Dụng cụ giúp phi hành gia kiểm tra cân nặng trên Trạm ISS

Ở Trái đất, việc tập thể dục thường phụ thuộc vào cân nặng. Trong khi đó, các phi hành gia sẽ phải sử dụng thiết bị chuyên dụng để đo khối lượng cơ thể khi ở Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Ảnh: NASA/ESA.

Khi ở trạng thái không trọng lượng ngoài không gian, các phi hành gia sử dụng 2 thiết bị chuyên dụng trên trạm ISS để đo khối lượng cơ thể thay vì trọng lượng. Đó là Thiết bị đo khối lượng gia tốc tuyến tính không gian (SLAMMD) của NASA và Thiết bị đo khối lượng cơ thể (BMMD) của Nga. Ảnh: NASA.

Hai thiết bị trên đều sử dụng hoạt động lò xo để đo khối lượng cơ thể của phi hành gia. Trọng lượng của một người là khối lượng nhân với gia tốc do trọng trường xung quanh người đó gây ra. Ví dụ, trọng lực trên Mặt Trăng nhỏ hơn Trái Đất nên các phi hành gia Apollo trở nên "nhẹ" hơn khi đi bộ trên bề mặt Mặt Trăng. Ảnh: NASA.

Mặc dù cân trọng lượng trên Mặt Trăng sẽ cho kết quả khác khi thực hiện ở Trái đất nhưng khối lượng của mỗi người vẫn sẽ giữ nguyên. Đó là lý do tại sao các phi hành gia trên trạm ISS đo khối lượng cơ thể chứ không phải trọng lượng. Ảnh: Pikbest.

Khối lượng, giống như trọng lượng, thường đo bằng kilogram. Điều này có thể khiến nhiều người nhầm lẫn và bối rối. Khối lượng là lượng vật chất mà cơ thể chứa, bất kể trọng lực như thế nào. Ảnh: Freepik.

Thiết bị SLAMMD ứng dụng định luật chuyển động thứ hai của Isaac Newton. Theo đó, cường độ của một lực bằng khối lượng mà lực đó tác động nhân với gia tốc của khối lượng đó (F = ma). Có trụ sở tại phòng thí nghiệm Columbus do châu Âu xây dựng trên ISS, SLAMMD là một phần của Giá đỡ Cơ sở Nghiên cứu Con người - bộ ngăn kéo chứa nhiều thiết bị tích hợp. SLAMMD nhô ra trên một "cánh tay dẫn hướng". Ảnh: DeviantArt.

Để sử dụng SLAMMD, phi hành gia phải quấn chân quanh bộ phận đỡ chân, đặt bụng vào phần đệm bụng và để cằm lên phần tựa đầu. Hai lò xo trong một ngăn kéo được giải phóng và lực của chúng đẩy cánh tay dẫn hướng vào phi hành gia, khiến họ bị đẩy lùi về phía sau. Ảnh: Spaceflight Now.

Lực tác dụng của lò xo đã được biết đến vì nó được chế tạo theo số thông số kỹ thuật nhất định. Gia tốc của phi hành gia khi bị lò xo đẩy lùi được đo bằng một dụng cụ quang học theo dõi chuyển động của cánh tay dẫn hướng và tốc độ di chuyển của nó. Ảnh: Posterazzi.

Gia tốc được tính bằng cách lấy sự thay đổi vận tốc trong khoảng cách đó (khoảng 1m) chia cho thời gian diễn ra. Sau đó, một máy tính kết nối với SLAMMD thực hiện phép tính đơn giản F = ma để xác định khối lượng cơ thể phi hành gia với độ chính xác 0,2 kg. Ảnh: Dreamstime.

Thiết bị BMMD của Nga nằm trong module Zvezda của trạm ISS. Giống như SLAMMD, nó cũng sử dụng lò xo. Tuy nhiên, thay vì đẩy một lần, một phi hành gia ngồi xổm lên thiết bị và di chuyển lên xuống như gậy nhảy pogo. Tốc độ dao động của thiết bị phụ thuộc vào khối lượng của phi hành gia. Khi không có người ngồi lên, BMMD dao động nhanh hơn nhiều. Do đó, việc tính toán thời gian sẽ giúp ước tính khối lượng cơ thể của phi hành gia. Ảnh: Media Storehouse.

Việc đo khối lượng cơ thể rất quan trọng đối với phi hành gia khi ở ngoài không gian nhằm đảm bảo họ không bị mất quá nhiều khối lượng. Nguyên nhân là con người giảm trung bình 1% mật độ xương mỗi tháng khi ở trong môi trường khắc nghiệt này. Cơ cũng teo nhỏ và tim yếu đi vì không cần làm việc vất vả để bơm máu khắp cơ thể. Ảnh: StockCake.

Để khắc phục ảnh hưởng của vi trọng lực, phi hành gia trên ISS tập thể dục 2 giờ mỗi ngày tại phòng gym của trạm vũ trụ để duy trì khối lượng cơ, mật độ xương và sức khỏe tim mạch. Đo khối lượng cơ thể giúp kiểm tra xem họ có khỏe mạnh và cân đối hay không. Ảnh: Universe Space Tech.

Mời độc giả xem video: Phi hành gia NASA làm rơi gương ngoài vũ trụ. Nguồn: VTV TSTC.

Tâm Anh (theo Space)