பூமியில் இருப்பதுப்போல், விண்வெளியில் புவியீர்ப்பு விசை இருக்காது! எனவே, விண்வெளி நிலையத்தில் செயற்கை ஈர்ப்பு விசை இருக்கும். செயற்கை விசையால் மனிதர்களுக்குப் பாதிப்பு உண்டா? | How to create artifical gravity? | what is gravity? | Space station | Escape speed |

           புவியீர்ப்பு (Earth's gravity) பூமியில் இல்லை எனில், நாம் அனைவரும் பூமியில் மேல் மிதந்துக் (floating)  கொண்டு இருப்போம். புவியீர்ப்பு விசை (force) இருந்தால் மட்டுமே பூமியில் உள்ள அனைத்தும் நிலையாக (stable) இருக்கும்.

Astronaut in Space with a suit

            ஆனால், பூமியில் இருந்து விண்வெளிக்கு (Space) செல்லும் விண்வெளி வீரர்கள் (Astronauts) , இங்கு விண்வெளியில் மிதந்துக் கொண்டு இருக்கும் விண்வெளி நிலைத்தில் (Space Station) இருப்பர்கள். ஆனால், பூமியில் இருக்கும் புவியீர்ப்பு விசை விட குறைவாக தான் இருக்கும். அதனால், அங்கு இருக்கும் வீரர்களின் இரத்தம் ஒட்டம் (Blood circulation) பதிப்பு அடையும். 

            இதனை சரிச் செய்ய விண்வெளி நிலையத்தில் (Space station) செயற்கை (Artificial) புவியீர்ப்பு (gravity) இருக்கும். ஆனால், செயற்கை புவீயீர்ப்பு விசையால் மனிதர்களுக்கு (Humans) பாதிப்பு (effects) ஏற்படுமா இல்லை எற்படாத?

ஈர்ப்பு விசை என்றால் என்ன? (What is gravity force?)

        ஈர்ப்பு விசை என்றால் ஒரு பொருளை பூமியின் மையத்திற்கு (centre) ஈர்க்கும் (attracting) விசை அல்லது ஒரு எடை உள்ள பொருளை தன்னை நோக்கி இலுக்கும் (pulling) விசை ஆகும். புவியீர்ப்பு விசை என்றால் பூமியினால் ஏற்படும் ஈர்ப்பு விசை, புவியீர்ப்பு விசை எனப்படும்.

Water drop falls due to gravity

செயற்கை புவீயீர்ப்பு விசை: (Artificial Earth's gravitational force)

         எங்கு ஈர்ப்பு விசை இருந்தாலும், அது இயற்கைத்தான். விண்வெளி நிலையத்தில் ஏற்படும் ஈர்ப்பு விசையும் இயற்கைத்தான். ஆனால், பூமியில் பழக்கப்பட்ட ஈர்ப்பு விசை விண்வெளியிலும் மற்றும் விண்வெளி நிலையத்திலும் வேறுபாடுக் கொண்டு இருக்கும். எனவே தான், இயல்புக்கு மாறான அளவில் அமையும் செயற்கை ஈர்ப்பு விசை பல்வேறு சிக்கல்களை ஏற்படுத்துகிறது என விஞ்ஞானிகள் (scientists) கண்டுபிடித்துள்ளனர்.

Man made Artificial gravity Capsule

செயற்கை புவியீர்ப்பு விசையால் இரத்த ஒட்டம் பாதிக்கப்படுமா? (Does artificial earth's gravitational force affects blood circulation?)

         பூமியில் கால் பதித்து நிற்கும்போது, கால்களை நோக்கி இரத்த ஒட்டம் நடக்கும். அதே நேரத்தில், இதயத்திற்கு (heart) மேலே உள்ள தலைப் பகுதிக்கு இரத்தம் செல்ல அழுத்தம் (Pressure) கொடுக்க வேண்டும். பூமியில் இருக்கும் ஒருவர் தரையில் நிற்கும் நிலையில், இதயத்தில் 100 mmHg என்ற அழுத்தம் இருக்கும்போது, கால்களில் 200 mmHg அழுத்தம் இருக்கும் மற்றும் தலையில் 70 mmHg எனவும் இரத்த அழுத்தம் அமையும். இதுவே இயல்பு இரத்த நிலை ஆகும். இதயத் துடிப்பு (heart beat) அளவு மாறித் தன்னைத் தானே சரிச் செய்துக் கொள்ளும். இதுவே இதயத்தின் செயல்பாடு ஆகும்.

