27 – G-kraft

Før vi setter i gang med episoden vil jeg bare minne dere på at dere kan finne teksten til episoden på nettstedet til podcasten. Slik kan dere lettere følge med på hva jeg sier og sjekke opp ord og uttrykk dere ikke forstår. Jeg legger ved en link i deskripsjonen under. Takk.

Hva skjer med kroppen når man akselerer? Bare se for dere en berg og dalbane i en fornøyelsespark. Du setter deg i berg og dalbanen og den suser av sted. Den går rundt, svinger, stopper og øker igjen. Disse fartsendringene, kalt for akselerasjon eller de-akselerasjon avhengig av om man øker hastigheten eller minker den, kjennes veldig godt på kroppen. Når jeg tar berg og dalbaner kjenner jeg det langt nedi magen og får en følelse som er både litt ubehagelig og god. Jeg kjenner at blodet strømmer fram og tilbake og blir tvunget rundt omkring i kroppen ettersom vi øker eller minker farten. Det er dette som kalles for g-kraft. Disse kreftene virker alltid på oss når vi er på jorda, men de kan øke ved at man akselerer for eksempel i en berg og dalbane, et fly, en bil eller hva det enn skulle være.

Når vi er på overflata av jorda virker 1-g på oss. Dette er jordas gravitasjon som presser oss nedover. Dette er altså normaltilstanden. Denne kraften bestemmer også hvor mye vi veier. Ved 1-g veier vi det vi normalt gjør. Dersom man opplever en akselerasjon, vil g-kreftene øke. Da vil også vekten vår kjenner tyngre ut. For eksempel er vi tre ganger tyngre ved 3-g; kroppen kjennes tre ganger tyngre ut. Dette betyr at om man veier 70kg ved 1-g, vil man veie 140kg ved 2-g og hele 210kg ved 3-g. Ettersom g-kraften øker vil det bli vanskeligere og vanskeligere å bevege seg og puste . G-kraft kan også gå nedover. På månen er for eksempel g-kraften mye mindre fordi månen er mindre enn jorda. Faktisk veier man bare 16,5% av det man ville gjort på jorda. En person på 70kg ville på månen ha veid bare 11,5kg! Dette er grunnen til at astronautene på månen kunne hoppe så høyt og langt. Ved 0-g, som man kan oppleve uti verdensrommet, vil man være vektløs og bare flyte rundt.

G-kraft kan virke både horisontalt og vertikalt Altså, man kan oppleve g-kraft til sidene eller opp og ned. Mennesker tåler mye bedre g-kraft på sidene, horisontalt, enn opp og ned, vertikalt. I berg og dalbaner, på fly og i romraketter opplever man g-kraften som virket opp og ned, vertikalt, og som kroppen tåler dårligere.

Grunnen til at vi tåler g-kraft dårligere vertikalt er at blodet og væskene i kroppen blir tvunget opp til hodet eller ned mot beina. Negativ-g gjør at blodet presses oppover av g-kraften mot hodet. Allerede ved 2 til 3-g kan man besvime. Ved positiv vertikal g-kraft, altså at blodet presses nedover mot beina, vil det bli vanskeligere og vanskeligere for hjertet å pumpe blod rundt i kroppen. Dette gjør at hjertet må pumpe mye mer når g-kraften øker i vertikal retning nedover. Faktisk dobles blodtrykket ved 2-g og triples ved 3-g og så videre. Ved 4- til 5-g klarer ikke hjertet lenger å pumpe blod rundt om i kroppen; det er for tungt for kroppen. På dette tidspunktet vil man miste evnen til å se ettersom man ikke har nok blod i hodet. Når hjernen mister nok blodtilførsel, altså at hjertet ikke lenger klarer å pumpe nok blod oppover, vil man besvime. Dersom g-kraften er stor nok og varer lenge nok vil man til slutt dø.

Hvor kjapt kan et menneske da bevege seg før g-kraften blir for stor? Fly, biler og tog vil nok bare gå raskere og raskere, men hvor raskt er for raskt? Faktisk finnes det ikke ei grense for hvor raskt et menneske kan bevege seg. 10km/h, 100km/h eller 1000km/h kan faktisk føles ganske likt ut. Bare tenk på at jorda spinner rundt seg selv i flere hundre kilometer i timen, men uten at vi merker noe som helst. Problemet kommer dersom man akselerer opp i fart for kjapt. Dersom man akselererer opp til 160km i timen med en rask bil vil man faktisk ikke bli utsatt for mer en omtrent 1,2-g. Dette merkes knapt. En formula-1 kjører kan derimot oppleve så mye som 4,5-g ettersom man akselererer og svinger. For stor g-kraft over tid kan være dødelig.

