوزن الظاهر عندما يغير الجسم موقعه في مجال الجاذبية لتحييد قوة الجاذبية، وهذا هو ما يعنيه انعدام الوزن، ومثال على ذلك هو رواد الفضاء الذين يعانون منها عندما يسبحون في الفضاء الخارجي بسبب عدم وجود جاذبية هناك .
تتعرض المركبات الفضائية باستمرار لتغيرات في السرعة أثناء مدارها، وذلك لمنعها من الانجراف إلى الغلاف الجوي، ويُعرف هذا التسارع بقوة الطرد المركزي .
على أي ارتفاع تنعدم الجاذبية الأرضية
يحدث أن الأشياء التي تدور حول الأرض في المدار الأرضي المنخفض تكون في نفس مجال الجاذبية، ومثال على ذلك البشر ومحطة الفضاء الدولية التي تدور على ارتفاع 400 كيلومتر فوق الأرض .
يعاني سكان محطة الفضاء الدولية من عدم وجود الوزن لأنهم يطيرن بسرعة تصل إلى 7.8 كم/ثانية، وهذا يعادل 28000 كم/ساعة، مما ينتج عنه قوة جاذبية تعوض عن جاذبية الأرض، وهذا هو السبب في عدم سقوط محطة الفضاء الدولية .
عندما نبتعد عن الأرض، نجد أن جاذبية القمر والكواكب الأخرى والشمس تؤثر بشكل أكبر، حيث تكون هذه التأثيرات أقل بكثير على الأرض، ولكنها لا تزال موجودة .
إذا حاولت الطيران لأعلى وأوقفت المحركات، ستسقط السفينة الفضائية، وإذا كنت تطير بسرعة تتجاوز 11.2 كم/ثانية، فسوف تغادر السفينة الفضائية الأرض ولن تعود أبدًا .
إذا كنت ترغب في الدوران حول الأرض، فيجب أن تغادر الغلاف الجوي، وذلك بارتفاع حوالي 100 كم وبسرعة تزيد عن 7.8 كم/ثانية على الأقل حول الأرض، حيث يوجد قليل من الهواء في تلك المنطقة.
تأثيرات الجاذبية الأرضية
نجد أن العلماء يفضلون مصطلح الجاذبية الصغرى على مصطلح انعدام الوزن ، لأنه يعتبر أكثر دقة حيث أن هناك بشكل دائم بعض قوة التسارع المتبقية ، ومع ذلك نجد أنه في بيئة الجاذبية الصغرى الجيدة يعتبر جزء صغير للغاية من الجاذبية الكاملة التي تبلغ 1 جم هو ما يعطينا ، وزننا على سطح الأرض .
عدم الجاذبية الصغرى لا تعني انخفاض الجاذبية نفسها، وإنما تشير فقط إلى تأثيرات الجاذبية، وفي معظم الحالات يكون انخفاض تأثير الجاذبية مؤقتا .
يعد القفز من مكان مرتفع مثل الجبال مثالا على تجربة الجاذبية الصغرى، حيث عند السقوط يصبح الشخص عديم الوزن، كما يحدث مع رواد الفضاء الذين يظهرون عديمي الوزن في المنطقة الفضائية، وإذا كنت على متن محطة الفضاء الدولية فستجد نفسك، مثل رواد الفضاء، تسقط بحرية تحت تأثير الجاذبية، وسيضيف اندفاع الهواء قوة إضافية يشعر بها رواد الفضاء .
يشير ذلك إلى أن وزنك يمثل حوالي 1% تقريبًا من وزنك في بيئة جاذبية صغيرة فقيرة، مما يعني أنه يمكنك الوقوف على سطح الأرض، ومن الممكن أيضًا أن يتعرض لأضرار جسيمة عندما يصطدم بالأرض أسفلك .
المعاناة من انعدام الوزن
يمكن لأي شخص الشعور بانعدام الوزن دون الحاجة لمغادرة الأرض، فعلى سبيل المثال، يمكن لأي شخص الذي يصل إلى قمة تل صخري بواسطة قطار سريع أو يجلس في طائرة صغيرة يدفعها الرياح بشكل مفاجئ أن يشعر بانعدام الوزن لفترة قصيرة .
على الرغم من ذلك، يعاني رواد الفضاء من فترات طويلة جدًا بدون وزن، حيث قضت فاليري بولياكوف أطول فترة في الفضاء في عام 1994-1995 بمدة تقرب من 438 يومًا، وإذا قضيت بضعة أيام في الفضاء، فستواجه بعض المشاكل الصحية المؤقتة .
الآثار الصحية المؤقتة الناتجة عن انعدام الوزن
قد يؤدي انعدام الوزن إلى استرخاء العديد من أنظمة الجسم الأساسية ، حيث لا يمكن لهذه الأنظمة مقاومة سحب الجاذبية، وأكدت وكالة ناسا على أن رواد الفضاء يشعرون بالارتباك بشكل كبير بسبب عدم قدرة النظام الدهليزي على التمييز بين الأرض والسقف .
يمكن لأفراد الطاقم أن يعانوا من بعض الاضطرابات في نظام التحفيز التحسسي لديهم، والذي يخبرناعن مواقع توجيه الذراعين والساقين وأجزاء أخرى من الجسم المتصلة ببعضها البعض .
يمكن للاضطراب الناتج عن السفر في الفضاء أن يسبب الغثيان لبضعة أيام لدى رواد الفضاء. أحد أشهر الأمثلة على ذلك حدث خلال بعثة أبولو 9 في عام 1969، حيث اضطر روستي شويكارت إلى تغيير مخطط الرحلة في الفضاء بسبب شعوره بالمرض والخوف من الإقياء بينما كان يرتدي البدلة الفضائية الخاصة به. هذا يمكن أن يؤدي إلى انتشار السائل داخل خوذته، مما يجعل من الصعب الرؤية، أو قد يتسبب في الاختناق والوفاة
الآثار الفسيولوجية والنفسية لرحلات الفضاء طويلة المدى
يستغرق الذهاب والعودة إلى المريخ حوالي ثلاث سنوات، ويسعى برنامج الأبحاث البشرية التابع لوكالة ناسا إلى تقديم مقترحات للبحث، وعندما يتم دمجها مع الدراسات الجارية في ناسا، يمكن أن يتيح السفر بشكل أكثر أمانًا وفعالية إلى وجهات خارج مدار الأرض المنخفض .
ستساعد هذه الأبحاث وكالة ناسا على إنشاء خط أساس لبعثات الفضاء البعيدة المقترحة، التي يبلغ مدتها حتى 400 يوم، بالإضافة إلى فهم الآثار الصحية المحتملة لرحلات الفضاء الطويلة ومنعها وتشخيصها وتقديم العلاج اللازم .
ولكي نستخلص أي استنتاجات حول الآثار التراكمية للتعرض للفضاء ، فإننا نحتاج إلى مراقبة العديد من رواد الفضاء الذين يقضون وقت طويل في الفضاء ، حيث أنه يوجد برنامج في مركز جونسون للفضاء التابع لوكالة ناسا يجعل العلماء يستخدمون المعلومات ، من أجل التنبؤ بالاتجاهات الصحية الجسدية والسلوكية ، ومن خلال المعلومات المكتسبة من الدراسات المختارة تهدف وكالة ناسا إلى معالجة خمسة مخاطر لـ السفر إلى الفضاء ، وهما :
- الإشعاع الفضائي .
- العزلة .
- الحصر .
- المسافة من الأرض .
- حقول الجاذبية، أو عدم وجودها، والبيئات المعادية .