Гипергравитация

Гипергравитация определяется как состояние, при котором превышает силу сила гравитации на поверхности Земли . ^[1] выражается как значение более 1 г. Это На Земле создаются условия гипергравитации для исследований физиологии человека в воздушном бою и космических полетах, а также испытаний материалов и оборудования для космических полетов. возможность производства турбинных лопаток из алюминида титана весом 20 г (ЕКА) изучают Исследователи Европейского космического агентства шириной 8 метров с помощью центрифуги большого диаметра (LDC) . ^[2]

Бактерии

Ученые НАСА, изучавшие удары метеоритов, обнаружили, что большинство штаммов бактерий способны размножаться при ускорении, превышающем 7500 g . ^[3]

Недавние исследования экстремофилов в Японии включали различные бактерии, включая Escherichia coli и Paracoccus denitrificans, которые подвергались условиям чрезвычайной тяжести. Бактерии культивировали при вращении в ультрацентрифуге при высоких скоростях, соответствующих 403627 g . Другое исследование, опубликованное в Трудах Национальной академии наук, сообщает, что некоторые бактерии могут существовать даже в условиях крайней «гипергравитации». Другими словами, они все еще могут жить и размножаться, несмотря на гравитационные силы, которые в 400 000 раз превышают те, которые ощущаются здесь, на Земле. Paracoccus denitrificans была одной из бактерий, которая продемонстрировала не только выживание, но и устойчивый клеточный рост в условиях гиперускорения, которые обычно встречаются только в космических средах, например, на очень массивных звездах или в ударных волнах сверхновых . Анализ показал, что небольшой размер прокариотических клеток необходим для успешного роста в условиях гипергравитации. Исследование имеет значение для возможности существования экзобактерии и панспермия . Проблема этой практики - быстрое вращение. Если кто-то слишком быстро двигает головой, находясь внутри быстро движущейся центрифуги, он может почувствовать дискомфорт, как будто кувыркается. Это может произойти, когда жидкости, чувствительные к балансу в полукружных каналах внутреннего уха, «путаются». Некоторые эксперименты с использованием центрифуг часто включают устройства, которые фиксируют головы испытуемых, чтобы предотвратить эту иллюзию. Однако путешествовать в космосе с неподвижной головой непрактично. ^[4]^[5]

Материалы

Условия высокой гравитации, создаваемые центрифугой, применяются в химической промышленности, литье и синтезе материалов. ^[6]^[7]^[8]^[9] На конвекцию и массоперенос большое влияние оказывают гравитационные условия. Исследователи сообщили, что уровень высокой гравитации может эффективно влиять на фазовый состав и морфологию продуктов. ^[6]

Влияние на скорость старения крыс

С тех пор, как Перл предложил теорию старения, основанную на скорости жизни, многочисленные исследования продемонстрировали ее обоснованность на пойкилотермных животных. Однако у млекопитающих удовлетворительные экспериментальные доказательства все еще отсутствуют, поскольку вызванное извне увеличение скорости основного обмена у этих животных (например, при помещении на холод) обычно сопровождается общими гомеостатическими нарушениями и стрессом. Настоящее исследование было основано на данных о том, что крысы, подвергшиеся воздействию слегка увеличенной силы тяжести, способны адаптироваться с небольшим хроническим стрессом, но с более высоким уровнем основных метаболических затрат (повышением «скорости жизни»). Скорость старения 17-месячных крыс, подвергавшихся воздействию 3,14 г в центрифуге для животных в течение 8 месяцев, была выше, чем у контрольных крыс, о чем свидетельствует явно повышенное содержание липофусцина в сердце и почках, уменьшение количества и увеличение размера митохондрий. ткань сердца и дыхание нижних митохондрий печени (сниженная «эффективность»: на 20% большее соотношение АДФ: 0, P менее 0,01; сниженная «скорость»: на 8% более низкий коэффициент респираторного контроля, P менее 0,05). ^[10] Среднее ежедневное потребление пищи на кг массы тела, которое предположительно пропорционально «уровню жизни» или удельным основным метаболическим расходам, было примерно на 18% выше, чем в контрольной группе (P менее 0,01) после начального 2-месячного периода адаптации. . Наконец, хотя половина центрифугированных животных прожила лишь немного короче, чем контрольная группа (в среднем около 343 дней против 364 дней на центрифуге, разница статистически незначима), оставшаяся половина (самые долгоживущие) прожила на центрифуге в среднем 520 дней (диапазон 483–572) по сравнению со средним значением 574 дня (диапазон 502–615) для контроля, рассчитанным от начала центрифугирования, или на 11% короче (P менее 0,01). Таким образом, эти результаты показывают, что умеренное повышение уровня базального метаболизма у молодых взрослых крыс, адаптированных к гипергравитации, по сравнению с контрольной группой в условиях нормальной гравитации сопровождается примерно одинаковым увеличением скорости старения органов и снижением выживаемости, что согласуется с данными Перла. Теория старения скорости жизни, ранее экспериментально продемонстрированная только у пойкилотермных животных.