Den litauiske fysikeren Juljonas Urbonas har faktisk blitt inspirert av dette. Han har tegnet og designet en berg og dalbane som er laget for å ta livet av folk. Hvorfor? Vel, han har ønsket å designe en henrettelsesmetode som er mer human. Han kaller den for «Euthanasia Coaster», «eutanasi berg og dalbanen» på norsk. Berg og dalbanen er laget slik at man blir fraktet opp ca. 500meter opp til toppen av berg og dalbanen. På toppen får man valget om å fortsette med berg og dalbanen og dermed dø eller å angre og bli fraktet ned igjen. Dersom man tar valget om å dø, går berg og dalbanen nedover. Dette skaper en så stor akselerasjon at opptil 10-g vil virke på kroppen. I tillegg har han designet 7 looper eller ringer som skal opprettholde g-krafta. Menneskekroppen kan overleve 10-g i ca. 1minutt før det er dødelig. Bare tenk at 10-g vil si at kroppen veier 10ganger mer enn vanlig. Berg og dalbanen vil utsette kroppen for 10-g lenger enn dette og dermed drepe de som er med. Hvorfor er dette mer humant? I det man faller nedover vil mangelen på oksygen til hjernen skape en euforisk følelse. Bare tenk på den følelsen man får av å ta en vanlig berg og dalbane bare forsterket mange ganger. Slik kan man, ifølge Urbonas, drepe folk på en skånsom måte uten smerte.

Men la oss gå tilbake til spørsmålet om hvor stor g-kraft et menneske kan tåle ved å se på en rekke eksperimenter på 1950-tallet. Etter andre verdenskrig var det en amerikansk fysiker og jagerpilot som ønsket å finne ut av hvor mye g-kraft et menneske kunne tåle. Dette gjorde han for at USA skulle ha en fordel mot Sovjetunionen ved at man kunne finne ut av mer om g-kraft i jagerfly og raketter. Mannen het John Stapp. Stapps arbeid ble veldig viktig for å designe romraketter i kappløpet om å nå månen først. For eksempel hjalp arbeidet hans med å bestemme hvor det var best å sette et sete i romraketten eller hvordan man best burde feste setebeltene.

Han utsatte seg for flere veldig farlige eksperiment som utsatte kroppen for en helt utrolig g-kraft. Det verste var likevel da han akselererte til 2500 km/h uten noen som helst beskyttelse utenom en hjelm. G-krafta var helt enorm. Det var på bristepunktet, altså helt på kanten av det et menneske kan overleve. Men det verste var likevel den kjappe de-akselerasjonen. Han gikk fra 2500 km/h til nesten stille på rekordtid, noe som gjorde at lufta ble presset så hardt ut av lungene at de kollapsa, og organene hans ble presset sammen. Han ble utsatt for hele 46-g på det meste, og opplevde 25-g i 1,5 sekunder. På et tidspunkt veide altså kroppen 46ganger mer enn vanlig. En person på 70kg ville da veid hele 3220kg. Det er omtrent dobbelt så mye som en flodhest! Det mest utrolige var at han overlevde. Han hadde flere sår i ansiktet og øynene blødde; han var blind. Men ikke alt for lenge. Utrolig nok var det bare blodårene som ble ødelagte, men øynene var intakte. Disse ble bra igjen slik at han fikk synet tilbake. Og han hadde ikke brukket et eneste bein engang. Slik beviste han at det var mulig å overleve helt enorm g-kraft, selv om det nok er de færreste av oss som kunne ha overlevd noe slikt.

Senere gikk Stapp over til bilindustrien for å utvikle tryggere biler. Han var med å designe biler som ville øke de-akselerasjonen i et krasj for å beskytte de som sitter inni bilen. I tillegg var han med på å utvikle krasjdukker slik at ingen ville måtte gjøre det han hadde gjort noen gang igjen. Forsøkene hans var viktige i å utvikle flere nye teknologier og sikkerhetsredskaper. De beviste også at menneskekroppen kunne tåle utrolig g-kraft. Dermed ville det være mulig å sende folk opp i verdensrommet, og ja, helt til månen.

John Stapp hadde nok svært god g-kraft toleranse. Han taklet å bli utsatt for enorm g-kraft. Likevel er det individuelt hvor stor g-kraft toleranse man har. Noen tåler g-kraft bedre enn andre. Toleransen for g-kraft er noe man kan trene opp slik at man tåler g-kraft bedre. For eksempel må jagerflypiloter og astronauter trene seg opp til å tåle stor g-kraft slik at de ikke besvimer. Å besvime av g-kraft er ikke farlig i seg selv, men dersom man besvimer mens man flyr et jagerfly, kan det være dødelig. Bare tenk å besvime i et fly som går over 1000 km/h.

