Vedecký poradca múzea "experimentanium" a fyziológ Anton Zacharov hovorí, čo sa deje s ľudským telom, keď letí do vesmíru a kým je tam. Online vydanie M24.ru poskytuje plnú textovú verziu prednášky.

O tom, čo sa stane s človekom na vesmírnej stanici, si povieme trochu neskôr, no zatiaľ sa musíme popasovať s ťažkosťami, ktoré na človeka čakajú pri štarte do vesmíru. Prvá ťažkosť, s ktorou sa stretáva, je čo? Myslím, že môžete hádať?

- Stav beztiaže.

Nie, stav beztiaže o niečo neskôr.

- Preťaženie.

Preťaženie, úplne správne. Tu je malá tableta, tableta pocitov, ktoré má človek, keď zažíva preťaženie. Vo všeobecnosti, čo je preťaženie, odkiaľ pochádza? Myslíte si, že existujú nápady? Prosím.

- Lietadlo alebo vesmírna stanica začne stúpať, kým sa človek začne vychyľovať iným smerom, dôjde k preťaženiu.

Prečo sa tomu hovorí preťaženie?

- Pravdepodobne preto, že sa človek cíti nepríjemne.

V skutočnosti sme vy a ja veľmi zvyknutí žiť s nákladom. Keď ty a ja sme, ako teraz - ty sedíš, ja stojím - na našej planéte Zem, Zem nás priťahuje a naša krv je priťahovaná k Zemi viac ako všetky ostatné časti nášho tela, pretože je tekutá . Je to ako keby išla na Zem. A zvyšok nášho tela je pevnejší, takže ich Zem priťahuje o niečo menej, ale ich tvar je stálejší. A na túto záťaž sme veľmi dobre adaptovaní a keď túto záťaž stratíme, dostaví sa nie veľmi príjemný pocit, o ktorom poviem neskôr.

Ale predtým, ako sa človek dostane do stavu beztiaže, kde toto zaťaženie chýba, zažije preťaženie, to znamená nadmerný účinok gravitácie. Pri dvojnásobnom preťažení - preťažení 2 g - sa ľudské telo naplní ťažkosťou, tvár trochu ochabne, je ťažké vstať, samozrejme, musíte zdvihnúť nie 50-60-70 kg, čo zvyčajne vážiť, ale dvakrát toľko. Pri trojnásobnom preťažení už človek nemôže stáť a najprv sa mu vypne digitálne videnie, pretože bunky zodpovedné za digitálne videnie spotrebúvajú veľa energie. Pri 4,5 g je videnie úplne vypnuté, v našej sietnici už nie je dostatok krvi, nie je možné zdvihnúť ruku ani nohu ďalej. A pri 12 g väčšina ľudí omdlieva. Všetko, čo teraz hovorím, sa netýka okamžitých preťažení, ale ktoré trvajú nejaký čas, aspoň 10-20-30 sekúnd, okamžité preťaženia sú silnejšie. Myslíte si, že takéto preťaženie možno stretnúť v bežnom živote bez toho, aby ste sa dostali do vesmíru?

Je možné zažiť preťaženie 4,5 g bez vzlietnutia do vesmíru? V skutočnosti zvyčajne niekde okolo 1,5, ale ak jazdíte, len 3-4 g je celkom možné zažiť. A tak je jasné, že človek stojaci nehybne zažije 1 g; v lietadle - niekde okolo 1,5; parašutista, ktorý pristane, má asi 2 g; v momente otvorenia padáka na veľmi krátky čas zažije 10 g, teda takmer na hranici straty vedomia. Zároveň kozmonauti, ktorí teraz lietajú, zažívajú menej - 3-4 g, majú týchto 8-12 - veľmi silné preťaženia - nie, zažili ich len astronauti, keď ešte len stavali kozmické lode, vtedy to bolo 7-8. g, to bol problém. Teraz je všetko urobené tak, aby bolo ľahšie vzlietnuť.

V skutočnosti vojenskí piloti často zažívajú najintenzívnejšie G-sily. V momente vykonávania nejakej akrobacie je to celkom možné na 12 g, ale na krátky čas, aby nestratili vedomie - to je jeden, ale dva - sú veľmi pripravení, takže je pre nich ľahšie zvládnuť. Maximálne zdravotné, aj krátkodobé preťaženie je približne 25 g. Ak je preťaženie väčšie, čo i len krátkodobo, tak sa pravdepodobnosť, že si človek zlomí chrbticu, začína blížiť k 90% a to, samozrejme, nie je veľmi dobré.

Hovorili sme o bežných preťaženiach, takzvaných pozitívnych preťaženiach. Zistili sme, že antigravitácia neexistuje. Čo si myslíte, môžu byť negatívne preťaženia? (Ale g-sila a gravitácia sú trochu odlišné pojmy) A skutočne existujú negatívne g-sily, ak sa len postavíte na hlavu, zažijete negatívnu g-silu -1 g, pretože krv, ktorá sa zvyčajne rozprúdi k nohám a častiam tela, ktoré sa zvyčajne tlačia jedným smerom, budú tlačiť proti sebe druhým smerom a krv sa začne hrnúť do hlavy. To je dosť negatívna g-sila a samozrejme veľké negatívne g-sily sú tiež nezdravé a dajú sa zažiť aj bez lietania do akéhokoľvek priestoru. Zažijú ich napríklad bungee jumpers – to, čomu sa v angličtine hovorí bungee jumping.

V skutočnosti tento bungee jumping... Po prvé, dokonca sa bojím pozerať na fotky, a po druhé, je to veľmi zaujímavý rituál. Vie niekto odkiaľ prišiel? Faktom je, že Indiáni z kmeňa Vanuatu v Južná Amerika týmto spôsobom boli chlapci vysvätení na mužov. Vyliezli na vysoký strom, vzali nejaký silný vinič, priviazali si ho k nohám a tínedžer musel skočiť z tohto viniča víz, pričom nedosiahol na zem ani meter alebo dva. A ak pokojne vydržal, stal sa z neho muž. Keď sa o tom v 70. rokoch dozvedeli študenti Oxfordu, veľmi ich to potešilo a rozhodli sa, že by sa táto tradícia mala zopakovať. Ale rozhodli sa, že prvý zoskok by mal byť plný slávnosti a oblečený do frakov. Teraz sú bungee jumperi neformálni ľudia a prví jumperi skákali v oblekoch, bolo to celkom krásne.

Hovorili sme o g-silách, to nie je jediný problém, ktorý astronauti zažívajú. Astronauti vzlietli, poradili si s preťažením, vzlietli do vesmíru a práve tam ich čakajú prvé radosti a prvé problémy.

