Wiedza i Życie 11/2020
W numerze m.in.:
Biotechnologia
Zęby z probówki; Marcin Powęska
Chemia
Niezwykła whisky; Mirosław Dworniczak
Geologia
Piekło nazywa się PETM; Andrzej Hołdys
Astrofizyka
Zderzenie zderzeń; Przemek Berg
Botanika
Cenne nasiona; Ewa Kalemba
„Wiedza i Życie” jako e-wydanie

Od numeru listopadowego nasz miesięcznik jest dostępny w większości sklepów internetowych oferujących e-prasę w postaci wydania elektronicznego.
Myśl o własnej śmierci jest dla człowieka czymś przerażającym. Tymczasem może być jeszcze coś o wiele gorszego. To obudzenie się we własnej trumnie w kostnicy czy podczas pogrzebu.
Jak długo nowotwory pozostaną najsurowszym wyrokiem losu? Być może sekret ich pokonania tkwi w połączeniu różnych metod leczenia, ale czy również tych najstarszych z najnowszymi?
Nasi przodkowie wierzyli, że imię może wpływać na to, jak potoczy się nasze życie. Mieli rację. Wpływa, choć jak potwierdzają badania, nie  zawsze tak, jak byśmy tego chcieli.
Aktualne numery
12/2020
11/2020
Kalendarium
Listopad
29
W 1951 r. na Poligonie Nevada przeprowadzono pierwszą amerykańską podziemną próbę jądrową.
Warto przeczytać
Nie tylko tabliczka mnożenia, ale i dzielenia może sama wchodzić do głowy! Pomogą w tym zabawne, wpadające w ucho wierszyki, które pozostają w głowach uczniów. Dzięki błyskotliwym skojarzeniom pozwalają łatwo i bez wysiłku nie tylko nauczyć się tabliczki dzielenia w zakresie do 100, ale także zrozumieć, czym jest dzielenie i dlaczego nie musi sprawiać najmniejszych kłopotów.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Weronika Śliwa | dodano: 2012-07-04
Przesiadka do gwiazd

Panele słoneczne stacji obracają się automatycznie w kierunku Słońca w czasie jej ruchu po wokółziemskiej orbicie. Na zdjęciu widzimy ją z pokładu odlatującego po raz ostatni wahadłowca Atlantis.


Gdy w letni wieczór wyjdziemy na dwór i spojrzymy w górę, czasami na tle gwieździstego nieba zobaczymy jasny punkt, przesuwający się z zachodu na wschód. Niekiedy przebiega on całe niebo, czasem nieoczekiwanie gaśnie wysoko nad horyzontem.

To Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS), która okrąża Ziemię raz na 91 min - od rozpoczęcia montażu obiegła ją już ponad 65 tys. razy. Stacja, podobnie jak Księżyc, świeci światłem odbitym od Słońca. Najlepsze warunki do jej obserwacji panują więc tuż po zachodzie i tuż przed wschodem. Niebo jest wtedy ciemne, ale Słońce znajduje się wystarczająco blisko horyzontu, by jego promienie odbijały się od unoszącego się na wysokości kilkuset kilometrów obiektu. Szczególnie uważnie przyglądajmy się wschodniej części nieba wieczorem i zachodniej przed świtem, bo właśnie tam ISS będzie świeciła najjaśniej. Stacja jest tak dobrze widoczna głównie z powodu odbijających światło olbrzymich paneli ogniw słonecznych. Najdłuższe z nich rozpościerają się na odległość 35 m od Stacji, obracając się jak słoneczniki, by maksymalizować wytwarzanie energii. Mimo tego obrotu stacja przez 35 min każdego okrążenia pozostaje w cieniu Ziemi - energii dostarczają jej wówczas potężne akumulatory niklowo-wodorowe. Prócz ogniw amerykańskich stację zasilają również panele rosyjskie. Uzgodnienie metody połączenia obu sposobów zasilania i wartości używanego napięcia to jedno z mniejszych wyzwań, przed jakim stanęli konstruktorzy tego ekstremalnie międzynarodowego projektu.

