Gute Nachrichten für Diabetiker! Dieses Experiment im Weltraum hat so viele Vorteile …

Experte dieses Artikels: Yang Chao, PhD in Chemie, Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften

Gutachter dieses Artikels: Li Xueyang, Postdoktorand, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Heute Nachmittag startete das „Tiangong Classroom“ der chinesischen Raumstation seine zweite Weltraumlehraktivität und setzt dabei weiterhin die Methode des Dialogs zwischen Boden und Erde ein.

Jedes Weltraumexperiment ist sowohl interessant als auch voller praktischer Informationen.

Sogar unser lieber Bing Dwen Dwen ist ins All geflogen und wurde „gezwungen“, zum Lehrmittel zu werden, nur um Ihnen dieses wichtige Gesetz zu erklären!

Wenn Sie es sich immer noch nicht merken können, dann tut es mir bei Lehrer Bing leid, der in der Raumfahrtbranche arbeitet!

Welche seltsamen Dinge passierten, nachdem Bing Dwen Dwen rausgeworfen wurde?

Beim Weltraumparabol-Experiment verwendete Lehrer Wang Yaping das beliebte Bing Dwen Dwen als Lehrmittel. Mit einem leichten Schubs brachte sie Bing Dwen Dwen mühelos dazu, mehrere Rückwärtssaltos zu machen. Hätte sie das Bing Dwen Dwen auf dem Boden losgelassen, wäre es schon längst zu Boden gefallen.

Dann warf Lehrer Wang Bing Dwen Dwen sanft in eine Richtung. Auch hier fiel Bing Dwen Dwen nicht „nach unten“, wie es auf dem Boden der Fall war, sondern bewegte sich mit nahezu gleichmäßiger Geschwindigkeit in Wurfrichtung vorwärts. Warum ist das so?

Dies muss durch das erste Newtonsche Gesetz erklärt werden, das auch Trägheitsgesetz genannt wird. Ich glaube, Sie alle erinnern sich noch an die Definition in unserem Physiklehrbuch in der Mittelstufe! Alle Objekte bleiben im Ruhezustand oder in gleichmäßiger linearer Bewegung, wenn keine äußere Kraft auf sie einwirkt.

Wenn Bing Dwen Dwen in eine Richtung geworfen wird, sorgen die Schwerkraft der Erde und die Schwerkraft anderer Himmelskörper für die Zentripetalkraft, die für eine gleichmäßige Kreisbewegung sorgt. Diese Zentripetalkraft sorgt dafür, dass Bing Dwen Dwen und die Raumstation um die Erde kreisen. Von innerhalb der Raumstation aus, mit der Raumstation als Referenzsystem, hat Bing Dwen Dwen jedoch grundsätzlich keine Beschleunigung. Da Bing Dwen Dwen eine Vorwärtsträgheit aufweist, kann es eine gleichmäßige lineare Bewegung annähern. Wenn beim Loslassen keine Kraft auf Bing Dwen Dwen ausgeübt wird, bleibt Bing Dwen Dwen an Ort und Stelle.

Warum legt Lehrerin Wang Yaping in ihren Kursen immer so großen Wert auf eine „ungefähr“ gleichmäßige lineare Bewegung? Denn obwohl Tiangong sich im Weltraum befindet, wird die Raumstation dennoch von anderen Kräften beeinflusst.

Beispielsweise übt die Luft in der Raumstation einen sehr geringen Rückwärtswiderstand auf Dun Dun aus, wenn Bing Dwen Dun sich vorwärts bewegt. Das ist der Luftwiderstand. Wenn die Raumstation „lang“ genug ist, verringert sich die Geschwindigkeit von Bing Dwen Dun während der Vorwärtsbewegung (die lange dauern kann) allmählich, und schließlich bleibt es relativ stationär mit der Raumstation.

Erscheint der Mond aus dem Weltraum betrachtet größer und heller?

Würde der Mond größer erscheinen, wenn wir im Weltraum näher an ihm wären als auf der Erde?

Nein, der Mond ist 380.000 Kilometer von der Erde entfernt, während die chinesische Raumstation nur 400 Kilometer von der Erde entfernt ist. Im Vergleich zu 380.000 Kilometern ist diese Entfernung vernachlässigbar. Daher ist der Mond von der Raumstation aus und von der Erde aus betrachtet gleich groß.