Влияние на поведение взрослых крыс

детенышей от беременных крыс, подвергшихся воздействию гипергравитации (1,8 г ) или нормальной гравитации в перинатальном периоде. Оценивали ^[11] По сравнению с контрольной группой, в группе с гипергравитацией были более короткие задержки перед выбором рукава лабиринта в Т-образном лабиринте и меньше исследовательских тыканий в доску с отверстиями. Во время диадических встреч у группы с гипергравитацией было меньше эпизодов самоухода и более короткие задержки перед переходом под противостоящую крысу.

См. также

g-force#Человеческая толерантность

Ссылки

^ «Специальное определение: гипергравитация» . Интернет-словарь Вебстера . Проверено 29 апреля 2011 г.
^ эс. «Центрифуга большого диаметра» .
^ http://www.universetoday.com/89416/hypergradity/ ^{[ нужна полная цитата ]}
^ Тан, Кер (25 апреля 2011 г.). «Бактерии растут под силой тяжести, в 400 000 раз превышающей земную» . National Geographic-Daily News . Национальное географическое общество . Архивировано из оригинала 27 апреля 2011 года . Проверено 28 апреля 2011 г.
^ Дегучи, Сигеру; Хирокадзу Симосигэ; Микико Цудоме; Сада-ацу Мукаи; Роберт В. Коркери; Сусуму Ито; Коки Хорикоши (2011). «Рост микробов при гиперускорениях до 403627× g » . Труды Национальной академии наук . 108 (19): 7997–8002. Бибкод : 2011PNAS..108.7997D . дои : 10.1073/pnas.1018027108 . ПМК 3093466 . ПМИД 21518884 .
^ Jump up to: ^а ^б Инь, Си; Чен, Кэсинь; Чжоу, Хэпин; Нин, Сяошань (август 2010 г.). «Горючий синтез композитов Ti3SiC2/TiC из элементарных порошков в условиях высокой гравитации». Журнал Американского керамического общества . 93 (8): 2182–2187. дои : 10.1111/j.1551-2916.2010.03714.x .
^ Мескита, РА; Лейва, ДР; Явари, Арканзас; Ботта Фильо, WJ (апрель 2007 г.). «Микроструктура и механические свойства объемных сплавов AlFeNd(Cu,Si), полученных методом центробежного литья». Материаловедение и инженерия: А. 452–453: 161–169. дои : 10.1016/j.msea.2006.10.082 .
^ Чен, Цзянь-Фэн; Ван, Ю-Хонг; Го, Фен; Ван, Синь-Мин; Чжэн, Чонг (апрель 2000 г.). «Синтез наночастиц с использованием новой технологии: высокогравитационное реактивное осаждение». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 39 (4): 948–954. дои : 10.1021/ie990549a .
^ Абэ, Ёсиюки; Майцца, Джованни; Беллинджери, Стивен; Исидзука, Масао; Нагасака, Юджи; Сузуки, Тецуя (январь 2001 г.). «Синтез алмазов методом CVD в высокогравитационной плазме постоянного тока (hgcvd) с активным контролем температуры подложки». Акта Астронавтика . 48 (2–3): 121–127. Бибкод : 2001AcAau..48..121A . дои : 10.1016/S0094-5765(00) 00149-1
^ Экономос, AC; Микель, Дж.; Баллард, Р.К.; Бланден, М.; Линдсет, Калифорния; Флеминг, Дж.; Филпотт, Делавэр; Ояма, Дж. (1982). «Влияние смоделированной повышенной гравитации на скорость старения крыс: последствия для теории старения скорости жизни». Архив геронтологии и гериатрии . 1 (4): 349–63. дои : 10.1016/0167-4943(82)90035-8 . ПМИД 7186330 .
^ Тюллер, Ф.; Хайзун, К.; Дюбуа, М.; Лестьен, Ф.; Лалонд, Р. (2002). «Исследование и двигательная активность молодых и взрослых крыс, подвергшихся воздействию гипергравитации силой 1,8 G во время развития: предварительный отчет». Физиология и поведение . 76 (4–5): 617–622. дои : 10.1016/S0031-9384(02)00766-7 . ПМИД 12127001 . S2CID 44448239 .