Human blood circulation chart

           ஆனால், விண்வெளி நிலையத்தில் செயற்கை ஈர்ப்பு விசையால் மனிதர்கள் மதிக்கும் போது, இரத்தம் கால்லை நோக்கிச் செல்ல முடியாது. அதே நேரத்தில், தலை நோக்கிச் செல்லும் இரத்த அளவு அதிகரிக்கும். இது, பலப் பதிப்புகளை ஏற்படுத்தும். எனவே தான், விண்வெளி வீரரின் முகத்தைப் பார்க்கும் போது, அவர்களின் முகம் பூரித்து உப்பிக் காணப்படும் மற்றும் அவர்களின் கண் திசுக்களில் அழுத்தம் ஏறபடுவதால், கண் வீக்கம் அடையும். அதனால், விண்வெளி வீரர்களின் கண் பார்வையில் சில மாற்றங்கள் ஏற்படும்.

செயற்கை ஈர்ப்பு விசையால் மனிதனின் சமநிலைப் பாதிக்கப்படுமா? (Does artificial gravity affects human's stability?)

         செயற்கை ஈர்ப்பு விசையால், இரத்த ஒட்டம் மாறும். இந்த மாற்றத்தால், காதின் உட்புறம் உள்ள ஒரு திரவம் (liquid) மெலடோனின் (melatonin) நம்மைச் சமநிலையில் வைக்க மிகவும் உதவும். ஆனால், விண்வெளியில் இந்தத் திரவம் காதுக்குள் மிதப்பதால் உடலின் சமநிலைக்கு இது உதவாது. எனவே தான், பல விண்வெளி வீரர்களுக்கு முதலில் தலைச் சுற்று ஏற்படும். விண்வெளி நிலையத்தில் ஒரே திசையை நோக்கித்தான் அறிவிப்புகள் எழுதப்பட்டு இருக்கும். எனவே அதனைக் குறிப்பாக வைத்து தானாக மூளை மேலே மற்றும் கீழே என்ற உணர்வை ஏற்படுத்தும். அதுவரைக்கும், இந்தச் சிக்கல்கள் இருக்கும். இவை சில நேரத்திற்கு பிறகு சரியாகி விடும்.

Stones are arranged in stable structure likewise our body should be stable

விண்வெளி நிலையத்தைப் பற்றி: (about space station)

          சர்வதேச விண்வெளி நிலையம், (International space station) விண்வெளியில் கீழ் பூமிச் சுற்றுப்பாதையில் (low earth's orbital) சுற்றிக் கொண்டு இருக்கும். விண்வெளி நிலைத்தைக் காட்ட அல்மாஸ் (Almaz), ஸ்கை லேப் (Sky lab), Mir and Salyut Series போன்ற செயற்கை கோள் மூலம் உருவாக்கப் பட்டது. 

Space station Astronauts at the Low earth orbit doing extra vehicular activity

         சர்வதேச விண்வெளி நிலையத்தின் முகவர்கள் (agenices) :

நாசா NASA ஆராய்ச்சி மையம் (அமெரிக்கா) America

ரோஸ்கோஸ்மோஸ் ஆராய்ச்சி மையம் Roscosmos (ரஷ்யா) Russia

ஜாக்சா ஆராய்ச்சி மையம் JAXA (ஜப்பான்) Japan

இ. எஸ். எ. ஆராய்ச்சி மையம் ESA (யூரோப்) Europe

சி. எஸ். எ. ஆராய்ச்சி மையம் CSA (கனடா) Canada

செயற்கை ஈர்ப்பு விசை எப்படி உருவக்கப்படுகிறது? (How does artificial gravity can be created?)

        செயற்கை ஈர்ப்பு விசை மைய விலக்கு (centripetal force) விசையால் உருவக்கப்படுகிறது. மைய விலக்கு விசை, விண்வெளி நிலையத்தில் உள்ள ஒரு சுற்றும் (rotating) கருவியால் மூலம் உருவக்கப்படுகிறது. இதனின் மூலம் ஈர்ப்பு விசை ஒரு பொருளின் மீது ஏற்படுகிறது. சுழலும் சட்டகம் (rotating frame of reference) கேட்பாடு மூலம் தான் ஈர்ப்பு விசை உருவக்கப்படுகிறது. இந்த உருவக்கம் நியூட்டனின் மூன்றாம் (Newton's third law) விதியைப் பயன்படுத்திச் செயல்படுகிறது.

