Fysik, rymdkraft

NASA och de andra rymdorganisationerna: 

NASA är ett av de största rymdorganisationerna inom teknologi och rymd vetenskapen. Exempel på andra rymdorganisationer är ESA (Europa), JAXA (Japan), CSA (Canada) och RFSA (Ryssland). Det finns även fler rymdorganisationer men detta var bra några exempel.

De flesta rymdorganisationerna samarbetar med varandra vilket gör det enklare att hitta ny information och bygga nya forsknings produkter. Den internationella rymdstationen byggdes av USA, Canada, Ryssland, Japan, och de iblandade länderna i ESA. Rymdstationen har även blivit besökt av astronauter från 18 olika länder. Rymdforsknings industrin är alltså väldigt internationell. 

Jag hade tänkt att berätta om hur astronauterna tränar innan dom skickas upp till rymden. Jag tänkte även berätta om hur dom lever i rymden och vad dom faktiskt gör där uppe. Astronauterna som jag tänkte att fördjupa mig mest om är NASAs astronauter men eftersom att denna industrin är väldigt internationell är astronaut yrket likadant på alla organisationerna och kraven är också nästan likadana. Dock kallas yrket inte för ”astronaut” överallt utan det finns många olika ord. 

NASAs mål är bland annat att lära sig så mycket som möjligt om vårt universum och jorden. På NASA finns det inte bara astronauter utan det finns också en massa forskare, ingenjörer, författare, tekniker, ekonomer, IT specialister och en massa annat.

Kraven för astronauter: 

För att kunna bli vald som astronaut krävs det att man har en utbildning på magisternivå inom de naturvetenskapliga ämnena och matematik. Bara detta kan faktiskt ge en behörigheten till att bli utvald som astronaut. Det finns dock pilot astronauter som har större ansvar för fordonen, besättningen, framgången av uppdraget och säkerheten under flygturen. För att vara behörig till att bli en pilot astronaut krävs det därför att man ska ha minst 1000 flygtimmar så att man faktiskt har tillräckligt mycket erfarenhet av att leda ett flyg fordon. Alla astronauter är speciallister i ett speciellt område och varje område har olika erfarenhetskrav. Det viktigaste är iallafall att man har ett bra betyg i naturvetenskap och matematik. Det finns även andra krav som går utöver utbildningen. Ett krav är till exempel att man ska ha perfekt syn och vara mellan 158 och 192 cm lång. Kroppen måste även vara i bra skick och det är viktigt att man inte har några hjärtsjukdomar osv. 

Astronaut träningen: 

Dom valda personerna går sedan igenom en 2 års astronaut träning. I denna utbildningen ingår det bland annat att lära sig den grundläggande informationen om den internationella rymd stationen. Astronauter behöver också lära sig saker utöver rymdvetenskap. Dom brukar ta lektioner i medicinsk arbetsgång, överlevnadsträning, och retorik. Anledningen till varför dom behöver lära sig om retorik är så att dom kan prata inför en publik om deras erfarenheter och vad dom har varit med om. Som astronaut är det även viktigt att kunna prata ryska och därför tar dom också lektioner i det ryska språket. Anledningen till varför man behöver kunna prata ryska är för att man ska kunna kommunicera med det ryska kontroll centret. 

För att vara beredd på hur resan till rymden och tillbaka känns så brukar astronauterna gå igenom en massa olika övningar, både stora och små. Jag hade tänkt att berätta om dom några av övningarna. 

Tyngdlöshet och träning: 

Anledningen till varför vi håller oss kvar på jorden är gravitationen som vi ständigt upplever i jordens atmosfär. Gravitationen är anledningen till att vi kan tappa någonting så att det faller eller putta ner någonting på golvet. Jordens dragningskraft påverkar alltså allting i våran omgivning. 

