Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску


Гипергравитации определяется как состояние , при котором сила от тяжести превышает , что на поверхности Земли . [1] Это выражается как больше , чем 1  г . На Земле созданы условия гипергравитации для исследования физиологии человека в воздушном бою и космических полетах, а также испытаний материалов и оборудования для космических полетов. Исследователи Европейского космического агентства (ESA) изучают возможность изготовления турбинных лопаток из алюминида титана массой 20  г с помощью центрифуги большого диаметра (LDC) шириной 8 метров . [2]

Гипергравитация как тренировка [ править ]

На основе эксперимента по снижению веса исследователи подсчитали, что использование утяжелителей для лодыжек 5 фунтов (2,3 кг) и гирь для запястий 2,5 фунта (1,1 кг) приведет к увеличению сжигания калорий NEAT при выполнении домашних дел на 14% . Показатели в беге и баскетболе (в основном плиометрические ) улучшились на 8–25% в основном в зависимости от того, использовали ли испытуемые жилеты с утяжелителями весь день или только во время тренировок, но эффект исчез через месяц, когда они не использовали тренировку с гипергравитацией.

Бактерии [ править ]

Ученые НАСА, изучавшие удары метеоритов, обнаружили, что большинство штаммов бактерий способны воспроизводиться под давлением, превышающим 7500  g . [3]

В недавних исследованиях экстремофилов в Японии были задействованы различные бактерии, включая Escherichia coli и Paracoccus denitrificans, которые находятся в условиях экстремальной гравитации. Бактерии культивировали при вращении в ультрацентрифуге на высоких скоростях, соответствующих 403 627  g . Другое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, сообщает, что некоторые бактерии могут существовать даже в экстремальной «гипергравитации». Другими словами, они все еще могут жить и размножаться, несмотря на гравитационные силы, которые в 400000 раз превышают то, что ощущается здесь, на Земле. Paracoccus denitrificansбыла одной из бактерий, которые не только выживали, но и демонстрировали устойчивый рост клеток в этих условиях сверхускорения, которые обычно встречаются только в космических средах, например, на очень массивных звездах или в ударных волнах сверхновых . Анализ показал, что небольшой размер прокариотических клеток необходим для успешного роста в условиях гипергравитации. Исследование имеет значение для возможности существования экзобактерий и панспермии.. Проблема этой практики - быстрое вращение. Если кто-то слишком быстро поворачивает голову, находясь внутри быстро движущейся центрифуги, он может почувствовать дискомфорт, как будто он кувыркается с ног на голову. Это может произойти, когда жидкости, чувствительные к равновесию, в полукружных каналах внутреннего уха «сбиваются с толку». Некоторые эксперименты с использованием центрифуг часто включают устройства, которые фиксируют головы испытуемых, чтобы предотвратить эту иллюзию. Однако путешествовать по космосу с неподвижной головой непрактично. [4] [5]

Влияние на синтез материалов [ править ]

Условия высокой гравитации, создаваемые центрифугой, используются в химической промышленности, литье и синтезе материалов. [6] [7] [8] [9] На конвекцию и массоперенос сильно влияет гравитационное состояние. Исследователи сообщили, что уровень высокой плотности может эффективно влиять на фазовый состав и морфологию продуктов. [6]

Влияние на скорость старения крыс [ править ]

С тех пор, как Перл предложил теорию старения для оценки скорости жизни, многочисленные исследования продемонстрировали ее применимость в отношении пойкилотерм. Однако у млекопитающих удовлетворительные экспериментальные доказательства все еще отсутствуют, поскольку вызванное извне увеличение скорости основного обмена у этих животных (например, путем помещения в холод) обычно сопровождается общим гомеостатическим нарушением и стрессом. Настоящее исследование было основано на обнаружении того, что крысы, подвергшиеся слегка повышенной гравитации, способны адаптироваться с небольшим хроническим стрессом, но с более высоким уровнем основных метаболических затрат (повышенная «скорость жизни»). Скорость старения 17-месячных крыс, подвергшихся воздействию 3,14  гв центрифуге для животных в течение 8 месяцев было больше, чем в контроле, о чем свидетельствует очевидно повышенное содержание липофусцина в сердце и почках, уменьшенное количество и увеличенный размер митохондрий сердечной ткани и нижнее дыхание митохондрий печени (сниженная `` эффективность '': на 20% больше АДФ : Соотношение 0, P менее 0,01; пониженная «скорость»: 8% более низкий коэффициент респираторного контроля, P менее 0,05). [10]Стабильное дневное потребление пищи на кг массы тела, которое предположительно пропорционально `` скорости жизни '' или удельным базальным метаболическим расходам, было примерно на 18% выше, чем в контроле (P менее 0,01) после начального 2-месячного периода адаптации. . Наконец, хотя половина центрифугированных животных прожила лишь немного короче, чем контрольные (в среднем около 343 дней против 364 дней на центрифуге, разница статистически незначима), оставшаяся половина (самые долгоживущие животные) прожила на центрифуге в среднем 520 дней (диапазон 483–572) по сравнению со средним значением 574 дня (диапазон 502–615) для контролей, рассчитанным от начала центрифугирования, или на 11% короче (P менее 0,01). Следовательно,Эти результаты показывают, что умеренное повышение уровня основного метаболизма молодых взрослых крыс, адаптированных к гипергравитации, по сравнению с контрольными животными при нормальной гравитации, сопровождается примерно одинаковым увеличением скорости старения органов и снижением выживаемости, что согласуется со скоростью Перла. живая теория старения, ранее экспериментально продемонстрированная только в пойкилотермах.