Lateral side view of International Space Station

பூமியின் ஈர்ப்பு விசையில் (Earth gravity force) இருந்து தப்பித்து (escape) விண்வெளிக்கு (Space) செல்ல எவ்வளவு வேகத்தில் (escape velocity) செல்ல வேண்டும்?

          பூமியின் தப்பித்தல் வேகம் (escape speed) மூலமாக மட்டுமே பூமியில் இருந்து விண்வெளிக்கு ஒரு பொருளால் செல்ல முடியும். இதனின் காரணி (factors) இரண்டு ஆகும். ஒன்று, ஈர்ப்பு விசை காரணமாக முடுக்கம் (Acceleration due to gravity) மற்றொரு பூமியின் ஆரம் (Radius of earth) ஆகும். பூமியின் தப்பித்தல் வேகமத்தின் சமன்பாடு (equation): Ve = √2gRe ஆகும். இதில் Ve என்றால் தப்பித்தல் வேகம் (escape speed), g என்றால் ஈர்ப்பு விசை காரணமாக முடுக்கத்தின் (Acceleration due to gravity) அளவு மற்றும் Re என்றால் பூமியின் ஆரம் (Radius of earth) அளவு ஆகும். gயின் மதிப்பு 9.8 ms^-1 ஆகும். Reயின் மதிப்பு 6400 கி.மீ. ஆகும். இதை வைத்து நம்மால் மேலே கூறிய சமன்பாடு மூலம் தப்பித்தல் வேகத்தைக் (escape speed) கண்டுபிடிக்க முடியும். அதனால், பூமியின் தப்பித்தல் வேகம் 11.2 kms^-1 ஆகும். அதனால், ஒரு பொருள் குறைந்தபட்சம் (minimum) இந்த வேகத்தில் சென்றால் மட்டுமே விண்வெளிக்குச் செல்ல முடியும். மேலும், ஒரு பொருள் செங்குத்தாக (vertically) விண்வெளிக்கு செல்ல முடியாது. பூமியில் இருந்து சிறிய அளவு உயர்த்திற்கு சென்று சுற்றுப்பாதைகளில் (orbitals) ஓன்று ஓன்றாக (one by one) சென்றால் மட்டுமே விண்வெளிக்கு செல்ல முடியும்.

அடிக்கடிக் கேட்கப்படும் கேள்விகள்: (Frequently asked questions)

 1. சாதாரண நிலையில் இரத்த அழுத்ததின் அளவு என்ன? (Normal blood pressure level)

  சாதாரண இரத்த அழுத்ததின் அளவு: 120/80 mmHg ஆகும்.

A Man checking his blood pressure level using sphygmomanometer

    சிஸ்டாலிக் (Systolic) அழுத்தம்: 120 mmHg 

   டயல்டாலிக் (Diastolic) அழுத்தம்: 80 mmHg

    சிஸ்டாலிக் அழுத்தம் என்றால் இதயம் சுருங்கும் போது ஏற்படும் அழுத்தம் (contraction of heart) ஆகும்.

     டயல்டாலிக் அழுத்தம் என்றால் இதயம் தளர்வு போது ஏற்படும் அழுத்தம் (relaxation of heart) ஆகும்.

2. மெலடோனின் எந்தச் சுரப்பியில் சுரக்கப்படுகிறது? (Melatonin is secreted from)

       மெலடோனின் 'பினியல் சுரப்பி' (Pineal gland) மூலம் சுரக்கப்படுகிறது. பினியல் சுரப்பி மூளையின் மூன்றாவது வென்ட்ரிக்கிளில் (third ventricle) அமைந்துள்ளது. இந்த சுரப்பி தான் மனிதனின் சமநிலை போன்ற பணிகளுக்கு மிகவும் உதவுகிறது.

3. மெலடோனின் செயல்பாடுகள் என்ன? (Functions of melatonin)

மெலடோனின் செயல்பாடுகள் (functions):

   -  தூக்க விழிப்பு சுழற்சி, (sleep wake cycle)
   -  வளர்சிதை மாற்றம், (Metabolism)
   -  நிறமி, (pigmentation)
   - மாதவிடாய் சுழற்சி (menstural cycle)மற்றும்
   -  உடலின் பாதுகாப்பு பொறிமுகை. (Defense mechanism of body)

      இவை அனைத்தும் மெலடோனின் செயல்பாடுகள் ஆகும். மேலும், உடலின் சமநிலைக்கு மெலடோனின் மிகவும் உதவும்.

