Бег по стене поможет человечеству избежать проблем со здоровьем на Луне

Дегенерация мышц, деминерализация костной ткани, нарушение дыхания — все эти явления происходят вследствие длительного воздействия низкой гравитации, с которой столкнутся будущие обитатели Луны. Тем не менее такие проблемы можно предотвратить, согласно итальянским ученым.

Фото: unsplash.com by Dean Hayton is licensed under Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication

В прежние времена множество фристайл-мотоэкспертов с радостью выполняли эту практику.

Ученые давно доказали, что низкое притяжение неблагоприятно сказывается на организме человека: происходит перераспределение жидкости в организме, что негативно влияет на сердечно-сосудистую систему, уменьшается минеральная плотность костей, повышается вероятность переломов и образования камней в почках.

На Луне гравитация примерно в шесть раз ниже, чем на Земле. Из этого следует, что будущие поселенцы, которые планируют задержаться на поверхности спутника на длительный срок, могут столкнуться с проблемами здоровья. Современные оценки показывают, что за два года в условиях невесомости плотность костной ткани человека может упасть на 20 процентов, что считается крайне опасным для жизни.

В последние десятилетия специалисты стремились разработать оптимальную систему для противодействия воздействию лунной гравитации. Среди предложенных мер были физические упражнения с акцентом на отдельные мышечные группы, такие как бег или спортивная ходьба. Однако позже стало ясно, что такие занятия неэффективны для людей на поверхности Луны.

Группа итальянских патофизиологов под руководством Альберто Минетти из Миланского университета нашла метод борьбы с негативными последствиями, вызванными лунной атмосферой. Ученые разработали физическое упражнение, которое помогает ощутить привычное воздействие гравитации на Луне. При выполнении данного упражнения задействуются все группы мышц. Исследование было опубликовано в журнале Royal Society Open Science.

Ученые позаимствовали это упражнение у мотоциклистов-каскадеров, которые занимаются мотогонками по вертикальной стене или в аттракционе "стена смерти", где мотоциклист при высокой скорости движется по внутренней вертикальной поверхности бочкообразного цилиндра.

Каскадеры остаются на вертикальной стене благодаря сочетанию трения и центробежной силы. В научном терминологии это можно объяснить вторым законом Ньютона: "ускорение тела в инерциальной системе пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально массе".

Что касается бегунов, на Земле они не смогут выполнить такое упражнение из-за необходимости развить значительную скорость, которую им хромает достичь. Итальянские ученые проверили, возможно ли повторить этот аттракцион в условиях, похожих на лунные, но уже без мотоцикла, а самих людей.

Для проведения эксперимента исследователи арендовали "стену смерти" в парке аттракционов диаметром около 9,7 метров и высотой пять метров, а также наняли двух каскадеров. Каждого из них привязали к резиновому банджи-шнурy, который крепили к телескопическому крану на высоте 36 метров (для этого ученые демонтировали цирковой купол). Таким образом, ученые хотели уменьшить вес подвешенных испытуемых на 83 процента, что эквивалентно их весу на Луне. Таким образом, итальянские патофизиологи имитировали лунную гравитацию.

При таких условиях двое каскадеров смогли пробежать по вертикальной стене несколько кругов со скоростью около шести метров в секунду.

Нагрузка, испытываемая добровольцами при контакте со стеной, была сопоставима по величине с напряжением тяжести на Земле. Иными словами, при беге по вертикальной стене в эксперименте создавалось своеобразное искусственное притяжение.

Согласно авторам исследования, на Луне такой нагрузки было бы достаточно для сопротивления низкой гравитации и стимулирования правильной работы всех систем человека, включая опорно-двигательную.

"Для колонизаторов достаточно выполнять это упражнение дважды в день по несколько минут за раз, чтобы предотвратить уменьшение минеральной плотности костей и вернуть сердечно-сосудистую систему в норму", — пояснил Минетти.

Ученый отметил, что на Луне "стену смерти" можно было бы установить в круглых жилых помещениях и сделать ее неотъемлемой частью архитектуры. Это позволило бы жителям проводить ежедневные тренировки, не жертвуя комфортом. По мнению авторов исследования, подобное занятие поможет астронавтам подготовиться к возвращению на Землю.

Интересно, что люди уже практиковали бег по внутренней круглой поверхности на орбитальной станции "Скайлэб". Тем не менее ее диаметр составлял всего 6,6 метра. NASA планирует отправить человека на Луну на корабле Starship, диаметр которого составляет девять метров. Таким образом, у будущих лунных поселенцев в XXI веке с самого начала будет "стена смерти" с почти таким же внутренним диаметром, как в эксперименте итальянских ученых.