Samozrejme, radosti, keď sa človek vznesie do vesmíru, celé nohavice, - To je jasné. A u astronautov, ako sa to stáva u malých detí – a to potvrdzujú aj biochemické štúdie – je „hormón šťastia“ v krvi vyšší ako u bežných ľudí. A dajú sa v princípe pochopiť, deje sa tam veľa super vecí. Pozrime si jedno video z ISS. V zásade sa ľudia bavia, ako sa samozrejme dá. Nie je potrebné nosiť veci rukami, môžete ich znevažovať aj nohami. Pohyby musia byť veľmi presne vypočítané, musia byť veľmi presné. Takto si astronauti v skutočnosti neumývajú ruky, bolo to natočené špeciálne pre video, kvôli týmto krásnym 10 sekundám vynaložia astronauti neskôr veľa energie zbieraním týchto kvapiek jednu po druhej. Len sa zdá - wow, ako super sa rozpŕchli, ale naozaj sa rozpŕchli, teraz ich treba všetky pozbierať, problém je dosť vážny.

Ako žijú astronauti vo vesmíre, sme teda zhruba videli, teraz sa zamyslime nad tým, aké problémy ich tam čakajú. Prvý problém súvisí s tým, že tam človek nezažije gravitáciu. Zemská príťažlivosť nie je zažitá, vrátane jej rovnovážnych orgánov. Kde máme orgány rovnováhy, vie niekto?

- V hlave, mozočku?

V uchu Nie, mozoček je mozgové centrum, ktoré zabezpečuje koordináciu rovnováhy, ale nie je to citlivá časť, ale citlivá časť je v našom uchu. Nádherné kamienky, ktoré sú tu zobrazené, sú kryštály otolitu, to sú kamienky, ktoré máme vo vestibulárnom aparáte, jeho vaku, a keď otočíme hlavu zo strany na stranu, váľajú sa vo vnútri nášho vestibulárneho aparátu, takže chápeme, že naša hlava je otočené voči zvyšku tela. Tu v týchto vreckách sú tieto kryštály. Čo sa deje vo vesmíre, vo vesmíre sa deje jedna jednoduchá vec, tieto kamienky, ako každá oceľ, sa začnú vznášať vo vnútri vestibulárneho aparátu – človek zlyhá. Na jednej strane mu oči hovoria, že stále stojí vzpriamene, všetko je v poriadku, no na druhej strane orgány rovnováhy hovoria: Nechápem, čo sa stalo, kývem sa na všetky strany, neviem. neviem čo robiť. Existuje prejav podobný vesmírnej chorobe – ide o morskú chorobu. Potom sa stane to isté, vestibulárny aparát sa kýve rôznymi smermi a oči sa nekývajú toľko a telo zlyhá a telo začne, čo má robiť?

- Cítiť sa chorý.

Začína mu byť zle a vo vesmíre mu začína byť zle rovnakým spôsobom, ale keďže táto reštrukturalizácia nastáva vo vesmíre oveľa prudšie, takmer všetci astronauti majú vesmírnu chorobu. Pravda, nie každý je chorý, ale chorí sú nebezpeční. Pretože ľudia zvyčajne zažívajú záchvaty vesmírnej choroby v momente, keď už pristáli na vesmírnej stanici a ešte v skafandroch. Začínajú robiť prvé pohyby, opúšťajú vesmírnu stanicu, to znamená, že sú v uzavretých skafandroch a smejú sa, smejú sa, ale to je jeden z vážnych dôvodov smrti astronautov, jednoducho preto, že skafander je zatvorený a vy nemôže lietať bez skafandru. Prečo, o tom budem hovoriť trochu neskôr.

Ideme ďalej, ďalším problémom, ktorý čaká ľudí vo vesmíre, je pokles počtu krviniek. Má to rôzne dôvody, jeden z dôvodov je tento: vo vesmíre dochádza k úbytku kostného tkaniva a vo vnútri kostného tkaniva sa tvoria krvinky. Preto, ak sa kosti zmenšia, bunky sa zmenšia. Vo všeobecnosti dosť nepríjemná vec, obzvlášť nepríjemná, keď sa astronaut vracia na Zem a potrebuje prejsť obdobím adaptácie späť na podmienky na Zemi. Okrem iného pociťuje silný nedostatok kyslíka práve preto, že mu chýbajú tieto krvinky, ktoré prenášajú kyslík. Vlastne viac o kostiach. Prečo sa kosti lámu vo vesmíre, viete? Nejaké nápady?

- Nie je tam žiadny náklad.

Neexistuje žiadna záťaž, úplne správne, aby naše kosti normálne fungovali, musia neustále dostávať nejakú záťaž, vy a ja musíme neustále pracovať. Ale pamätáme si, že nie je ľahké pracovať vo vesmíre: nie je potreba, nie je príležitosť. Keďže tam nič nezaváži, nech robíte čokoľvek, vynaložíte oveľa menej úsilia. A napriek tomu, že astronauti neustále trénujú, stále nemôžu zažiť rovnakú mieru fyzickej aktivity ako na Zemi. Preto po 3-4 letoch začínajú problémy s kosťami, ktoré vedú najmä k osteoporóze, kedy dochádza k deštrukcii kostného tkaniva.

Ďalší problém je opäť s krvou. Povedal som, že sme veľmi dobre prispôsobení záťaži na Zemi. Ako sme prispôsobení? Máme prebytočné množstvo krvi, každý z dospelých má okolo 5 litrov krvi. To je viac, ako potrebujeme. Prečo potrebujeme tento prebytok? Keďže sme vzpriamení a väčšina krvi nám zostáva v nohách, na dne tela a nie všetko sa dostane do hlavy, tak si musíme nejaký prebytok uložiť, aby bolo krvi dosť na hlavu. Ale vo vesmíre gravitácia okamžite zmizne, a preto sa táto prebytočná krv, ktorá bola v nohách, začne naliehavo pohybovať niekde po tele. Dostáva sa to najmä do hlavy a mozgu človeka, čo má za následok mŕtvice, mikroúdery, pretože sa tam dostane príliš veľa krvi a cievy jednoducho prasknú. V dôsledku toho astronauti obzvlášť často bežia na toaletu v prvom týždni, pričom strácajú prebytočnú tekutinu, počas prvého týždňa pobytu na obežnej dráhe strácajú asi 20% prebytočnej tekutiny.