4. ஈர்ப்பு விசையை உருவக்கும் வேறு சில வழிகள் என்ன? (Other methods for producing artificial gravity)

  அபரகாந்தம்: (Diamagnetism)

      ஈர்ப்பு விசையை அபரகாந்தம் மூலம் உருவக்கலாம். இந்தச் செயல் முறையில் மிகவும் சக்திவாய்ந்த காந்தங்களைக் (powerful magnets) கொண்டு அதனின் காந்தப்புலத்தைக் (magnetic field) கொண்டு ஈர்ப்பு விசையை உருவக்க முடியும்.

Diamagnetism facility located near a lake

  பரவளைய விமானம்: (Parabolic flight)

     பரவளைய விமானம் மூலம் உருவக்கும் செயற்கை ஈர்ப்பு விசையை பூமியில் உள்ள விண்வெளி வீரர்களின் பயிற்சிக்கு உதவும். இதில் பரவளையப் பாதை (parabolic trajectory) மூலம் ஏற்படும் செங்குத்தான  நேரியல் வேகவளர்ச்சி (vertical linear acceleration) மூலம் ஈர்ப்பு விசை உருவக்கப் படுகிறது.

Parabolic flight facility building

நடுநிலை நீரில் மிதக்கும் தன்மை: (Netural buoyancy)

     இதன் மூலம் ஏற்படும் செயற்கை ஈர்ப்பு விசையை பூமியில் உள்ள விண்வெளி வீரர்களின் பயிற்சிக்கு மிகவும் உதவும். இதை செயல்பட வைக்க ஒரு உட்புற பெரிய நீர்த் தொட்டியில் (indoor large pool) நீரை வைத்து ஈர்ப்பு விசையை உருவக்க முடியும்.

A man floating in water due to buoyancy 

5. mmHg என்றால் என்ன?

    mmHg என்றால் மில்லீமீட்டர் பாதரசம் (millimetre mercury) ஆகும். இது அழுத்ததின் அளவை அளக்க உதவும். இதில் பாதரசம் (mercury) பயன்படுத்த படுகிறது.

  அழுத்ததின் அளவை அளக்க Sphygmomanometer பயன்ப்படுத்துவார்.

Sphygmomanometer a scientific instrument for measuring blood pressure

6. உடலில் இரத்த ஒட்டம் எவ்வாறு நடைபெறுகிறது? (How does blood circulation takes place in body?)

    இரட்டை இரத்த சுழற்சி (Double blood circulation) மூலம் உடலில் இரத்த ஒட்டம் நடைபெறுகிறது. 

இரட்டை இரத்த சுழற்சி நடைபெறும் முறை (steps): 

   ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட இரத்தம் (oxygenated blood) இதயத்தில் இருந்து இடது வென்ட்ரிக்கிள் (left ventricle) மூலம் பெருநாடிக்குச் (aorta) செல்லும். பெருநாடியிலிருந்து நாடி (arteries) மற்றும் தமனிகளுக்குச் (aterioles) செல்லும். பிறகு, இரத்த தந்துகிகள் (systematic capillaries) மூலம் உடலின் அனைத்துப் பகுதிகளுக்குச் செல்லும்.

Double circulation in human heart

  ஆக்ஸிஜனேற்றப்படா இரத்தம் (deoxygenated blood) நரம்பு (veins) மற்றும் வீனல்கள் (venules) மூலம் Venacave பகுதிக்குச் செல்லும். பிறகு, அங்கு இருந்து இதயத்தின் வலது ஆர்டியும் (right artium) பகுதிக்குச் செல்லும்.

    வலது ஆர்டியத்தில் இருந்து இடது (left artium) ஆர்டியத்திற்குச் செல்லும். அங்கு இருந்து நுரையீரலுக்கு தமனிகள் (pulmonary artery) மூலம் செல்லும்.

     நுரையீரலில் (lungus) இரத்தம் ஆல்வியோலி (alveoli) மூலம் ஆக்ஸிஜன் உடன் கலந்து இதயத்திற்குச் செல்லும்.

    இந்தச் செயல்கள் மீண்டும் மீண்டும் (continuously) நடந்துக் கொண்டு இருக்கும்.

*Note: The images in this post may or may not relevant to the topics.