وزن رائد الفضاء

إن الوزن الذي يتم قياسه في الفضاء هو القوة التي تجذب الأجسام نحو الأرض أو نحو أي جرم سماوي آخر، وتعد أجسام رواد الفضاء كُتل تُعرَّف على أنها كمية المادة التي يحتوي عليها الجسم، ولا تتغير قيمتها سواء كان الرائد على الأرض أو في الفضاء، ويتم قياس الكتلة في الفضاء بنوع مقياس يسمى التوازن بالقصور الذاتي، ويستخدم هذا المقياس آلية تردد الاهتزازات لحساب الكتلة.^[١]

وزن رواد الفضاء

فيما يلي أبرز المعلومات المتعلقة بأوزان رواد الفضاء:

• وزن رواد الفضاء في الفضاء: إذا كان رائد الفضاء يزن 70 كيلوغرامًا على الأرض، سيبلغ وزنه في الفضاء حوالي 63.2 كيلوغرام تقريبًا، ويعود تفسير هذا الانخفاض إلى أن رائد الفضاء قد اخترق الغلاف الجوي للأرض، وأصبح بعيد جدًا عن الأرض، حيث لا يمكن للجاذبية أن تؤثر عليه كما تفعل على سطح الأرض.^[٢]
• وزن رواد الفضاء على القمر: يبلغ وزن رواد الفضاء ما تقدر نسبته بـ16.5% مما يشعرون به فعليًا على الأرض، فعلى سبيل المثال إن كان وزن رائد الفضاء 100 كيلوغرام على الأرض، سيكون وزنه على سطح القمر 16.5 كيلوغرام فقط.^[٣]
• وزن رواد الفضاء على المريخ: نظرًا لأن كوكب المريخ يمتلك كتلة أقل من كتلة الأرض، فإن الجاذبية على سطح المريخ أقل من الجاذبية على سطح الأرض، وتمثل ما تُقدر نسبته بحوالي 38% فقط من الجاذبية على الأرض؛ فمثلًا إن كان وزن رائد الفضاء 100 كيلوغرام على الأرض، سيبلغ وزنه 38 كيلوغرامًا على سطح المريخ.^[٤]

أسباب انعدام وزن رواد الفضاء 

إن رواد الفضاء ومركبتهم وأي أجسام أخرى موجودة في الفضاء لا تطفو، بل هي تسقط فعليًا؛ وذلك لوجود الجاذبية في كل مكان، ولكنها لا تسقط على الأرض؛ بسبب سرعتها المدارية الهائلة، فبدلًا من أن يسقطوا على الأرض يسقطون حولها، إذ تدور الأجسام الموجودة في مدار الأرض بسرعة لا تقل عن 28.160 كم/ ساعة، وعندما تتسارع نحو الأرض تنحني الأرض بعيدًا تحتها ولا تقترب منها أبدًا، ونظرًا لأن رواد الفضاء لديهم نفس تسارع مركبة الفضاء، فإنهم يشعرون بانعدام الوزن، إذًا السبب الرئيسي هو السرعة وليس انعدام الجاذبية.^[٥]

كيف يقيس رواد الفضاء وزنهم؟

على الرغم من أن الجاذبية الصغرى للفضاء قيمتها صفر، إلا أنه لا يزال لرواد الفضاء كتل يمكن قياسها لتحديد أوزانهم على الأرض، أو ليسمحوا للأطباء بتتبع التغيرات الحاصلة في كتلة الجسم لعدم تكيفه في الفضاء، وفي العادة يتخذ رواد الفضاء الإجراءات الروتينية التي تُجرى على الأرض قبل الصعود على الميزان للتخلص من الفضلات الزائدة، وفيما يلي أهم الأجهزة التي يتم قياس وزن رواد الفضاء بها:^[٦]

• جهاز قياس الكتلة بالتسريع الخطي الفضائي (SLAMMD): وهو جهاز تابع لوكالة ناسا يعتمد على قانون نيوتن الثاني للحركة، إذ تتولد قوة من نوابض مثبتة على ذراع تمديد ضد رائد الفضاء؛ نظرًا لأن القوة تعد كمية معروفة، ويتم استخدام التسارع الناتج لتحديد كتلة عضو الطاقم، وتبلغ دقة ميزان (SLAMMD) حوالي 0.226796 كيلوغرامًا.
• جهاز قياس كتلة الجسم الروسي (BMMD): ويتم قياس وزن رائد الفضاء عند وقوفه على الميزان الذي يضم مقبضًا علويًا لليدين، ومقبضًا سُفليًا للقدمين، يتوسطه زنبرك، ويستخدم تذبذب الزنبرك لقياس الكتلة.

وزن بدلة رواد الفضاء

فيما يلي أبرز المعلومات عن وزن بدلة رواد الفضاء وكيفية تصميمها وصنعها:^[٧]

• يبلغ وزن بدلة رائد الفضاء حوالي 127 كيلوغرامًا وحدها، وفي البيئة الجاذبية للفضاء لا تزن هذه البدلة شيئًا.
• تصمم بدلات الفضاء وتصنع بأجزاء قابلة للتبديل حتى تستطيع احتواء رواد الفضاء بأحجامهم المتفاوتة، وهذه الأجزاء تشمل الجذع العلوي والسفلي، والذراعين، وغيرها من الأجزاء المصنعة بأحجام مختلفة.
• لا تختلف بدلة رائد الفضاء الذكر عن بدلة رائدة الفضاء الأنثى على الرغم من أن الإناث يتطلبن حجمًا أصغر.
• يتم أخذ قياسات جسم كل رائد فضاء وتسجيلها، وترسم القياسات وفق نطاقات الأحجام المتاحة لكل جزء، ويتم تجميع مكونات البدلة قبل تسعة أشهر من الرحلة.
• تستخدم العديد من المواد لخياطة هذه البدلات، ثم يتم ربط الأجزاء المعدنية عليها والتي تسمح بربط باقي الأجزاء المختلفة ببعضها.
• تحتوي بدلات الفضاء على العديد من المواد المركبة القوية، ويتكون نسيجها من المايلر المغطى بالألمنيوم، والنايلون المطلي بالنيوبرين، والداكرون، والنايلون المطلي بالبولي يوريثان، والتريكو، والفولاذ المقاوم للصدأ، والمواد المركبة عالية القوة.
• تُصنع بدلات الفضاء باللون الأبيض عادةً؛ وذلك لأن اللون الأبيض يعكس الحرارة في الفضاء كما يحدث تمامًا على الأرض؛ لأن درجات الحرارة قد تزيد في ضوء الشمس المباشر عن 135 درجة مئوية.
• يستغرق ارتداء بدلة الفضاء 45 دقيقة، وبعد ارتدائها يدخل الرائد في وحدة مضغوطة للتكيف مع الضغط المنخفض الذي يتم المحافظة عليه في البدلة، ويجب أن يقضي رائد الفضاء ما يزيد عن ساعة يتنفس الأكسجين النقي قبل الخروج من هذه الوحدة المضغوطة.