All materia har sin egna dragningskraft. Pappret bredvid dig, stolarna, och även din mobil har sin egen dragningskraft. Precis som jorden. Ändå dras vi inte till all materia omkring oss såsom vi dras till jorden? Anledningen till detta är att jordens dragningskraft är väldigt mycket starkare. Jordens dragningskraft är mycket starkare eftersom att jorden är mycket större. Om vi till exempel skulle ta upp mobilen till rymden och sedan på ett omöjligt sätt göra mobilen lika stor som jorden så skulle även mobilen ha ungefär lika stark dragningskraft som jorden. Jordens dragningskraft kommer alltså ifrån hur stor jorden faktiskt är. 

Det är också dragningskraften som är anledningen till att vi väger någonting.  Tyngd finns inte så länge det inte finns någon dragningskraft. 

En person som väger 60 kg på jorden väger ingenting i rymden. Om denna personen sedan skulle ställa sig på månen så skulle han eller hon väga exakt 9,92 kg. Anledningen till varför siffrorna skulle minska så mycket är att månens dragningskraft inte är lika stark som jordens, och därför drar planeten inte till sig materian lika kraftigt. 

När astronauterna kommer upp till rymden upplever dom någonting som kallas för tyngdlöshet. Tyngdlösheten är bland annat effekten vi får när vi befinner oss i fritt fall eller i rymden. Man är inte tyngdlös när man står på jordens yta eller på någon annan materia som befinner sig på jorden. Om man till exempel ramlar från ett torn så är man tyngdlös under hela tiden man befinner sig i luften, dock existerar fortfarande dragningskraften. Sedan när man kommer ner till marken och stannar i det läget så har man sin tyngd igen. Detta beror på att jordens dragningskraft drar ner en till jordens mitt samtidigt som man står på jordens yta som är i vägen. Man faller alltså inte ned längre, men man dras fortfarande ner. Och det är då vi får våran tyngd.  

När astronauterna är i rymden väger dom alltså ingenting, allt förlorar sin tyngd och saker och ting kan sväva fritt. Dock existerar fortfarande dragningskraften, enda skillnaden är att den inte är lika stark. Detta kallas för mikrogravitation. 

Det är mikrogravitationen som gör att ISS och satelliterna i rymden kan hållas i en omloppsbana runt jorden. Om mikrogravitationen inte skulle existera i rymden så skulle det vara omöjligt för ISS och satelliterna att hålla sig på omloppsbanan, istället skulle dom bara sväva fritt. Desto länge bort man kommer ifrån jordens atmosfär, desto svagare blir jordens dragningskraft. Dock har alla stora föremål en dragningskraft och därför skulle man behöva att åka oändligt långt för att inte uppleva någon gravitation över huvudtaget. 

ex: Jorden är i en omloppsbana runt solen tack vare solens dragningskraft. Månen håller sig till jorden tack vare jordens dragningskraft osv. Gravitationen existerar nästan över allt, mer eller mindre. 

Det är omöjligt att känna sig helt tyngdlös på jorden och det är även svårt att uppleva ungefär hur mikrogravitationen i rymden kommer att kännas. Dock har vi människor kommit på några metoder som visar den ungefärliga känslan. Detta är bra eftersom att det är viktigt för astronauter att veta vad som känner att hända och hur dom kommer att känna när dom kommer upp i rymden. Jag tänkte berätta om några metoder. 

Neutral buoyancy lab: 

Neutral buoyancy lab (NBL) är en träningsanläggning för astronauter i Houston, Texas. NBL består av en väldigt stor inomhusbassäng fylld med vatten. NBL-  bassängen är 31 meter bred, 61 meter lång och 12 meter djur och den innehåller ungefär 23,5 miljoner liter med vatten. Det är alltså en enormt stor bassäng. Bassängen innehåller bland annat en modell av den internationella rymdstationen.