Svaly tiež neprežívajú stres. Bez ohľadu na veľkosť nákladu, bez ohľadu na to, koľko váži na Zemi, nebudú žiadne ťažkosti s jeho pohybom vo vesmíre. Preto astronauti, ako som už povedal, určite trénujú vo vesmíre. Toto je ďalšie video. Prirodzene, nemá zmysel zdvíhať závažia vo vesmíre, môžete skúsiť beh. Vskutku, človek behá, len pozor, je priviazaný k pásu, pretože keby nebol priviazaný k pásu, jednoducho by odletel. Opäť nemôžete zdvíhať závažia, ale môžete uvoľniť pružiny a astronauti trávia najmenej 4 hodiny denne fyzickými cvičeniami. Astronauti, ako viete, sú najpripravenejší ľudia, fyzicky najsilnejší a najodolnejší. A napriek tomu, keď sa vrátia z vesmíru, po prvé už nikdy nedosiahnu formu, ktorú mali pred prvým letom, a po druhé, aj približné zotavenie po týchto nákladoch trvá približne rovnako dlho, ako bol astronaut na obežnej dráhe. To znamená, že ak tam bol šesť mesiacov, bude sa zotavovať šesť mesiacov, prvé týždne nemôžu ani chodiť. To znamená, že ich svaly na nohách prakticky atrofovali, nepoužívali ich šesť mesiacov.

Pokračujeme, ďalší problém súvisiaci s tým, čo by mal astronaut dýchať vo vesmíre. Problém je obojstranný: v prvom rade musíte na obežnú dráhu zdvihnúť vzduch alebo kyslík. Čo je podľa vás lepšie dvíhať – vzduch alebo kyslík, ako dýchame s vami?

- Kyslík.

Kyslík, takže Američania si tiež mysleli, že je lepšie vyniesť na obežnú dráhu čistý kyslík, aj keď trochu riedky. Aj keď v skutočnosti je čistý kyslík dosť strašidelná vec. Po prvé je pre telo nebezpečný, je to jed - vo veľkom množstve a po druhé veľmi dobre exploduje. Prvých pár rokov rakety naplnené čistým kyslíkom vzlietli normálne a potom v určitom momente prebehla jedna iskra a vesmírna loď bola z kameňa na kameň. Potom sa rozhodli urobiť to isté, čo urobili Sovietsky zväz, - len valce s tekutým vzduchom. Je to ťažká možnosť, je to drahé, ale je to bezpečné.

Je tu druhý problém: keď dýchame, uvoľňujeme oxid uhličitý. Ak je oxidu uhličitého priveľa, najprv začne bolieť hlava, objaví sa ospalosť a v určitom okamihu môže človek stratiť vedomie a zomrieť na prebytok oxidu uhličitého. My na zemi emitujeme oxid uhličitý a rastliny ho prijímajú; vo vesmíre, aj keď si vezmete jednu alebo dve rastliny so sebou, nezvládnu to a nemôžete si so sebou vziať veľa rastlín, pretože sú ťažké a zaberajú veľa miesta. Ako sa zbaviť oxidu uhličitého? Existuje jedna špeciálna Chemická látka, ktorý dokáže absorbovať prebytočný oxid uhličitý, sa nazýva hydroxid lítny, unáša sa do vesmíru, len absorbuje prebytočný oxid uhličitý. S touto látkou sa spája jeden veľmi zaujímavý, taký hrdinský príbeh, príbeh kozmickej lode Apollo 13, myslím, že dospelí si tento príbeh pamätajú.

Počuli už deti o vesmírnej lodi Apollo 13? Počuli ste, že nakrútili aj takýto film, čo sa stalo s touto loďou? Mal veľmi nevydarený let, bolo tam veľa rôznych vecí, nás zaujíma, čo sa stalo s hydroxidom lítnym. Príbeh je takýto: "Apollo 13" nie je prvý, ani druhýkrát letel na Mesiac, aby preskúmal Mesiac. Leteli tam traja ľudia, mali vlastnú kozmickú loď a špeciálnu kapsulu, ktorá mala pristáť na Mesiaci, a dvoch ľudí, ktorí mali vyjsť na Mesiac, niečo tam urobiť a potom sa vrátiť na kapsule späť a letieť na Zem. Ale niekde na 3. deň letu náhle došlo k výbuchu a časť hlavnej lode sa otočila, vrátane poškodenia systému podpory života. V zásade to nie je taký strašný problém, pretože loď, na ktorej bolo potrebné letieť na Mesiac, bola neporušená a bolo možné sa na nej vrátiť na Zem. Ale bol tu úplne idiotský problém: kanistre s hydroxidom lítnym, ktoré boli uložené na lodi, a kanistre s hydroxidom lítnym, ktoré boli uložené na lodi, boli iné, len mali iné vstupy. A všetci inžinieri v Amerike, ktorí boli spojení s projektom, a mnohí inžinieri vo svete asi deň robili to, čo ľudia zvyčajne robia v programe Crazy Hands. Prišli na to, ako použiť lepidlo, útržky novín, sponky a čokoľvek, čo bolo na lodi, na prerobenie jedného východu na druhý, aby ľudia mohli letieť späť na Zem. Podarilo sa im to, chvalabohu, a táto loď (keď pristávala, vyskytlo sa aj veľa rôznych problémov), chvalabohu, pristála normálne.

Zistili sme, že ľudia vo vesmíre majú problémy, keď sú bdelí: zlá krv, zlé svaly, zlé kosti a tak ďalej a tak ďalej. Spanie vo vesmíre je tiež zlé. Dôvody sú dva: prvým dôvodom je, že na vesmírnej stanici nikto nevypína svetlo, musí to fungovať stále, neustále sa tam robia nejaké experimenty. Práca je veľmi stresujúca, takže kozmonauti spia na zmeny: najprv jedna, potom druhá. Je to ťažké, ak tak spíte deň, dva, tri, potom je to v poriadku, ale ak tak spíte dva, tri týždne alebo mesiac, potom začnú zmeny v tele, a to je škodlivé. To je škodlivé aj pre nás, pretože teraz je tam veľa ľudí Hlavné mestážije v nesprávnom svetelnom režime, kvôli tomu trpíme a ani si to nevšimneme. Ďalší problém súvisí s tým, že keďže tam nie je príťažlivosť, človek sa nemôže o nič oprieť, a to je veľmi dôležitý pocit, ako zistili psychológovia. Aby človek zaspal, potrebuje sa o niečo oprieť a cítiť sa sebaisto. Kozmonauti si preto dávajú špeciálne obväzy pod kolená a špeciálne obväzy na oči, aby vytvorili aspoň akú-takú napodobeninu toho, čo ich niekam ťahá. Moc to nejde, ale ide to. S oxidom uhličitým súvisí aj tretí problém: kým spíme, dýchame a uvoľňujeme oxid uhličitý, nehýbeme sa a oxid uhličitý sa hromadí na povrchu našej tváre. Na Zemi to nie je strašidelné, prečo?