Początki
Historia ISS zaczyna się w latach 90. ubiegłego wieku, gdy działał jeszcze jej poprzednik - zbudowany przez konstruktorów Związku Radzieckiego i wyniesiony na orbitę w 1986 roku Mir. To na tej niezwykle wytrzymałej stacji osiągnięto niepobity dotychczas rekord przebywania na orbicie: kosmonauta Walerij Poljakow spędził na niej nieprzerwanie aż 14 miesięcy. Po upadku Związku Radzieckiego na Mir latali również Amerykanie, jednak stacja psuła się coraz częściej, a zdarzały się nawet pożary. To m.in. konieczność zastąpienia Mira sprawiła, że w 1998 roku na orbitę wyniesiono pierwsze moduły ISS. Piętnastoletni Mir strącono do oceanu w roku 2001.

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna jest wspólnym przedsięwzięciem amerykańskiej agencji kosmicznej NASA, europejskiej ESA, rosyjskiej RKA, japońskiej JAXA i kanadyjskiej CSA. Oddzielna umowa o współpracy łączy ją również z Brazylią i - niezależnie od ich udziału w ESA - Włochami. Dziś prowadzone są również rozmowy zmierzające do włączenia do tego przedsięwzięcia Korei Południowej i Indii. Podział własności i czasu między poszczególne moduły jest skomplikowany: rosyjskie są wyłączną własnością Rosjan, czas pracy reszty stacji dzielą pozostałe agencje. Na pokładzie ISS znajduje się zawsze od dwóch do sześciu osób. Średni czas przebywania na orbicie kolejnych stałych załóg wynosi około pół roku. Długość ta może się jednak nieco różnić dla poszczególnych członków danej ekspedycji, gdyż często przybywają oni na stację odmiennymi statkami. Do dziś załogowe loty na ISS wykonują amerykańskie wahadłowce oraz rosyjskie statki Sojuz. Jeden (a częściej dwa) przycumowany na stałe do stacji pełni również funkcję kapsuły ratunkowej, którą w razie niebezpieczeństwa można szybko powrócić na Ziemię.

Na stację trzeba jednak dostarczać nie tylko ludzi, ale i towary. Jedna ekspedycja potrzebuje około 2720 kg ładunku, nie licząc elementów wykorzystywanych do rozbudowy ISS. Największe elementy muszą dostarczać wahadłowce, których ładownia ma aż 18 m długości. Mniejsze, ale tańsze są loty innych, bezzałogowych statków. Do stacji dokują więc towarowe rakiety rosyjskie Progress, rakiety ESA i JAXA. Często jednocześnie dokuje do niej nawet sześć statków. Na przykład 10 kwietnia 2010 roku do ISS dokowały dwa Sojuzy, w których przyleciało sześciu członków załogi, dwa Progressy przybyłe z zasobami tlenu, jedzenia, napędu, wody i części zapasowych, wahadłowiec Discovery i MPLM (wielofunkcyjny moduł logistyczny) Leonardo ułatwiający przenoszenie ładunku z wahadłowca na stację.

Odlot jak co dzień
Zazwyczaj ISS krąży na wysokości około 340 km nad powierzchnią Ziemi. Jednak tarcie o zewnętrzne warstwy ziemskiej atmosfery sprawia, że ISS stopniowo traci energię i zmniejsza wysokość. Dlatego też kilka razy w roku silniki stacji lub dokujących do niej statków są odpalane na mniej więcej trzy godziny, kierując ją z powrotem na właściwą orbitę. Stacji zdarzają się też mniej przewidywalne zrywy, gdy jej systemy bezpieczeństwa zauważą na kursie kolizyjnym większy odłamek kosmicznego gruzu. Stacja uchyla się przed takimi zagrożeniami, zazwyczaj zwiększając swoją prędkość o około 1 m/s i - tym samym - przenosząc się na orbitę wyższą o kilometr lub dwa. Niekiedy również trzeba - co bardziej kłopotliwe - lekko obniżyć orbitę. Takich awaryjnych manewrów zdarzyło się dotąd zaledwie kilka. Gdy odłamek nadleci nieoczekiwanie i brak już czasu na unik, astronauci chowają się do lepiej zabezpieczonych kapsuł Sojuzów.

Kosmiczne szczątki to nie jedyne zagrożenie, wiążące się z pobytem na stacji. Dzienna dawka pochłoniętego w normalnych warunkach na ISS promieniowania odpowiada rocznej otrzymywanej na powierzchni Ziemi, na czym cierpi układ odpornościowy kosmonautów. Do tego dochodzi stan nieważkości osłabiający układ mięśniowy, kostny i krwionośny. Astronautom zagraża również poważne uszkodzenie oczu, w tym zaćma. A przecież nawet gdyby tych zagrożeń nie było, życie na ISS i tak nie byłoby łatwe...