Влияние на поведение взрослых крыс [ править ]

Были оценены детеныши от беременных крыс, подвергшихся воздействию гипергравитации (1,8  г ) или нормальной силы тяжести в перинатальном периоде. [11] По сравнению с контрольной группой, у группы с гипергравитацией были более короткие задержки перед выбором руки лабиринта в Т-образном лабиринте и меньшее количество исследовательских ударов в дырочную доску. Во время диадических встреч у группы гипергравитации было меньшее количество эпизодов самоочищения и более короткие латентные периоды перед пересечением под крысами-противниками.

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Определение специальности: гипергравитация" . Интернет-словарь Вебстера . Проверено 29 апреля 2011 года .
  2. ^ esa. «Центрифуга большого диаметра» .
  3. ^ http://www.universetoday.com/89416/hypergravity/ [ требуется полная ссылка ]
  4. ^ Тан, Кер (25 апреля 2011 г.). «Бактерии растут при земной гравитации в 400 000 раз» . National Geographic- Daily News . Национальное географическое общество . Проверено 28 апреля 2011 года .
  5. ^ Дегучи, Сигэру; Хирокадзу Симосигэ; Микико Цудоме; Сада-ацу Мукаи; Роберт В. Коркери; Сусуму Ито; Коки Хорикоши (2011). «Рост микробов при гиперускорении до 403 627 × g » . Труды Национальной академии наук . 108 (19): 7997–8002. Bibcode : 2011PNAS..108.7997D . DOI : 10.1073 / pnas.1018027108 . PMC 3093466 . PMID 21518884 .  
  6. ^ а б Инь, Си; Чен, Кексин; Чжоу, Хэпин; Нин, Сяошань (август 2010 г.). «Синтез горением композитов Ti3SiC2 / TiC из элементных порошков в условиях высокой гравитации». Журнал Американского керамического общества . 93 (8): 2182–2187. DOI : 10.1111 / j.1551-2916.2010.03714.x .
  7. ^ Мескита, РА; Leiva, DR; Явари, АР; Ботта Филхо, WJ (апрель 2007 г.). «Микроструктура и механические свойства массивных сплавов AlFeNd (Cu, Si), полученных литьем под центробежной силой». Материалы Наука и техника: A . 452–453: 161–169. DOI : 10.1016 / j.msea.2006.10.082 .
  8. ^ Чен, Цзянь-Фэн; Ван, Ю-Хун; Го, Фен; Ван, Синь-Мин; Чжэн, Чонг (апрель 2000 г.). «Синтез наночастиц с использованием новой технологии: реактивное осаждение с высокой гравитацией». Промышленные и инженерные химические исследования . 39 (4): 948–954. DOI : 10.1021 / ie990549a .
  9. ↑ Абэ, Ёсиюки; Майза, Джованни; Беллинджери, Стефано; Исидзука, Масао; Нагасака, Юдзи; Сузуки, Тэцуя (январь 2001 г.). «Синтез алмаза с помощью высокомощной плазмы постоянного тока cvd (hgcvd) с активным контролем температуры подложки». Acta Astronautica . 48 (2–3): 121–127. Bibcode : 2001AcAau..48..121A . DOI : 10.1016 / S0094-5765 (00) 00149-1 .
  10. ^ Economos, AC; Miquel, J .; Баллард, RC; Blunden, M .; Линдсет, штат Калифорния; Fleming, J .; Philpott, DE; Ояма, Дж. (1982). «Влияние смоделированной повышенной гравитации на скорость старения крыс: последствия для скорости жизни теории старения». Архив геронтологии и гериатрии . 1 (4): 349–63. DOI : 10.1016 / 0167-4943 (82) 90035-8 . PMID 7186330 . 
  11. ^ Thullier, F .; Hayzoun, K .; Дюбуа, М .; Lestienne, F .; Лалонд, Р. (2002). «Исследование и двигательная активность у молодых и взрослых крыс, подвергшихся воздействию гипергравитации при 1,8 G во время развития: предварительный отчет». Физиология и поведение . 76 (4–5): 617–622. DOI : 10.1016 / S0031-9384 (02) 00766-7 . PMID 12127001 . S2CID 44448239 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Тяга гипергравитации
  • Economos, AC; Микель, Дж; Баллард, RC; Blunden, M; Линдсет, штат Калифорния; Флеминг, Дж; Philpott, DE; Ояма, Дж (1982). «Влияние смоделированной повышенной гравитации на скорость старения крыс: последствия для скорости жизни теории старения». Arch Gerontol Geriatr . 1 (4): 349–63. DOI : 10.1016 / 0167-4943 (82) 90035-8 . PMID  7186330 .