- Neustále sa hýbe.

Naozaj sa neustále hýbe, prečo? Pretože je tu malý vánok, ale o to ani nejde. Keď vydychujeme oxid uhličitý, vydýchneme ho teplý a teplý plyn bude stúpať nahor, pretože je ľahší ako studený. Vo vesmíre nemá váhu ani teplý, ani studený plyn, takže vydýchnutý plyn sa bude hromadiť nad človekom a ak sa s tým nič neurobí, jednoducho zaspí v tomto oblaku. Ale naozaj s tým niečo robia – a vo vesmíre sú veľmi výkonné ventilačné systémy, ktoré rozptyľujú oxid uhličitý, aby sme mohli pokojne spať. A tie isté ventilačné systémy filtrujú vzduch od rôznych infekcií a patogénov. Teraz sa s tým naučili viac-menej vyrovnať a astronauti boli spočiatku veľmi chorí, pretože karanténa nebola dostatočne prísna a vo vesmíre je oveľa jednoduchšie sa niečím nakaziť. Pretože keď kýchneme na Zemi, to, čo kýchneme, spadne na zem a zostane v nejakom prachu, priamo to nevdýchneme. A ak astronaut kýchne, potom všetko, čo kýchol, zostane vo vzduchu, takže pravdepodobnosť chytenia tejto infekcie je oveľa vyššia, takže tam je všetko filtrované. Kozmonauti tam majú naozaj veľa prachu, stále veľa kýchajú, ale už menej ochorejú, pretože karanténa je prísnejšia.

Ďalším problémom, ktorý astronautov čaká, je kozmické žiarenie. Pred kozmickým žiarením nás na Zemi chráni atmosféra, ktorá neprepúšťa žiarenie, najmä ozónová vrstva je pred ním dobre chránená. A vo vesmíre nie je žiadna ozónová vrstva a astronauti zažívajú zvýšenú radiáciu. Je to nebezpečné a veľmi dlho sa toho obávali, kým nepreverili, koľko žiarenia tam človek zažije. Zažíva približne to isté, čo obyvatelia tých miest, ktoré sa nachádzajú napríklad v žulových skalách. Žulové skaly tiež vyžarujú malé množstvo žiarenia, približne rovnaké množstvo, aké dostane astronaut. To znamená, že obyvatelia, povedzme, Cornwall (toto je v Anglicku), považujú v tomto ohľade za astronautov, dokonca dostávajú o niečo viac žiarenia. A pomerne veľa žiarenia dostávajú piloti a letušky nadzvukových lietadiel (napríklad Concorde), ktoré lietajú vo veľkých výškach.

Ale dúfame, že raz človek nebude len lietať ďalej vesmírne stanice a poletí na Mars, na iné planéty. A v týchto prípadoch nás čaká hrozba, pretože okolo Zeme zvyčajne lietajú vesmírne stanice – kde radiačné pole nie je veľmi silné. Okolo Zeme sú však dve „šišky“ silných radiačných polí, cez ktoré musíte preletieť, aby ste sa dostali na Mesiac, Mars a ďalšie planéty. A radiácia je tam veľmi silná a jedným z problémov cesty na Mars je vystavenie sa žiareniu počas niekoľkých mesiacov. Ľudia tam môžu lietať, ale budú lietať veľmi chorí - prirodzene, toto nikto nechce. Preto teraz vymýšľajú, ako vyrobiť ľahký skafander aj ľahký plášť kozmickej lode, ktorý by navyše chránil pred žiarením. Pretože v zásade nie je ťažké chrániť sa pred žiarením, môžete loď pokryť olovom a dobre - sme chránení pred žiarením, ale olovo je veľmi ťažké.

Hovorili sme o mínusoch, mínusoch, mínusoch. Ale pri lete do vesmíru nie sú len nevýhody. Keď letíme do vesmíru (toto naozaj nie je veľké plus, je to len veľmi pekné) dostaneme sa trochu vyššie. Vplyvom gravitácie, kým celý deň niekam kráčame, naše stavce na seba tlačia a hlavne tlačia na medzistavcové platničky. Cez deň sa trochu „sploštia“, takže človek je ráno o niekoľko centimetrov vyšší ako večer. Ak ste to neskúšali, môžete si to skontrolovať doma. Prečo sa odporúča merať výšku vždy v rovnakom čase, pretože sa počas dňa mení. Vo vesmíre teda nepôsobí gravitácia, takže astronauti rastú trochu, niekedy až príliš. Jeden kozmonaut narástol až o 7 centimetrov, veľmi sa tešil, mal v tom momente už veľa rokov, len jeden problém - skafander nenarástol súčasne, bol dosť preplnený. Teraz sú vyrobené všetky skafandre - zostáva 10 centimetrov pre prípad, že by astronaut vyrástol.

Zaujímavá vec: vo vesmíre sa ukazuje, že regeneračné procesy prebiehajú rýchlejšie, rany sa hoja rýchlejšie a dokonca sa môžu zotaviť aj celé časti tela. Teraz bude video so slimákom. Tu sa samozrejme zrýchlila streľba, v podstate už asi dva týždne rastie. Na zemi sa slimáky tiež regenerujú, ale horšie. Prečo sa to deje, nie je jasné. Prečo to všetko hovorím? Už na začiatku som povedal: pred našimi očami bude v blízkej budúcnosti počet ľudí, ktorí budú lietať do vesmíru, rásť a rásť a rásť. Možno to čoskoro nebude téma na populárnu vedeckú prednášku, ale štandardná hodina v škole: budete musieť vedieť, čo sa stane s človekom, keď sa jednoducho rozhodne letieť na exkurziu do vesmíru. Naozaj verím, že sa to čoskoro stane a dúfam, že aj vy. Ak máte otázky, pýtajte sa.

- Povedzte mi, ak došlo k preťaženiu, vypnutiu vedomia, ako rýchlo sa človek zotaví, nadobudne vedomie?

Keď je vedomie vypnuté, systém je rovnaký, ako keď človek omdlie. Niekto hneď vstane, niekto nie hneď, na niekoho to pôsobí silne, na niekoho menej. Vo všeobecnosti je to, samozrejme, škodlivé. Človek stráca vedomie, pretože nemá dostatok kyslíka vstupujúceho do krvi, čo znamená, že do mozgu nevstupuje dostatok kyslíka. V dôsledku toho môžu niektoré mozgové bunky začať odumierať, niektoré sú aktívnejšie, niektoré menej aktívne.

