Этот вид упражнений может противодействовать преждевременному старению организма из-за низкой гравитации
В прошлом году, когда двое исследователей впервые поднялись на Стену Смерти, был дождливый день. Этот аттракцион в парке аттракционов недалеко от Пармы, Италия, выглядит как гигантская деревянная бочка со спиленной крышкой. Но в этот унылый день физиологи, занимающиеся физическими упражнениями, реквизировали Стену для научных целей. Они хотели испытать ее потенциал в качестве нового способа тренировки — на Луне!
Обычно смельчаки на мотоциклах проносятся вдоль круглой стены из внутренних стенок «Смерти». Это подвиг, который, кажется, бросает вызов силе тяжести. Но Гаспаре Павей и Валентина Наталуччи не собирались выполнять мотоциклетные трюки. На самом деле, мотоциклов не было. Они бы бежали боком, на полпути вверх по стене.
И, по словам Альберто Минетти, если бы они все правильно рассчитали, это показало бы будущим обитателям Луны, как быстро передвигаться по стене, не падая на землю.
Пояснение: Гравитация и микрогравитация
Зачем беспокоиться? Минетти, физиолог, работает в Миланском университете в Италии. Его команда изучала, как можно помочь жителям Луны поддерживать свой организм в тонусе.
А поскольку сила тяжести на Луне составляет лишь около шестой части земной, это будет непросто. Более низкая гравитация означает, что наши тела не будут испытывать тех нагрузок, которые они испытывали бы при движении по Земле.
Удары по асфальту во время бега или отжимания от пола, преодолевая силу тяжести, равную 1 g, укрепляют мышцы и кости. Но на Луне или в космосе мышцы ослабевают, а кости становятся хрупкими. Исследователи доказали, что всего шесть месяцев в космосе могут повредить кости не меньше, чем десятилетие старения. Ученые ищут способы избежать этого, объясняет Минетти.
Горизонтальное перемещение по изогнутой стенке цилиндра создает равномерное круговое движение, или так называемую центробежную силу. Это то же самое, что удерживает воду на дне ведра, когда она вращается над головой. Достаточной силы было бы достаточно, чтобы лунные бегуны и ученые, имитирующие лунную гравитацию в Италии, удерживались на стене. Они также испытали бы на себе силу притяжения, которая в точности соответствовала бы земной.
Как и велосипеды
Итак, в тот пасмурный июньский день Павей и Наталуччи из лаборатории Минетти совершили гигантский скачок в науке.
Каждый из них надел ремни безопасности, прикрепленные к тросу тарзанки. Этот шнур, в свою очередь, свисал с крана высотой почти 40 метров (130 футов). Эта эластичная подвеска эффективно уменьшала вес Павеи и Наталуччи, имитируя гравитацию Луны.
Затем ученым пришлось придумать, как перейти от стояния на земле к бегу боком вдоль стенок цилиндра.
Павей поднялся первым. Он бросился прямо на стену, как ребенок, занимающийся паркуром.
Безуспешно.
Он мягко съехал на землю на своем тросе тарзанки. После еще нескольких неудачных попыток Павей последовал примеру мотоциклистов «Стены смерти». Он приблизился к стене под углом. Он побежал против часовой стрелки вверх по небольшому пандусу в основании цилиндра по спиральной траектории. Внезапно Павей начал двигаться почти горизонтально. Его ботинки шлепали по стенам. Его тело было почти параллельно земле.
“УХ ты!” — вспоминает Минетти, который восторженно кричал, наблюдая за происходящим с земли. “Я знал, что физика и математика предсказывают это, — говорит он, — но это совсем другое … когда ты видишь это наяву.”
Горизонтальное преимущество
Минетти работал почти два года, чтобы достичь этого результата. Он разработал схему аренды подъемного крана и способы использования времени простоя на Стене смерти. Ему также пришлось убедить свой университет согласиться на эксперимент. По его словам, это была “не совсем традиционная просьба”.
Во время повторных пробежек Павеи и Наталуччи команда собирала данные. В частности, как далеко они прошли, как долго их ноги касались стены и как долго они находились в воздухе между ступенями.
Эти данные позволили им рассчитать скорость бегунов и оценить, какая сила была приложена во время их спринта. В мае ученые опубликовали отчет, в котором сообщили, что она составила около трех четвертей g.
По расчетам команды, если лунные колонисты пробегали по восемь—девять кругов в таком составе в день, этого должно быть достаточно, чтобы избежать потери костной массы, даже если они останавливались на перерыв каждые несколько кругов. Они основывали этот вывод на данных предыдущей работы, в ходе которой отслеживалась плотность костной ткани людей после постельного режима и физических нагрузок.
У команды Минетти был всего один день, чтобы провести эти эксперименты у Стены смерти. Теперь у него есть дополнительные вопросы, например, может ли бег по стене напрямую нейтрализовать последствия экспериментов с постельным режимом. Ученые иногда используют эти тесты, чтобы имитировать воздействие низкой гравитации на здоровых людей.
Миланский университет также планирует построить свою собственную стену — «Лунную стену» или «Стену М». Она будет создана специально для лабораторных испытаний команды.
Минетти указывает на небольшую проблему для всех потенциальных лунных бегунов: потребность в скорости. Чтобы это сработало, вы должны бежать довольно быстро, говорит он. Мы говорим о скорости 5-6 метров в секунду, что эквивалентно пробегу мили примерно за 5 минут.
Не обязательно быть спортсменом высокого класса, чтобы бежать с такой скоростью, говорит Павей. Это примерно вдвое меньше, чем у рекордсмена мира в беге на 100 метров, олимпийского чемпиона Усэйна Болта. Но бег быстрее, чем на тестовых дистанциях, создаст большую искусственную гравитацию. И это принесет больше пользы организму. Если бы Болт, например, пробежал вокруг стены на максимальной скорости, у него, вероятно, не возникло бы проблем с превышением 1 g, говорит Павей.
Чтобы подтвердить это, он добавляет: “Я был бы очень рад протестировать его”.
