Как измерить вес в космосе? (2 видео)

На Земле, как и на любом другом космическом теле, обладающем гравитацией, можно измерить, сколько весит тот ил иной объект, с помощью множества разных инструментов. Это и рычажные весы, которые знакомы нам по медицинским кабинетам, и пружинные, чаще использующиеся на рынках и в супермаркетах. Но космонавтам, работающим на орбите, тоже нужно взвешиваться — чтобы следить за плотностью костной ткани, потерей мышечной массы, проводить различные эксперименты. Так как же измерить вес в отсутствие силы тяжести?

Всякий ускоряющийся объект, имеющий массу, производит силу — это второй закон Ньютона. А вес — это сила, которую производит объект вследствие гравитационного ускорения. Все мы, находящиеся на Земле, ощущаем её. Люди, находящиеся на орбите, например, на МКС, летят очень быстро. Гравитация на них тоже действует, но космическая станция из-за своей высокой скорости всё время «промахивается» мимо планеты — то есть пребывает в состоянии постоянного свободного падения. Этим, собственно, и объясняется невесомость на её борту. Тем не менее, масса космонавтов никуда не девается. Чтобы измерить её, они не могут использовать обычные весы, но на помощь им приходит уже упомянутый второй закон Ньютона, материализующийся с помощью пружин.

Видео:Как измеряют самые слабые силы во Вселенной? [Veritasium]Скачать

В стенах НАСА разработано устройство, которое называется SLAMMD (Space Linear Acceleration Mass Measurement Device), что можно перевести как «Прибор для измерения линейного ускорения массы в космосе».

Как это работает?

В нём используется пружина, которая притягивает космонавтов к себе на несколько десятков сантиметров. Замеры производятся с помощью чувствительной видеокамеры, фиксирующей ускорение взвешиваемого человека. У пружины есть константа, которая после подстановки в несложную формулу полученного значения ускорения помогает вычислить точный вес космонавта. Примечательно то, что чем космонавт массивнее, тем медленнее он будет притягиваться.

Российская сторона, также эксплуатирующая МКС, доставила на её борт собственные весы, носящие весьма незамысловатое название «Прибор для измерения массы тела». В них используется тот же принцип, что и у американцев. Единственное отличие в том, что измеряется не ускорение космонавта, а количество колебаний освобождённой пружины под весом посаженного на одну из её сторон человека. Чем-то это напоминает прыгалку «пого» для условий микрогравитации. Как и в случае с американскими весами, чем тяжелее космонавт, тем медленнее колеблется пружина.

Какой бы из этих приборов ни был выбран для определения веса находящихся на МКС людей, это будет сделано с максимальной точностью – и это именно то, что нужно науке.