Sila pôsobiaca na teleso sa v sústave jednotiek SI meria v newtonoch (1 H = 1 kg m/s 2). V technických disciplínach kilogramová sila (1 kgf, 1 kg) a podobné jednotky: gram-sila (1 gs, 1 G), tonová sila (1 ts, 1 T). 1 kilogramová sila je definovaná ako sila pôsobiaca na teleso s hmotnosťou 1 kg normálne zrýchlenie, podľa definície rovné 9,80665 m/s 2(toto zrýchlenie sa približne rovná zrýchleniu voľného pádu). Takže podľa druhého Newtonovho zákona, 1 kgf = 1 kg 9,80665 m/s 2 = 9,80665 H. Môžeme tiež povedať, že teleso s hmotnosťou 1 kg spočíva na podpere má hmotnosť 1 kgf Kvôli stručnosti sa kilogramová sila často jednoducho nazýva „kilogram“ (a tonová sila „tona“), čo niekedy spôsobuje zmätok medzi ľuďmi, ktorí nie sú zvyknutí používať rôzne jednotky.

Ruská terminológia, ktorá sa vyvinula v raketovej vede, tradične používa ako jednotky ťahu raketového motora „kilogramy“ a „tony“ (presnejšie kilogram-sila a tona-sila). Takže keď hovoríme o raketový motor s ťahom 100 ton znamenajú, že tento motor vyvinie ťah 10 5 kg 9,80665 m/s 2$\približne 10 $ 6 H.

Bežná chyba

Zamieňajúc newtony a kilogramovú silu, niektorí veria, že sila 1 kilogramová sila spôsobí zrýchlenie 1 telesu s hmotnosťou 1 kilogram. m/s 2, t.j. píšu chybné "rovnosť" 1 kgf / 1 kg = 1 m/s 2. Zároveň je zrejmé, že v skutočnosti 1 kgf / 1 kg = 9,80665 H / 1 kg = 9,80665 m/s 2- je teda povolená chyba takmer 10-krát.

Príklad

<…>Podľa toho sa sila, ktorá tlačí na častice v rámci váženého priemerného polomeru, bude rovnať: 0,74 Gs/mm2 · 0,00024 = 0,00018 Gs/mm2 alebo 0,18 mGs/mm2. V súlade s tým bude sila 0,0018 mG tlačiť na priemernú časticu s prierezom 0,01 mm2.
Táto sila spôsobí častici zrýchlenie rovnajúce sa jej pomeru k hmotnosti priemernej častice: 0,0018 mG / 0,0014 mG \u003d 1,3 m / s 2. <…>

(Zlatý klinec apolofakty.) Samozrejme, sila 0,0018 miligramu-sila by poskytla častici s hmotnosťou 0,0014 miligramu zrýchlenie takmer 10-krát väčšie, ako vypočítal Mukhin: 0,0018 miligram-sila / 0,0014 miligramu = 0,0018 mg· 9,81 m/s2/0,0014 mg $\približne $13 m/s2. (Je možné poznamenať, že len s opravou tejto chyby, hĺbka krátera vypočítaná Mukhinom, ktorý sa mal údajne vytvoriť pod lunárnym modulom počas pristátia, okamžite klesne z 1.9. m, ktorá vyžaduje Mukhin, do 20 cm; zvyšok výpočtu je však taký absurdný, že táto oprava ho nedokáže opraviť).

Telesná hmotnosť

Podľa definície, telesná hmotnosť existuje sila, ktorou telo tlačí na podperu alebo záves. Hmotnosť telesa spočívajúceho na podpere alebo závese (t. j. stacionárne vzhľadom na Zem alebo iné nebeské teleso) sa rovná

(1)

\begin(align) \mathbf(W) = m \cdot \mathbf(g), \end(align)

kde $\mathbf(W)$ je hmotnosť telesa, $m$ je hmotnosť telesa, $\mathbf(g)$ je zrýchlenie voľného pádu v danom bode. Na povrchu Zeme je gravitačné zrýchlenie blízke normálnemu zrýchleniu (často zaokrúhlené na 9,81 m/s 2). Teleso hmoty 1 kg má hmotnosť $\cca $1 kg 9,81 m/s 2$\cca $1 kgf. Na povrchu Mesiaca je zrýchlenie voľného pádu asi 6-krát menšie ako na povrchu Zeme (presnejšie blízko 1,62 m/s 2). Telesá na Mesiaci sú teda asi 6-krát ľahšie ako na Zemi.

Bežná chyba

Zamieňajú hmotnosť tela a jeho hmotnosť. Hmotnosť telesa nezávisí od nebeského telesa, je konštantná (ak zanedbáme relativistické efekty) a rovná sa vždy rovnakej hodnote - ako na Zemi, tak aj na Mesiaci, aj v beztiažovom stave.

Príklad

Príklad

V novinách Duel, číslo 20, 2002 autor opisuje utrpenie, ktoré musia zažiť astronauti lunárneho modulu pri pristávaní na Mesiaci, a trvá na nemožnosti takéhoto pristátia:

astronautov<…>zažiť dlhodobé preťaženie, ktorého maximálna hodnota je 5. Preťaženie smeruje pozdĺž chrbtice (najnebezpečnejšie preťaženie). Opýtajte sa vojenských pilotov, či je možné zostať v lietadle 8 minút. s päťnásobným preťažením a ešte ho aj zvládnuť. Predstavte si, že po troch dňoch vo vode (troch dňoch letu na Mesiac v nulovej gravitácii) ste vystúpili na pevninu, umiestnili vás do lunárnej kabíny a vaša hmotnosť sa stala 400 kg (G 5), vaša kombinéza je 140 kg a váš batoh za chrbtom - 250 kg. Aby ste nespadli, 8 minút vás drží kábel pripevnený k opasku a potom ešte 1,5 minúty. (žiadne stoličky, žiadne príbytky). Neohýbajte nohy, opierajte sa o podrúčky (ruky by mali byť na ovládačoch). Vytiekla vám krv z hlavy? Sú vaše oči takmer slepé? Neumieraj a neomdlej<…>
je naozaj zlé prinútiť astronautov riadiť pristátie v polohe "v stoji" dlhým 5-násobným preťažením - to sa jednoducho NEDÁ.

Ako sa však už ukázalo, na začiatku zostupu zažili astronauti preťaženie $\cca $ 0,66 g - teda citeľne menej, ako je ich normálna zemská hmotnosť (a na chrbte nemali žiadny batoh - boli priamo spojené so systémom podpory života na lodi). Pred pristátím ťah motora takmer vyrovnal váhu lode na Mesiaci, takže zrýchlenie s tým spojené je $\cca$ 1/6 g - teda počas celého pristátia zažívali menší stres ako pri obyčajnom státí. na zemi. V skutočnosti jednou z úloh opísaného systému pripútania bolo práve pomôcť astronautom udržať sa na nohách. pri chudnutí.

