<p style="text-indent:25px;">Гидроневесомость — физическое состояние полностью погружённого в жидкость твёрдого тела, при котором равнодействующая всех внешних сил (силы тяжести и выталкивающей силы Архимеда) равна нулю, а их моменты относительно любой оси взаимно уравновешены.
Иными словами, гидроневесомость характеризуется нулевой плавучестью (тело не тонет и не всплывает) и безразличным (индифферентным) равновесием — тело сохраняет любую приданную ему ориентацию без внешних удерживающих усилий. Используется при подготовке космонавтов к космическому полёту.
Условия возникновения Для достижения гидроневесомости необходимо одновременное выполнение двух условий: 1. Равенство сил — сила тяжести, действующая на тело, равна выталкивающей силе Архимеда:
где: m - масса тела, кг ρ - плотность жидкости, кг/ g - ускорение свободного падения, м/c2 V - объём погружённой части тела, м3 2. Совпадение центров — центр тяжести (ЦТ) тела и центр величины (ЦВ) — точка приложения равнодействующей сил давления жидкости — должны совпадать. Это условие обеспечивает безразличное равновесие: при отклонении тела от исходного положения не возникает возвращающего или опрокидывающего момента. Математически это выражается как совпадение координат:
Отличие от невесомости Хотя гидроневесомость успешно имитирует многие аспекты поведения тел в невесомости, между ними есть принципиальные различия:
Природа сил — в космическом полёте невесомость возникает из-за отсутствия силы реакции опоры при свободном падении; все части тела движутся с одинаковым ускорением. В гидроневесомости сила тяжести продолжает действовать, но компенсируется распределённой по поверхности тела выталкивающей силой. Воздействие на организм — в условиях гидроневесомости внутренние органы человека по-прежнему испытывают воздействие гравитации, тогда как в космосе это воздействие отсутствует. Сопротивление движению — при перемещении в воде возникает гидродинамическое сопротивление, которого нет в вакууме. Это замедляет движения и требует дополнительных усилий, что, однако, может быть полезно для отработки точных операций. <p style="text-indent:25px;">В космической медицине и инженерной практике гидроневесомость используется как метод наземного моделирования условий невесомости для отработки навыков космонавтов, прежде всего — внекорабельной деятельности (ВКД). <p style="text-indent:25px;">Космонавты готовятся к ВКД, тренируясь в условиях гидроневесомости, максимально приближённых к реальной невесомости, создаваемых в бассейне Гидролаборатории Центра подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина на глубине от 8 метров, в тех же скафандрах, в которых им предстоит работать в космосе (в XXI веке это скафандры «Орлан»). Астронавты США проходят аналогичную подготовку в (NBL) НАСА в ХьюстонеБез веса: Снизить вес до нуля // «Популярная Механика». Свои гидролаборатории имеют Китай, Германия, Япония (см. :en:Neutral buoyancy pool).
Гидролаборатория
Первая Гидролаборатория Центра подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина, создающая условия гидроневесомости, была создана в 1965 году; современная официально открылась 1 марта 1980 года, хотя тренировки в ней проходили с 29 декабря 1978 г. В 2015—2020 годы она прошла капитальную модернизациюГидролабораторию Центра подготовки космонавтов ждет реконструкция // «Москва24», 17 января 2015.Первое погружение с участием человека провели после масштабной реконструкции гидролаборатории ЦПК // ЦПК им. Ю. А. Гагарина, 27 мая 2020..
Бассейн Гидролаборатории имеет цилиндрическую форму, глубину 12, диаметр 23 метра и объём 5000 м³. Оснащён системой прожекторов и видеокамер, позволяющей записывать процесс тренировок, 45 иллюминаторами, подъёмной платформой грузоподъёмностью 27,5 тонн. В нём поддерживаются заданные химический состав, температура (около 30 °C) и прозрачность воды.
Во время работы на орбите советских станций «Салют-7» и «Мир» тренировки в бассейне Гидролаборатории проходили на их полноразмерных макетах; со времени запуска МКС они происходят на погружаемых на дно полноразмерных моделях её частей. В Гидролаборатории есть макет всей станции, но он крупнее бассейна, поэтому каждый раз в бассейн погружают лишь фрагменты МКС, необходимые для текущих тренировок.
Бассейн НАСА в NBL крупнее (30x70 метров), однако в отличие от московской Гидролаборатории в нём отсутствует подъёмная платформа.
См. также Гидрокосмос. Нырнуть, чтобы взлететь — фильм Телестудии Роскосмоса. Миссии НАСА по операциям в экстремальной окружающей среде
Примечания
Ссылки Как проходят наземные тренировки космонавтов
Категория:Невесомость Категория:Подготовка к пилотируемому космическому полёту Категория:Плавучесть