Syftet med denna bassängen är att uppnå en miljö där astronauterna kan uppleva tyngdlösheten samtidigt som dom tränar på en massa olika saker som dom kanske kommer att behöva göra senare när dom befinner sig i rymden på riktigt. Exempel på detta är rymdpromenader, laga satelliter eller fixa med Hubbleteleskopet. För att uppnå känslan av att vara tyngdlös i vattnet använder dom sig av en princip som kallas för neutral buoyancy. Neutral buoyancy är när ett objekt har lika stor tendens till att sjunka som att flyta. ”Objektet” i detta fallet är själva astronauten. Man fyller astronauternas dräkter med luft så att dom flyter men samtidigt har dom på sig tunga vikter, därmed balanseras deras vikt. Detta gör att dom kan simma runt i bassängen i ett tillstång som påminner om tyngdlöshet. Dom dras inte ner och flyter inte upp.

Såklart finns det fortfarande skillnader mellan denna metoden och tyngdlösheten som man upplever i rymden. Vattnet kan till exempel påverka ens rörelser genom att göra det svårare att röra sig. I rymden finns det dock ingenting som saktar ner eller håller emot en persons rörelser, det är betydligt mycket enklare. 

Astronauterna kan tillbringa flera timmar åt gången i denna bassängen och därför har dom såklart en syretank på sig, precis som i rymden. Denna metoden är den bästa metoden för att uppleva tyngdlösheten i flera timmar och inte i bara några sekunder. 

T-38 training jets: 

En av de viktigaste övningarna astronauterna på NASA gör är ätt flyga träningsflygplanen som kallas för NASA T-38 training jets. På bilden nedan kan ni ser hur dom ser ut. Man har tränat astronauter med detta träningsflygplanet ända sen år 1961 och det är fortfarande det bästa träningsflygplanet man kan använda sig av. Dessa tränings flygplanen rymmer högst två personer. Det är viktigt att vara koncentrerad när man flyger och inte bli distraherad av den fina utsikten eller andra tankar. Med dessa träningsflygplanen har man möjligheten till att uppleva tyngdlösheten i några sekunder. Att känna sig tyngdlös och samtidigt fokusera kan vara en stor utmaning. Det som gör T-38 till ett sådant bra träningsflygplan är bland annat att kroppen och hjärnan vänjer sig vid allt detta. Men hur uppnår man tyngdlösheten i jordens atmosfär? 

Tyngdlöshet i Jordens atmosfär kan man bara uppleva under fritt fall.  Om man till exempel hoppar ner från ett bord så är man tyndlös i det korta ögonblicket innan man träffar golvet. man är alltså tyngdlös under fitt fall. Med hjälp av dessa T-38 träningsflygplanen så kan man uppnå tyngdlösheten genom fritt fall. Piloten styr planet i en snabb upp- och ner kurva. Detta kallar man för parabel. Under nedfärden då planet befinner sig i ett fritt fall så är alla ombord tyngdlösa.

På grund av tekniska skäl så kan planet bara befinna sig i fritt fall tillståndet under ungefär 20 - 30 sekunder. Därför brukar man ofta utföra 30 st sånna här parabelflygningar på en dag. Detta resulterar till att astronauterna hinner uppleva 10 - 15 minuter av tyngdlöshet sammanlagt.  

Centrifugal maskinen: 

Efter astronauternas tid i rymden så är det dags att återvända till jorden. Då åker astronauterna riktigt snabbt fram men när dom precis kommer in i jordens atmosfär så sänks farten. Anledningen till att farten sänks är att rymdkapseln kolliderar med atmosfären, då uppstår det även friktionsvärme på utsidan av kapseln. Dock så är kapseln såpass isolerad så att atsronauterna skyddas ifrån denna extrema värmen. Samtidigt som detta händer så får även astronauterna uppleva ett väldigt starkt kraft som drar ner dom. Denna kan kännas som 4 till 8 gånger så starkare än jordens vanliga dragningskraft. Man kan alltså säga att det finns en kraft som drar ner ens egna vikt, fast 8 gånger tyngre. Som astronaut så måste man förstå hur detta känns i kroppen. Man måste även veta om man samtidigt klarar av att koncentrera sig. Därför finns det en maskin som gör att astronauterna kan uppleva ungefär hur detta känns. Denna maskinen kan kallas för ”The Centrifuge machine” och allt handlar om

tröghetslagen (och centrifugalkraften). 