22. marca 1995 sa kozmonaut Valerij Poljakov vrátil z vesmíru po 438 dňoch letu. Tento rekord v trvaní nebol doteraz prekonaný. Stalo sa to možným v dôsledku prebiehajúcich štúdií vplyvu na obežnej dráhe priestorové faktory na Ľudské telo.

1. G-sily počas vzletu a pristátia

Možno to bol Polyakov, ktorý bol ako nikto iný pripravený zostať na obežnej dráhe rok a pol. A nie preto, že má údajne fenomenálne zdravie. A nezaoberal sa predletovou prípravou viac ako ostatní. Ide len o to, že Polyakov, ako profesionálny lekár - kandidát lekárskych vied, ktorý pracoval v Ústave biomedicínskych problémov Ruskej akadémie vied, ako nikto iný v kozmonautskom zbore, poznal "ľudskú štruktúru", reakcie tela na destabilizujúce faktory a spôsoby ich kompenzácie. Čo sú zač?

Pri štarte kozmickej lode sa preťaženia pohybujú v rozmedzí od 1g do 7g. To je mimoriadne nebezpečné, ak preťaženie pôsobí pozdĺž vertikálnej osi, teda od hlavy k chodidlám. V tejto polohe už pri preťažení 3g, ktoré trvá tri sekundy, dochádza u človeka k vážnemu zhoršeniu periférneho videnia. Ak sú tieto hodnoty prekročené, zmeny sa môžu stať nezvratnými a človek zaručene stratí vedomie.

Preto je sedadlo v lodi umiestnené tak, že zrýchlenie pôsobí v horizontálnej rovine. Astronaut používa aj špeciálny kompenzačný oblek. To umožňuje udržať normálnu cerebrálnu cirkuláciu pri dlhotrvajúcich preťaženiach 10g a krátkodobých až 25g. Miera nárastu zrýchlenia je tiež mimoriadne dôležitá. Ak prekročí určitú hranicu, tak aj menšie preťaženie sa môže stať pre astronauta osudným.

Po dlhom pobyte na obežnej dráhe znáša vyčerpaný organizmus preťaženia, ku ktorým dochádza pri pristávaní, oveľa ťažšie ako pri štarte. Preto sa astronaut niekoľko dní pred pristátím pripravuje podľa špeciálnej metódy, ktorá zahŕňa fyzické cvičenie a liečivé prípravky. Pri pristávaní má veľký význam taká orientácia lode v hustých vrstvách atmosféry, aby os preťaženia bola vodorovná. Počas prvých kozmických letov nebolo možné dosiahnuť správnu stabilizáciu lode, v súvislosti s ktorou astronauti pri pristávaní niekedy strácali vedomie.

2. Stav beztiaže

Stav beztiaže je pre telo oveľa náročnejšou skúškou ako preťaženie. Pretože pôsobí dlhodobo a nepretržite, spôsobuje zmeny v rade životne dôležitých funkcií v ľudskom organizme. Takže stredobodom záujmu je stav beztiaže nervový systém a receptory mnohých analyzačných systémov (vestibulárny aparát, svalovo-kĺbový aparát, krvné cievy) v neobvyklých podmienkach fungovania. V dôsledku toho sa prietok krvi spomaľuje, krv sa hromadí v hornej časti tela.

„Podstata“ stavu beztiaže spočíva v tom, že adaptačné procesy vo fyziologických systémoch, stupeň ich prejavu prakticky nezávisí od individuálnych charakteristík organizmu, ale iba od dĺžky pobytu v stave beztiaže. To znamená, že bez ohľadu na to, ako sa na to človek pripravuje na zemi, bez ohľadu na to, aké silné je jeho telo, to má malý vplyv na proces adaptácie.

Je pravda, že človek si rýchlo zvykne na stav beztiaže: zastavia sa závraty a iné negatívne javy. Astronaut po návrate na zem „ochutná“ ovocie beztiaže.

Ak sa na obežnej dráhe nepoužijú žiadne metódy na potlačenie deštruktívneho účinku beztiaže, potom v prvých dňoch zažije kozmonaut na pristátí tieto zmeny:

1. Porušenie metabolických procesov, najmä metabolizmu voda-soľ, ktoré je sprevádzané relatívnou dehydratáciou tkanív, znížením objemu cirkulujúcej krvi, znížením obsahu mnohých prvkov v tkanivách, najmä draslíka a vápnika;

2. Porušenie kyslíkového režimu tela počas fyzickej námahy;

3. Porušenie schopnosti udržať vertikálne držanie tela v statickom a dynamickom stave; pocit tiaže častí tela (okolité predmety sú vnímané ako nezvyčajne ťažké; chýba tréning v dávkovaní svalového úsilia);

4. Porušenie hemodynamiky pri práci strednej a vysokej intenzity; po prechode z horizontálnej do vertikálnej polohy sú možné stavy pred mdlobou a mdloby;

5. Znížená imunita.

Na obežnej dráhe sa používa celý rad opatrení na boj proti deštruktívnemu účinku stavu beztiaže na telo. Zvýšená spotreba draslík a vápnik. Podtlak aplikovaný na dolnú polovicu tela na odtok krvi. Barokompenzačné spodné prádlo. Elektrická stimulácia svalov. Dávkovaný liek. Tréning na bežiacom páse a iných simulátoroch.

3. Hypodynamia

V boji proti fyzickej nečinnosti sa používa aj bežecký pás a rôzne svalové simulátory. Na obežnej dráhe je to nevyhnutné, pretože pohyby v stave beztiaže vyžadujú oveľa menej úsilia ako na zemi. A po návrate na zem, dokonca aj po každodennom vyčerpávajúcom tréningu, astronauti zažívajú pokles svalová hmota. Okrem toho má fyzická aktivita priaznivý vplyv na srdce, ktoré, ako viete, je tiež sval.

4. Žiarenie

Účinok tohto faktora na ľudské telo je dobre študovaný. Svetová zdravotnícka organizácia vypracovala normy pre dávky žiarenia, ktorých prekročenie je zdraviu škodlivé. Tieto predpisy sa nevzťahujú na astronautov.

