Kui suurt kiirendust suudab inimene taluda?
Teatavasti märgitakse ülekoormusi vabalangemise kiirenduse kordusena (2 g, 3 g jne.). Sõltuvalt kiirenduse suurusest ja kestusest võivad sellest põhjustatud jõud koormata elusolendeid kaugelt üle nende organismi kandejõu. Katsed loomadega näitasid, et isegi lühiajaline ülekoormus 10 g võib lõppeda surmaga. Mehitamata kosmoserakettide lennufaas kulgeb võrdlemisi aeglaselt ja jääb igal juhul alla 15 g, mehitatud kosmoselaevadel aga isegi alla 10 g.
Kiirenduse (koormusteguri) mõju inimese organismile sõltub kiirenduse suurusest, kestusest ja inimese asendist. Kui sõiduautojuht annab gaasi, kogevad autos viibiajad kiirendust umbes 0,3 g. Formel-1 piloot peab taluma kiirendust 1–1,5 g, kurvides koguni kuni 5 g. Endine ISS-i komandör Alexander Gerst teadis rääkida, et maandumisel 2018. aasta detsembris raputas maandumismoodul teda kiirendusega „ainult” 3,9 g. Nn Ameerika mägedes võib lühikese aja jooksul kogeda kiirendust kuni 6 g. Julgeolekukaalutlustel ei ole suurem kiirendus lubatud.
Inimorganism talub rahuldavalt kiirendusi 4–6 g 3–4 sekundi kestel. Kiirendusel 2–4 g võivad tekkida nägemishäired, kiirendusel 5–6 võib inimene kaotada teadvuse. Hävituslennukite piloodid peavad olema suutelised lühikese aja jooksul taluma kireenadust kuni 8 g. Kui ekstreemne kiirendus kestab kauem, võivad siseorganid saada tõsiseisd kahjustusi. Näiteks võib põrn lõhkeda. Hävituslennuki start USA lennukikandjalt kestab kõigest 2 sekundit ja piloot peab taluma 5,2 g kiirendust.
Kiirendusi kuni 9 g võib kahjuta taluda ainult sekundi murdosa kestel. Lamavas asendis, eriti selili, võib inimene taluda kiirendusi 10–15 g 2–3 minuti kestel. Kosmosesüstiku startidel jäi kiirendus alla 10 g. Muide, nõukogude teadlaste omaaegsed uuringud andsid vastuse küsimusele, miks esimesena saadeti kosmosesse koer Laika, mitte aga kass. Selgus, et kassid taluvad 20-kordset, koerad aga 80-kordset kiirendust.
Tõsist tähelepanu nõuab kosmoselennul kosmonautide kaitsmine suure füüsilise koormuse eest, eriti ülekoormuse eest, mis tekib kosmoselaeva liikumissuuna või -kiiruse muutumisel stardi ja maandumise ajal. Kosmonautikas iseloomustatakse ülekoormust välisjõust tuleneva kiirenduse ja Maa raskuskiirenduse suhtega. Näiteks stardil mõjub kosmonaudile kuni 7-kordne ülekoormus ehk teisiti väljendades – tema kehakaal justkui suureneks seitse korda. Inimese vastupanuvõime ülekoormusele sõltub eelkõige kehale mõjuva kiirenduse suunast (soodsaim suund on rinnast selja poole), aga ka ülekoormuse suurenemise kiirusest, keskkonna temperatuurist, sissehingatava õhu hapnikusisaldusest, kaalutuses viibitud ajast, kosmonaudi emotsionaalsest seisundist ja muust. Ülekoormus põhjustab inimorganismis mitmesuguseid funktsionaalseid muutusi – aeglustub vereringe, halveneb nägemine, väheneb lihaste aktiivsus jm. Näiteks pea suunas mõjuva viiekordse ülekoormuse korral muutub veri nii palju raskemaks, et süda ei suuda seda ajusse pumbata ning kosmonaut võib kaotada teadvuse. Seepärast püütaksegi ülekoormuse mõju perioodil vabastada kosmonaudid võimalikult igasugusest füüsilisest tegevusest ja juhtimisülesannetest, pannes need automaatidele. Kosmonaut viibib stardi ja maandumise ajal seliliasendis, mis on talle kõige soodsam. Nii suudab süda aju verega varustada 10-kordse, lühiajaliselt isegi kuni 25-kordse ülekoormuse korral. Kui kasutatakse veel nn. kompenseerivat, kehale välissurvet avaldavat pooljäika skafandrit, suudab kosmonaut taluda veelgi suuremat ülekoormust. Kosmoselaeva start on alati paratamatult seotud vibratsiooni ja tugeva müraga, mida põhjustavad raketi mootorid, kütuse liikumine torustikes, atmosfääri mõju, lööklaine ülehelikiirusega lennul jm. Kosmoselaevas tekkiva vibratsiooni sagedus on enam-vähem samades piirides kui inimkeha omavõnkesagedus. Seega tekib resonantsvõnkumise oht.
Müra kosmoselaeva stardil on tavatult vali. Hinnatakse, et 0,3–0,8% mootorite võimsusest kulub müra tekitamiseks. Kiiruse kasvades lisandub sellele õhuvoolust tingitud müra ja väga tugev vibratsioon. Stardistendil võib välismüra tase ületada 160 detsibelli. Kosmoselaeva Apollo kuumoodulis oli müra selle suurima intensiivsuse aegu kuni 125 detsibelli. Nõukogude kosmoselaevades Vostok alandas kosmonaudi mürakindel kiiver mürataseme kõrva juures 18 detsibellini. Nagu näitavad senised kogemused, ei ole müra vähendamine kosmoselaevades ületamatult keeruline. Maapealsest mõnevõrra erinev on kosmoses nägemine. Ilmneb, et nägemisteravus on kosmoses, eriti maapinna vaatlemisel, mõnevõrra suurem. Kosmonauti tuleb kaitsta ka ereda päikesevalguse ja ultraviolettkiirguse eest. On see ju kosmoses maapealsest enam kui kaks korda intensiivsem. Avakosmosesse väljumisel kasutavad kosmonaudid valgusfiltreid, mis lasevad läbi vaid neli protsenti ultraviolettkiirtest.
Kui kõrgel algab kosmos?
Seda pole nii lihtne määratleda: mida kaugemale maapind eemaldub, seda vähem on „õhu” osakesi. Näiteks isegi Maa ümber tiirleva rahvusvahelise kosmosejaama (ISS) kõrgusel (umbes 350–400 kilomeetrit) on kosmosejaama aeglustamiseks piisavalt osakesi, nii et seda tuleb regulaarselt kõrgemale orbiidile tõsta.
Nn eksosfääri peetakse tavaliselt atmosfääri äärepoolseimaks kihiks ja see voolab sujuvalt planeetidevahelisse ruumi. See algab maapinnast 500–1000 kilomeetri kõrgusel ja ulatub kosmosesse kuni 10 000 kilomeetrini, kusjuures välispiiri on väikese osakeste hulga tõttu keeruline kindlaks teha.
Kuid Fédération Aéronautique Internationale määratleb nn homopausi (või umbes 100 kilomeetri kõrguse) kui ruumi piiri. Seda piiri kasutatakse sageli kommertslendude kosmosesse reklaamimiseks, mis viivad seejärel üle 100 kilomeetri kõrgusele.
Kui kaua kestaks lend Marsile?
2007. aastal startinud Polarlander Phoenix vajas selleks 10 kuud. Mehitatud kosmoselaeval kuluks Marsile lendamiseks 15–16 kuud ehk 450–490 päeva.
