spațial

Săptămâna trecută, NASA a anunțat că în 2015 vor trimite doi astronauți la Stația Spațială Internațională (ISS) pentru o misiune de un an. Acesta este un pas așteptat și necesar în pregătirea pentru zborul spațial uman către Marte. Dacă trebuie să avem exploratori umani pe suprafața lui Marte, trebuie să înțelegem efectele călătoriei spațiale pe termen lung asupra oamenilor. În prezent, excursiile la ISS durează în medie 5-6 luni. O misiune pe Marte poate dura 6-8 luni, plus un timp prelungit pe planetă și o călătorie de 6-8 luni. În realitate, astronauții ar putea fi trimiși în misiuni de 2 ani sau mai mult.

ISS în timp ce orbitează Pământul. Photo credit NASA.

Astronauții sunt expuși la o serie de condiții în spațiu care pot prezenta riscuri grave pentru sănătate, mai ales dacă expunerea are loc pe o perioadă lungă de timp. Există o mulțime de pericole și riscuri pentru oameni în spațiu, inclusiv: accidente de urcare și coborâre; boală spațială; coliziuni de resturi; micrometeoriți; scurgeri de gaze periculoase și toxice pe nava spațială; Accidente EVA (Extra Vehicular Activity); boală neașteptată brusc și lista continuă. Astăzi vorbesc despre problemele specifice care afectează astronauții în timpul zborurilor pe distanțe lungi. (Apropo, folosesc termenul „astronaut” ca termen general, care include astronauți din diferite națiuni, inclusiv cosmonauți din Rusia și teikonauți din China.)

Unele dintre problemele majore pentru astronauți în timpul zborurilor spațiale de lungă durată includ:

Atrofia musculară - Mușchii, oasele și organele noastre s-au adaptat pentru a lucra în mediul în care locuim, care este expus efectelor gravitației. Atunci când sunt expuși unui mediu în care gravitația este redusă sau deloc, mușchii, oasele și organele noastre încep să-și piardă starea - devenind mai problematice cu cât astronautul se află mai mult în spațiu. Pe Pământ, mușchii noștri lucrează constant împotriva gravitației. În spațiu nu există o forță de greutate împotriva căreia mușchii să lucreze, astfel încât astronauții vor pierde tonusul muscular. Pierderea tonusului muscular începe să apară la scurt timp după lansare și continuă în timp ce astronautul se află într-un mediu cu gravitație redusă. În timpul misiunilor mai lungi, mușchii se pot atrofia, iar astronauții pot experimenta zvâcniri musculare necontrolate și o pierdere a controlului motor fin. Pierderea tonusului muscular, a forței și a controlului poate fi atenuată cu exerciții fizice regulate în timpul misiunii.

Astronautul Robert Thirsk, adormit în dormitorul său din ISS. Photo credit NASA.

Leziuni cardiovasculare - Când se află în spațiu, corpul nu mai are nevoie să mențină mușchii puternici ai inimii necesari pe Pământ, astfel încât țesutul inimii începe să se micșoreze. În spațiu, astronauții experimentează o redistribuire a fluidelor corporale, ceea ce duce la modificări ale fiziologiei cardiovasculare. Inima nu trebuie să lucreze la fel de tare ca să pompeze sânge într-un mediu de microgravitație ca și pe pământ, astfel încât membrii echipajului sunt încurajați să efectueze exerciții aerobice ca parte a rutinei lor zilnice, în plus față de exerciții concepute special pentru a menține cât mai mult tonus muscular posibil. Exercițiul de whist este benefic, se pare că nu poate inversa procesul, dar poate ajuta la încetinirea acestuia.

Densitatea oaselor - În microgravitație, lipsa impactului în exercițiul de purtare a greutății înseamnă că țesutul osos nou creat nu este încorporat în oase în mod normal, așa cum creează țesutul osos, acesta este absorbit în sistem, nu este utilizat așa cum ar fi pe Pământ. Acest lucru are ca rezultat niveluri ridicate de calciu în alte părți ale corpului, ceea ce poate duce la probleme semnificative de sănătate. Studiile au relevat o pierdere semnificativă de calciu din oasele purtătoare de greutate ale astronauților. Aceasta este o preocupare pentru astronauți, deoarece sugerează un risc de formare a pietrei renale în misiuni de lungă durată. Densitatea oaselor precum pelvisul și picioarele scade în medie cu aproximativ 1-2 procente pe lună, ceea ce prezintă îngrijorări pentru astronauți în timpul misiunilor de lungă durată. Din păcate, exercițiile fizice nu par să reducă nivelul pierderii osoase, dar este benefic pentru multe alte probleme, așa cum am discutat anterior.