Predpokladá sa, že osoba môže podstúpiť fluorografiu nie viac ako raz za rok. Zároveň dostane dávku 0,8 mSv (milisievert). Kozmonaut dostáva dennú dávku až 3,5 mSv. Podľa noriem vesmírnej medicíny sa však takéto žiarenie pozadia považuje za prijateľné. Keďže je do určitej miery neutralizovaný liekmi. Denná dávka žiarenia nie je konštantná. Každý kozmonaut má individuálny dozimeter, ktorý počíta milisieverty nahromadené v tele. Za rok pobytu vo vesmíre môžete získať od 100 do 300 mSv.

„Samozrejme, toto nie je dar,“ hovorí Vjačeslav Šuršakov, vedúci laboratória metód a prostriedkov vesmírnej dozimetrie v Ústave biomedicínskych problémov Ruskej akadémie vied, „ale taká je špecifickosť kozmonautskej profesie. “

Ročná prahová dávka je 500 mSv. Čo je 25-násobok prahu pre zamestnancov jadrových elektrární, čo je 20 mSv.

Nuž a celková dávka, po ktorej kozmonaut nesmie letieť, je 1000 mSv. V rovnakom čase, keď letel Gagarin, bolo toto číslo 4000 mSv. Najviac sa k prahu priblížil Sergej Avdeev, ktorý nalietal celkovo 747 dní. Dávka, ktorú dostal, je 380 mSv.

Foto: ITAR-TASS/Albert Pushkarev

Preťaženie je pomer výslednice všetkých síl (okrem hmotnosti) pôsobiacich na lietadlo k hmotnosti lietadla.

Preťaženia sú definované v združenom súradnicovom systéme:

nx- pozdĺžne preťaženie; nu- normálne preťaženie; nz- bočné preťaženie.

Úplné preťaženie je určené vzorcom

Pozdĺžne preťaženie nx dochádza pri zmene ťahu a odporu motora.

Ak je ťah motora väčší ako odpor, potom je preťaženie kladné. Ak je hodnota odporu väčšia ako prítlačná sila motora, potom je preťaženie záporné.

Pozdĺžne preťaženie je určené vzorcom

Bočné preťaženie nz nastáva počas letu lietadla s kĺzaním. Ale veľkosť bočnej aerodynamickej sily Z je veľmi malá. Preto sa vo výpočtoch bočné preťaženie rovná nule. Bočné preťaženie je určené vzorcom

Vykonávanie akrobatických manévrov je sprevádzané najmä výskytom veľkých normálnych g-síl.

Normálne preťaženie nu nazýva sa pomer vztlaku k hmotnosti lietadla a určuje sa podľa vzorca

Normálne preťaženie, ako je zrejmé zo vzorca (11.5), je spôsobené zdvíhacou silou. Pri vodorovnom lete s pokojnou atmosférou sa vztlaková sila rovná hmotnosti lietadla, preto sa preťaženie rovná jednej:

Ryža. 6 Vplyv odstredivej sily zotrvačnosti na pilota a - s prudkým zvýšením uhla nábehu, b - s prudkým znížením uhla nábehu

Pri zakrivenom lete, keď je vztlaková sila väčšia ako hmotnosť lietadla, bude g-sila väčšia ako jedna.

Keď sa lietadlo pohybuje po zakrivenej dráhe, dostredivá sila je, ako už bolo spomenuté, zdvíhacia sila, teda tlak vzduchu na krídla. Pri tejto hodnote dostredivej sily je vždy rovnaká, ale opačného smeru odstredivá sila zotrvačnosti, ktorá je vyjadrená prítlačnou silou krídel na vzduch. Okrem toho odstredivá sila pôsobí ako závažie (hmotnosť), a keďže sa vždy rovná dostredivej sile, keď sa táto zväčší, zvýši sa o rovnakú hodnotu. Aerodynamické preťaženie je teda podobné nárastu hmotnosti lietadla (pilota).

Keď dôjde k preťaženiu, pilotovi sa zdá, že jeho telo oťažielo.

Normálne preťaženie je rozdelené na pozitívne a negatívne. Keď preťaženie tlačí pilota k sedadlu, potom toto preťaženie pozitívne ak ho však oddelí od sedadla a nechá na postroji - negatívne (obr. 6).

V prvom prípade bude krv odtekať z hlavy do nôh, v druhom prípade bude prúdiť do hlavy.

Ako už bolo spomenuté, zvýšenie vztlaku pri krivočiarom pohybe je ekvivalentné zvýšeniu hmotnosti lietadla o rovnakú hodnotu, potom

(11.6)

(11.7)

kde n ur - jednorazové preťaženie.

Zo vzorca (11.7) je zrejmé, že veľkosť dostupného preťaženia je určená rezervou koeficientov vztlaku (zásoby uhlov nábehu) od hodnoty potrebnej pre vodorovný let po bezpečnú hodnotu (Su TR alebo Su KR).

Maximálne možné normálne preťaženie možno dosiahnuť vtedy, keď sa pri lete pri danej rýchlosti a výške letu plne využije schopnosť lietadla vytvárať vztlak. Toto preťaženie možno dosiahnuť v prípade, keď sa lietadlo náhle (bez viditeľného zníženia rýchlosti letu) dostane na C y \u003d C y max:

(11.8)

Je však nežiaduce priviesť lietadlo k takémuto preťaženiu, pretože dôjde k strate stability a zaseknutiu do vývrtky alebo vývrtky. Z tohto dôvodu sa pri vysokých rýchlostiach letu, najmä pri výstupe z ponoru, neodporúča prudko vychýliť riadiacu páku smerom k sebe. Preto sa maximálne možné alebo dostupné preťaženie považuje za menšie, aby sa zabránilo tomu, aby sa lietadlo dostalo do režimu natriasania. Vzorec na určenie tohto preťaženia je

(11.9)

Pre lietadlá Jak-52 a Jak-55 sú grafické závislosti dostupných preťažení od rýchlosti letu znázornené na obr. 7, Obr. 8. Pri vykonávaní letov na lietadlách Jak-52 a Jak-55 je dostupné bežné preťaženie obmedzené najmä pevnostnými charakteristikami lietadla.

Maximálne prípustné prevádzkové preťaženie lietadla Jak-52:

s kolesovým podvozkom:

kladné +7;

záporné -5;

s lyžiarskym podvozkom:

kladné +5;

záporné -3.

Maximálne prípustné prevádzkové preťaženie lietadla Jak-55:

v tréningovej verzii:

kladné +9;

záporné -6;

v destilačnej verzii:

kladné +5;

záporné -3.

Prekročenie týchto preťažení počas letu je zakázané, pretože sa môžu objaviť zvyškové deformácie v konštrukcii lietadla.

Pri vykonávaní ustálených krivočiarych manévrov závisí preťaženie od rezervy ťahu elektrárne. Rezerva ťahu sa určuje z podmienky dodržania danej rýchlosti počas celého manévru.