G-kraft toleranse avhenger av alder og den fysiske formen personen er i. En som er bedre fysisk trent vil tåle mer g-kraft en noen som ikke er det. Likevel er g-kraft toleranse noe man kan trene seg opp til. Personer som ikke har trent seg opp til å tåle større g-kraft og som ikke er topp-trent vil normalt besvime fra 4-g til 6-g. Vanlige berg og dalbaner går derfor sjeldent over 3-g for å hindre at de som sitter inni skal besvime. En person som er i god fysisk form og som har trent på å takle g-kraft kan, ved hjelp av en g-drakt, takle 9-g uten å besvime. Dette er derimot ikke lett å opprettholde lenge. Disse personene tar i bruk pusteteknikker som hindrer for mye oksygentap i hodet. Ved å ta i bruket disse teknikkene er det mindre sannsynlig at man besvimer.

Bruken av g-drakt hjelper også. G-drakter brukes av både jagerflypiloter, astronauter og andre som blir utsatt for sterk g-kraft. De er designet for å hindre at noen besvimer ved å holde og presse blodet slik at det i mindre grad faller bort fra hodet. En av måtene man kan besvime på er nemlig at blodet faller nedover mot beina slik at hodet ikke får nok oksygen. Da vil man besvime. En g-drakt hjelper å motvirke dette.

Det er derimot ikke bare stor g-kraft som kan være farlig. Dersom mennesker utsettes for 0-g over lenger tid, kan det også være farlig. 0-g vil si vektløshet – at man bare flyter rundt som om man ikke skulle ha veid noe som helst. Astronauter opplever 0-g når de er på den internasjonale romstasjonen. En av de første effektene man føler er SAS som står for space adaption syndrome. Når kroppen er vektløs, må kroppen omstille seg. Dette er spesielt vanskelig for balansesystemet som ikke alltid klarer å omstille seg fullt. Resultatet er da kvalme, svimmelhet, vondt i hode og slitenhet. 45% av folk som reiser i verdensrommet oppleves SAS. Det varer sjeldent mer enn tre dager ettersom kroppen innen da har klart å tilpasse seg til det nye vektløse miljøet rundt seg.

Lengre opphold i verdensrommet kan derimot føre til at man kan oppleve noen av langtidseffektene av 0-g vektløshet. Menneskekroppen er laget for et liv på jorda der vi utsetter for 1-g. Dette vil si at på jorda vil blodet presses nedover av gravitasjonen. Kroppen har da tilpasset seg og laget systemer som passer på at blodet pumpes opp mot hjernen og hjertet. Problemet er bare at disse systemene fortsetter å fungere i verdensrommet ved 0-g. Astronauter får derfor ofte litt oppblåste ansikter mens de er i verdensrommet ettersom kroppen presser blod opp der uten at det er nødvendig.

Endringer i blodtilførselen og bloddistribusjonen gjør at man har problemer med balanse og kan miste noe av smaks- og luktesansen. Astronauter i verdensrommet smaker og lukter ikke like godt som nede på jorda. Kroppen vil tilpasse seg, men dette gjør at astronauter kan få problemer når de returnerer til jorda. For eksempel kan man lide av «ortostatisk intoleranse» som vil si at man ikke klarer å stå mer enn 10minutter før man besvimer. Kroppen har tilpasset seg 0-g. Systemene som presser blodet opp til hjernen har lært seg til å fungere på en annen måte i verdensrommet. Når man derimot da returnerer til jorda, vil mangelen av disse systemene føre til at man besvimer. Dette normaliserer seg etter noen uker på jorda igjen.

I tillegg er en langtidsvirkning av 0-g at man mister både muskel- og beinmasse. Man blir rett og slett svakere av å være i verdensrommet. Faktisk kan astronauter miste så mye som 20% av muskelmassen sin innen 5 til 11 dager dersom de ikke trener. Beina vil også bli svakere over tid. Etter en lengre periode kan en astronaut ha samme symptomer som folk med beinskjørhet, osteoporoses. Dette vil si at beina er svært skjøre og brekker kjappere. Astronauter som har vært i verdensrommet i tre til fire måneder vil derimot få tilbake sin normale beinmasse etter en periode fra to til tre år på jorda. Det tar altså lang tid for kroppen å komme fullt tilbake etter bare et par måneder i verdensrommet.

Takk for at du har hørt på denne episoden av «Lær norsk nå!». Om du har noen spørsmål eller har lyst til å kontakte meg kan du gjøre det ved å sende meg en epost. Epostadressen er «Laernorsknaa@gmail.com». Du kan finne epostadressen i deskripsjonen av episoden. Ha det bra!