Aber ohne die Störungen durch Atmosphäre und Wolken wird der Mond von der Raumstation aus klarer und heller zu sehen sein!

Der Mond von der Erde aus gesehen (Quelle: Fotografiert vom Autor)

Welche Vorteile kann eine schwerelose Umgebung dem Menschen bringen?

In einer schwerelosen Umgebung können Substanzen gleichmäßiger gemischt werden

Wie bei dem Wasser-Öl-Mischexperiment von Professor Wang Yaping können sich Wasser und Öl auf der Erde nicht gleichmäßig vermischen und werden aufgrund der Schwerkraft in Schichten getrennt, die sich aufgrund unterschiedlicher Dichte unterscheiden.

In einer schwerelosen Umgebung kann die Mischung gleichmäßig vermischt werden, wodurch die Herstellung spezieller Legierungen möglich ist, die auf der Erde nicht möglich wären.

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In der Schwerelosigkeit wachsen Kristalle gleichmäßiger

Das Experiment „Proteinkristallwachstum im Weltraum“ ist ein wichtiges wissenschaftliches Forschungsprojekt im Rahmen der bemannten Raumfahrtaktivitäten weltweit.

Aufgrund des Einflusses der Schwerkraft auf den Boden ist es äußerst schwierig, reine und große Proteinkristalle herzustellen. Unter den Schwerelosigkeitsbedingungen im Weltraum können Proteinkristalle jedoch reiner und größer werden als auf der Erde.

Auf der Internationalen Raumstation wurden auch Experimente zur Förderung des Wachstums von Proteinkristallen durchgeführt, beispielsweise die Kristallisation von Insulin. Die im Weltraum gezüchteten Insulinkristalle sind von hoher Qualität und können hexamere Insulinkristalle bilden, die sich von Insulinmonomeren unterscheiden. Im Vergleich zu monomerem Insulin kann sich Hexamer nach der Injektion allmählich auflösen, um das Monomer ins Blut abzugeben. Dies bietet Potenzial für die Entwicklung neuer Insuline mit langsamerer Abgaberate, was für eine bessere Behandlung von Diabetikern von großer Bedeutung ist.

Auf der Erde gezüchtetes Insulin und im Weltraum gezüchtetes Insulin (Quelle: doi.org/10.1016/0022-0248(96)00325-9)

Mikrogravitationsmetallurgie liefert Metalle mit neuartigen Eigenschaften

Der Mensch schmelzt seit Tausenden von Jahren Metalle und mit der Entwicklung der Luft- und Raumfahrttechnologie begann man allmählich auch im Weltraum mit der Metallverhüttung.

Weltraummetallurgie, auch als kosmische Metallurgie bekannt, ist das Schmelzen von Metallen im speziellen Ultrahochvakuum und der Schwerelosigkeit eines Raumfahrzeugs. Verschiedene durch die Schwerkraft verursachte Störungen können eliminiert werden, um Metalle mit neuartigen Eigenschaften zu erhalten.

Im Jahr 1969 führte die Sowjetunion an Bord der Raumsonde Sojus 6 Schweiß- und Legierungsschmelz- und -verfestigungsexperimente unter Mikrogravitationsbedingungen im Weltraum durch und schrieb damit Geschichte in der menschlichen Weltraummetallurgie. Unter den Mikrogravitationsbedingungen des Weltraums sind Oberflächenspannung und Diffusion die wichtigsten bestimmenden Faktoren. In der Mikrogravitation führen Dichteunterschiede nicht dazu, dass die Schwerkraft nachlässt oder der Auftrieb zunimmt. Blasen in der Flüssigkeit steigen also nicht aufgrund des Auftriebs nach oben. Beispielsweise haben Schaummetallmaterialien aufgrund ihrer geringen Dichte und starken Stoßabsorptionsfähigkeit große Aufmerksamkeit erregt.

Weltraumtraum, chinesischer Traum,

Die Welt schenkt ihm Aufmerksamkeit und blickt zu ihm auf.

Der Sternenhimmel ist hell und Shenzhou leuchtet.

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