Obmedzte preťaženie pre dostupný ťah PREV nazývané najväčšie preťaženie, pri ktorom ťah elektrárne ešte vyrovnáva odpor. Určuje sa podľa vzorca

(11.10)

Limitné dostupné preťaženie ťahom závisí od rýchlosti letu a nadmorskej výšky, pretože vyššie uvedené faktory ovplyvňujú dostupný ťah Pp a aerodynamickú kvalitu K na rýchlosti.

Pre každú hodnotu rýchlosti sú dostupné hodnoty ťahu prevzaté z krivky Pp (V), hodnota koeficientu Su je prevzatá z poláru pre zodpovedajúcu rýchlosť V a vypočítaná podľa vzorca (11.10).

Pri manévrovaní v horizontálnej rovine s preťažením menším, ako je dostupné, ale väčším ako maximálny ťah, lietadlo stratí rýchlosť alebo výšku letu.

Preťaženie- pomer absolútnej hodnoty lineárneho zrýchlenia spôsobeného negravitačnými silami k zrýchleniu voľného pádu na povrchu Zeme. Ako pomer dvoch síl je g-sila bezrozmerná veličina, avšak g-sila sa často vyjadruje v jednotkách tiažového zrýchlenia. g. Preťaženie o 1 jednotku (t.j. 1 g) sa číselne rovná hmotnosti telesa spočívajúceho v gravitačnom poli Zeme. Preťaženie na 0 g je skúšaná telesom v stave voľného pádu pod vplyvom iba gravitačných síl, teda v stave beztiaže.

Preťaženie je vektorová veličina. Pre živý organizmus je dôležitý smer pôsobenia preťaženia. Pri preťažení majú ľudské orgány tendenciu zostať v rovnakom stave (uniformné priamočiary pohyb alebo odpočinok). Pri pozitívnom preťažení (hlava - nohy) krv ide z hlavy do nôh, žalúdok klesá. Negatívna G-sila zvyšuje prietok krvi do hlavy. Najpriaznivejšia poloha ľudského tela, v ktorej môže vnímať najväčšie preťaženia, je ľah na chrbte, otočený k smeru zrýchlenia pohybu, najnepriaznivejšia na prenášanie preťaženia je v pozdĺžnom smere nohami do smeru zrýchlenia pohybu. zrýchlenie. Keď auto narazí na pevnú prekážku, osoba sediaca v aute zažije preťaženie chrbta a hrudníka. Takéto preťaženie sa toleruje bez väčších ťažkostí. Bežný človek znesie preťaženie do 15 g asi 3 - 5 sekúnd bez straty vedomia. Preťaženia od 20 - 30 g a viac človek vydrží bez straty vedomia najviac 1 - 2 sekundy a v závislosti od veľkosti preťaženia.

Príznaky a mechanizmus účinku preťaženia
Všeobecné príznaky. Reakcia človeka na preťaženie je určená jeho veľkosťou, rastovým gradientom, trvaním pôsobenia, smerom vo vzťahu k hlavným cievam tela, ako aj počiatočným funkčným stavom tela.V závislosti od povahy, veľkosti a kombinácií týchto faktorov, môže dôjsť k zmenám jemných funkčných posunov v organizme až do extrémne ťažkých stavov, sprevádzaných úplnou stratou zraku a vedomia v prítomnosti hlbokých porúch funkcií kardiovaskulárneho, dýchacieho, nervového a druhého systému tela.

Celkové zmeny stavu človeka pri pôsobení preťaženia sa prejavujú pocitom tiaže v celom tele, spočiatku s ťažkosťami, a so zvyšovaním veľkosti preťaženia a úplnou absenciou pohybov, najmä končatín. v niektorých prípadoch bolesť svalov chrbta a krku [Babushkin VP, 1959; deGraef P., 1983]. Existuje výrazný posun mäkkých tkanív a ich deformácia. Pri dlhodobom pôsobení dostatočne veľkých kladných g-síl na oblasti nôh, zadku a miešku, ktoré nie sú chránené protitlakom, sa môžu objaviť kožné petechiálne krvácania vo forme bodiek alebo veľkých škvŕn, intenzívne sfarbených, ale nebolestivé. spontánne zmizne v priebehu niekoľkých dní. Niekedy na týchto miestach dochádza k opuchu a pri negatívnych g-silách - opuch tváre. Porucha zraku sa vyskytuje skoro. Pri vysokých g-silách vzniká strata vedomia, ktorá trvá 9-21 s.

Mechanizmus pôsobenia pozitívnych a negatívnych preťažení je zložitý a je spôsobený primárnymi účinkami spôsobenými zotrvačnými silami. Najdôležitejšie z nich sú: redistribúcia krvi v tele do dolnej (+GZ) alebo hornej (-G z) polovice tela, posunutie orgánov a deformácia tkanív, ktoré sú zdrojom neobvyklých impulzov v centrálnej nervový systém, zhoršená cirkulácia, dýchanie a stresová reakcia. Rozvíjajúca sa hypoxémia a hypoxia majú za následok poruchy funkcie centrálneho nervového systému, srdca, žliaz s vnútornou sekréciou. Porušil biochémiu životných procesov. Môže dôjsť k poškodeniu bunkových štruktúr reverzibilnej alebo ireverzibilnej povahy, zistenej cytochemickými a histologickými metódami.

Jednou z hlavných požiadaviek na vojenských pilotov a astronautov je schopnosť tela znášať preťaženie. Vycvičení piloti v anti-G oblekoch dokážu vydržať G-sily od -3 do -2 g až +12 g. Odolnosť voči negatívnym silám g smerom nahor je oveľa nižšia. Zvyčajne o 7-8 g oči „sčervenajú“, videnie zmizne a človek postupne stráca vedomie v dôsledku prívalu krvi do hlavy. Astronauti počas vzletu znášajú preťaženie v ľahu. V tejto polohe pôsobí preťaženie v smere hrudník – chrbát, čo umožňuje vydržať niekoľkominútové preťaženie niekoľkých jednotiek g. Existujú špeciálne anti-g obleky, ktorých úlohou je uľahčiť pôsobenie preťaženia. Obleky sú korzet s hadicami, ktoré sa nafukujú zo vzduchového systému a držia vonkajší povrch ľudského tela, čím mierne bránia odtoku krvi.

Preťaženie zvyšuje zaťaženie konštrukcie strojov a môže viesť k ich poruche alebo zničeniu, ako aj k pohybu uvoľnených alebo zle zaistených bremien. Prípustná hodnota preťaženia pre civilné lietadlá je 2,5 g