Какая максимальная сила гравитации при которой человек может выжить на других планетах?

Исследователи оценили силу тяжести, которую человеческий скелет может выдержать, не ломая и не повреждая мышцы. Согласно их модели, люди могут выживать с максимальной силой тяжести около 5 г (или 49 м / с²).  Люди, которые здоровы и имеют развитые мышцы нижней части тела, могут нормально жить в таких суровых условиях.

С открытием многочисленных новых обитаемых экзопланет (планет вне нашей солнечной системы), необходимо рассмотреть физические параметры, подходящие для человеческого поселения. Мы говорим о фундаментальном параметре планеты: гравитации.

Давление, температура и состав атмосферы также являются важными аспектами, но с ними могут справиться современные скафандры. Именно гравитация играет главную роль: она определяет, можете ли вы стоять прямо и комфортно двигаться с нормальной скоростью из одной точки в другую.

Недавно исследователи из Загребского университета в Хорватии оценили силу тяжести, которую человеческий скелет может выдержать без разрушения или повреждения мышц. Применяя физические соображения к будущей экзопланетной биологии, они пришли к выводу, что «некоторые» люди могут выжить при максимальной гравитации примерно 5 г (или 49 м / с²).

Чтобы представить это в контексте, сила тяжести Земли составляет 1 г (или 9,81 м / с²), что является силой, испытываемой неподвижным объектом, покоящимся на поверхности Земли. Если планета имеет более высокое значение g, она будет тянуть тело вниз с большей силой.

По мнению авторов, исследование можно использовать для сужения поиска обитаемых экзопланет и прогнозирования того, что будет происходить с людьми в космосе с течением времени. По состоянию на январь 2018 года астрономы подтвердили в общей сложности 3605 экзопланет, из которых только 469 имеют массу и радиусы, чтобы предложить верхний предел гравитационной постоянной 5 г, то есть только те планеты, которые лучше всего подходят людям.

В расчетах не учитывались какие-либо скафандры или технологии. С их помощью ограничения могут быть значительно увеличены, но было бы совершенно нецелесообразно ходить в скафандрах до конца жизни.

Как человеческое тело изменится под сильной гравитационной силой?

Используя математическую модель, они исследовали, как характеристики человеческих костей будут меняться под воздействием сильного гравитационного поля Земли (1 g). Поскольку сила тяжести гравитационного поля намного выше, когда человек ходит / бежит, а не отдыхает, они пришли к выводу, что 10-граммового усилия будет достаточно, чтобы сломать кости человека, движущегося с большой скоростью.

Хотя 5 g может увеличить кровяное давление и объем крови и вызвать усталость, тошноту и головокружение, это будет терпимо. Это не значит, что каждый может отправиться в космос и жить комфортно.

Они тщательно изучили пределы, в которых человеческие мышцы не могут поднять тело с земли, и критическую точку, в которой скелет ломается. Кроме того, они смоделировали ногу как перевернутый маятник для энергичных затрат ходьбы / бега. Обе методики предполагают, что спортсмены (при строгой тренировке) могут выполнять регулярные движения с силой тяжести не более 5 g.

Авторы отметили, что некоторые спортсмены (подготовленные для определенных видов спорта) с большей вероятностью выступают лучше в условиях высокой гравитации, чем другие. Люди, которые здоровы и имеют развитые мышцы нижней части тела (помогает ходить), могут нормально жить в этих суровых условиях. Бегуны на длинные дистанции, фигуристы и велосипедисты получили бы в этом случае справедливое преимущество.