Tröghetslagen är en lag som handlar om att att alla objekt vill förbli stilla eller i rörelse. Detta gör att ett föremål som rör sig framåt vill fortsätta röra sig framåt med samma riktning och hastighet. Om man till exempel åker bil utan säkerhetsbälte så kommer man att åka framåt genom rutan om bilen krockar. Ens kropp vill alltså fortsätta i samma riktning med samma hastighet. Anledningen till att bilen inte fortsätter är att krocken fick bilen att ändra tillstånd istället. Samma sak händer när rymdkapseln passerar igenom jordens atmosfär. Kapseln som rör sig i en snabb fart och vill behålla denna farten hela tiden men jordens atmosfär orsakar ändå att farten sänks, det blir ett slags motstånd. Precis som krocken fick bilen att stanna, så får jordens atmosfär rymdkapseln att sänka farten, dock inte helt pågrund av att rymdkapseln var snabbare och kraftigare än bilen. Astronauterna i rymdkapseln är då i nästan samma position som personen i bilen. Dom trycks då starkt framåt på grund av tröghetslagen samtidigt som dom fortfarande befinner sig i rymdkapseln som sänker farten. Detta känns starkt på människo kroppen.  

Centrifugal maskinen är en maskin som ni kan se på bilden. Denna maskinen får dom blivande astronauterna att känna denna kraften på kroppen som dom känner när kapseln kommer in i jordens atmosfär. 

Denna maskinen gör så att man åker runt och runt i en cirkel. Samtidigt som punkten där man sitter vill fortsätta framåt på grund av tröghetslagen så dras man inåt mot mitten eftersom att punkten ändrar riktning hela tiden. Detta känns väldigt starkt och det är denna maskinen som förbereder astronauterna för hur det kommer att kännas när dom passerar jordens atmosfär. 

Mina tankar: 

Det mesta som jag har berättat om har handlat om hur astronauterna förbereder sig för att åka upp till rymden. Många av dessa metoderna är väldigt intressanta. Förr i tiden visste man inte alls mycket om dragningskraft, tröghets lagen, tyngdlösheten och hur man kan uppleva vissa ”rymd tillstånd” på jorden. Nu vet vi betydligt mycket mer och vi kan därför förbereda astronauter inför deras resa samt ta reda på mer om yttre rymden. Enligt mig är detta ganska positivt då jag tycker att sånt här är väldigt intressant. jag tycker att det är bra för oss människor att veta så mycket om världen som möjligt. Dock ska man fortfarande ha koll på livet på jorden och fortfarande ge jorden störst ”uppmärksamhet”. jorden är ju våran hemplanet trots allt och om vi skulle fortsätta att förstöra den som vi gör så skulle människor, djurarter och växter inte trivas lika bra. Det finns även folk som brukar snacka om att pengarna som går till rymdforskning borde gå till fattiga länder och deras infrastruktur, skolor, osv. Jag kan delvis hålla med om detta. Enligt mig är det ganska onödigt att folk ska åka till månen igen 2018 bara som en ”semester” men jag kan ändå förstå varför folk som har chansen att åka till månen gör de. Pengarna till det uppdraget skulle egentligen kunna ha gått till annat. Dock tycker jag inte att man ska minska på rymdforskningen. Vi lär oss en massa om våran värld tack vare forskningen och jag tycker att vi istället ska ta pengar från andra ställen till dom som behöver det. Exempel är ju byggnader som byggs bara för turism osv. 

Jag tror även att forskningen som vi gör idag kommer att gynna oss på en massa olika sätt i framtiden.