Wczesna pobudka - ale kiedy?
Astronauci, okrążający Ziemię na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, oraz pasażerowie wahadłowców NASA muszą się zdecydować na wybór którejś ze stref czasowych. Problem nie jest wcale błahy, zwłaszcza dla badaczy, będących ortodoksyjnymi wyznawcami jakiejś religii. W trakcie lotu Columbii izraelski pasażer, Ilan Roman, obchodził szabat zgodnie z panującym na niej czasem Houston. Z okazji lotu Malezyjczyka Sheikha Muszaphara Shukora - praktykującego muzułmanina - wydana została fatwa (religijna wskazówka), regulująca zasady muzułmańskiego lotu kosmicznego. Zawierała ona instrukcje obchodzenia postu podczas Ramadanu w kosmosie (okazało się, że nie musiał pościć - bo nie trzeba pościć w podróży), modlitw w stanie nieważkości i sposobu kierowania się ku Mekce. W przypadku obrzędów wymagających działania o określonym czasie obowiązuje czas kosmodromu, z którego wystartował astronauta.

Poza tymi religijnymi wyjątkami na stacji zasadniczo obowiązuje rytm dnia zgodny z czasem Greenwich, ale jeśli na nocne godziny są przewidziane skomplikowane manewry (wyjścia na zewnątrz, dokowania statków dostawczych Progress), kosmonauci mogą wcześniej przestawić rytm snu i czuwania. Zazwyczaj jednak typowy dzień wygląda następująco. Pobudka o 6.00. Po porannej toalecie (astronauci posługują się zwykle nawilżonymi chusteczkami, niespłukiwalnym szamponem i jadalną pastą do zębów) następuje poranna inspekcja stacji. Później czas na śniadanie. Każdy z członków załogi jeszcze na Ziemi uzgodnił z dietetykami i wybrał własne menu, które sam sobie przyrządza. Składa się ono zwykle z żywności zamrożonej, liofilizowanej lub puszkowanej, tylko od święta trafiają się owoce i inne świeże produkty.

Po śniadaniu pierwsza konferencja z Ziemią. Później praca od 8.10 do 13.05. W jej trakcie przewidziana jest przerwa na ćwiczenia. Każdy z członków załogi musi ćwiczyć co najmniej dwie godziny dziennie. Dzięki temu zapobiega się części powikłań występujących w stanie nieważkości. Odległość stacji od środka Ziemi jest niewiele większa od ziemskiego promienia, tak więc natężenie pola grawitacyjnego w jej środku wynosi aż 88% wartości, którą znamy z powierzchni Ziemi. Jednak ruch stacji stanowi rodzaj spadania swobodnego, przypominającego stan, w jakim znaleźlibyśmy się w zerwanej windzie. To stąd wrażenie nieważkości, a raczej - mikrograwitacji. Nieznaczne działające na astronautów przyspieszenia mają kilka źródeł: po pierwsze, idealny stan spadania swobodnego dotyczy tylko środka masy stacji, jej dalekie części powinny spadać w nieco innym tempie, lecz uniemożliwia im to sztywna konstrukcja całości. Po drugie, stacja lekko hamuje w ziemskiej atmosferze. Dodatkowych przeciążeń dostarczają uruchamiane okresowo silniki ISS. Pomimo tych wszystkich czynników członkowie załóg praktycznie nie odczuwają swojego ciężaru, czego konsekwencje ponosi ich układ kostny, mięśniowy i krwionośny. Płyny gromadzą się w nadmiarze w górnej części ciała, co wywołuje m.in. chroniczny nieżyt nosa i ogromny apetyt na pikantne potrawy, których smak można wyczuć mimo kataru.

Zwykle niezbędne ćwiczenia odbywają się na bieżni, do której załoganci mocują się elastycznymi taśmami. Około godz. 13 czas na mały obiad. Później powrót do pracy i ćwiczeń i szybko nadchodzi pora kolacji. Po kolejnej konferencji około 19.30 rozpoczynają się przygotowania do snu. Stali członkowie załogi mogą skorzystać z przeznaczonych dla nich dźwiękoszczelnych minizakątków, w których można czytać, pracować na laptopie i spać. Goście przyczepiają swoje uprzęże, zapobiegające dryfowaniu po stacji, do wolnych elementów wyposażenia. Trzeba jeszcze pamiętać o przymocowaniu rąk, które w trakcie snu mogą się obijać o okoliczne przyrządy. O 21.30 rozpoczyna się cisza nocna.