Внешние ссылки

Притяжение гипергравитации
Экономос, AC; Микель, Дж; Баллард, Р.К.; Бланден, М; Линдсет, Калифорния; Флеминг, Дж; Филпотт, Делавэр; Ояма, Дж (1982). «Влияние смоделированной повышенной гравитации на скорость старения крыс: значение теории старения для скорости жизни». Арх Геронтол Гериатр . 1 (4): 349–63. дои : 10.1016/0167-4943(82)90035-8 . ПМИД 7186330 .

[1] «Специальное определение: гипергравитация» . Интернет-словарь Вебстера . Проверено 29 апреля 2011 г.

[2] эс. «Центрифуга большого диаметра» .

[3] ttp://www.universetoday.com/89416/hypergradity/ ^{[ нужна полная цитата ]}

[4] Тан, Кер (25 апреля 2011 г.). «Бактерии растут под силой тяжести, в 400 000 раз превышающей земную» . National Geographic-Daily News . Национальное географическое общество . Архивировано из оригинала 27 апреля 2011 года . Проверено 28 апреля 2011 г.

[5] Дегучи, Сигеру; Хирокадзу Симосигэ; Микико Цудоме; Сада-ацу Мукаи; Роберт В. Коркери; Сусуму Ито; Коки Хорикоши (2011). «Рост микробов при гиперускорениях до 403627× g » . Труды Национальной академии наук . 108 (19): 7997–8002. Бибкод : 2011PNAS..108.7997D . дои : 10.1073/pnas.1018027108 . ПМК 3093466 . ПМИД 21518884 .

[auto-6] Jump up to: ^а ^б Инь, Си; Чен, Кэсинь; Чжоу, Хэпин; Нин, Сяошань (август 2010 г.). «Горючий синтез композитов Ti3SiC2/TiC из элементарных порошков в условиях высокой гравитации». Журнал Американского керамического общества . 93 (8): 2182–2187. дои : 10.1111/j.1551-2916.2010.03714.x .

[7] Мескита, РА; Лейва, ДР; Явари, Арканзас; Ботта Фильо, WJ (апрель 2007 г.). «Микроструктура и механические свойства объемных сплавов AlFeNd(Cu,Si), полученных методом центробежного литья». Материаловедение и инженерия: А. 452–453: 161–169. дои : 10.1016/j.msea.2006.10.082 .

[8] Чен, Цзянь-Фэн; Ван, Ю-Хонг; Го, Фен; Ван, Синь-Мин; Чжэн, Чонг (апрель 2000 г.). «Синтез наночастиц с использованием новой технологии: высокогравитационное реактивное осаждение». Исследования в области промышленной и инженерной химии . 39 (4): 948–954. дои : 10.1021/ie990549a .

[9] Абэ, Ёсиюки; Майцца, Джованни; Беллинджери, Стивен; Исидзука, Масао; Нагасака, Юджи; Сузуки, Тецуя (январь 2001 г.). «Синтез алмазов методом CVD в высокогравитационной плазме постоянного тока (hgcvd) с активным контролем температуры подложки». Акта Астронавтика . 48 (2–3): 121–127. Бибкод : 2001AcAau..48..121A . дои : 10.1016/S0094-5765(00) 00149-1

[10] Экономос, AC; Микель, Дж.; Баллард, Р.К.; Бланден, М.; Линдсет, Калифорния; Флеминг, Дж.; Филпотт, Делавэр; Ояма, Дж. (1982). «Влияние смоделированной повышенной гравитации на скорость старения крыс: последствия для теории старения скорости жизни». Архив геронтологии и гериатрии . 1 (4): 349–63. дои : 10.1016/0167-4943(82)90035-8 . ПМИД 7186330 .

[11] Тюллер, Ф.; Хайзун, К.; Дюбуа, М.; Лестьен, Ф.; Лалонд, Р. (2002). «Исследование и двигательная активность молодых и взрослых крыс, подвергшихся воздействию гипергравитации силой 1,8 G во время развития: предварительный отчет». Физиология и поведение . 76 (4–5): 617–622. дои : 10.1016/S0031-9384(02)00766-7 . ПМИД 12127001 . S2CID 44448239 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]