Sunita Williams care face exerciții pe ISS. Photo credit NASA.

Hiperarousal - Nu vă faceți griji - nu este ceea ce credeți! Astronauții pot experimenta hiper-excitare, reacția lor la un program modificat, lucrând sub presiune, lipsa de somn și entuziasmul de a fi în spațiu. Hiperarousal poate provoca insomnie, perturba pofta de mâncare, duce la afectarea concentrației, disfuncții cognitive și scăderea coordonării. Oboseala este adesea un efect secundar al hiperarozării, la fel ca și anorexia și pierderea bruscă în greutate. De-a lungul timpului, agențiile spațiale au dezvoltat strategii pentru a face față hiperalimentării, inclusiv oferirea echipajelor timp de odihnă adecvat, control asupra unora dintre sarcinile lor, timp liber adecvat și contact regulat cu familia și prietenii.

Privarea de somn - Cantitatea și calitatea somnului experimentat în spațiu sunt slabe din mai multe motive, inclusiv: cicluri variabile de „zi” și „noapte”; iluminare slabă în timpul zilei în ambarcațiunea spațială; mediul în afara ferestrelor la momentul „greșit” al zilei; program agitat de lucru; zgomotul navei spațiale; dieta modificată; și provocarea fizică de a dormi în spațiu. Privarea de somn poate compromite sistemul imunitar, care, deși nu este o problemă semnificativă în timpul misiunilor pe termen scurt, este o condiție potențial debilitantă în timpul misiunilor pe termen lung. Stresul fizic susținut pe o perioadă lungă de timp poate duce la un sistem imunitar atât de compromis încât corpul nu este capabil să lupte împotriva infecțiilor grave. Precauțiile includ purtarea măștilor de dormit și a dopurilor pentru urechi, ancorarea în somn, menținerea unei rutine constante de lucru și somn și utilizarea umbrelor și a altor dispozitive pentru a bloca ferestrele.

Probleme psihologice - Lucrul departe de prieteni și familie și lucrul cu oameni din alte culturi prezintă o serie de provocări psihologice și sociale. Bunăstarea psihologică a unui echipaj de astronauți este esențială pentru succesul unei misiuni spațiale. Relațiile interumane în timpul unei misiuni pot fi o sursă semnificativă de stres psihologic. Echipajele fac multe lucruri în spațiu pentru a încerca să mențină un sentiment de „normalitate” în timpul sejururilor lungi în spațiu. Atunci când echipajele nu sunt obligate să lucreze, acestea sunt încurajate să întreprindă alte activități, care includ citirea, ascultarea de muzică, scrierea de e-mailuri și scrisori către familie și prieteni și exerciții fizice. În 2007, astronautul american SunitaWilliams a alergat maratonul din Boston pe banda de alergat din ISS, finalizând cursa în puțin peste 4 ore. În timpul misiunilor de orbită terestră joasă, echipajele primesc pachete periodice de îngrijire de la familie cu CD-uri, DVD-uri, cărți, reviste, fotografii și scrisori. În plus față de pachete, ISS are și dulapuri pentru biblioteci care conțin muzică, cărți și videoclipuri.

În ultimii 40 de ani, omenirea a depășit enormele provocări sociale, tehnice și fizice pentru a pune oamenii în spațiu. Când Yuri Gagarin a devenit primul om din spațiu prin orbita Pământului timp de 108 minute pe 12 aprilie 1961, se știau foarte puțin despre mediul spațial și despre cum ar afecta oamenii. Puțin peste 40 de ani mai târziu, avem acum o prezență permanentă în spațiu odată cu introducerea ISS pe orbita scăzută a Pământului. Știm multe despre fiziologia și psihologia oamenilor din spațiu și am făcut din spațiu o existență relativ confortabilă pentru astronauți. Viitorul explorării spațiului poate include misiuni umane către alte planete din sistemul nostru solar, cum ar fi Marte. Înainte de a putea fi avută în vedere orice explorare pe termen lung a lui Marte, sunt necesare cercetări suplimentare în mai multe zone pentru a asigura siguranța și longevitatea tuturor membrilor echipajului în timpul misiunii și nu numai.

Acest articol a apărut în Australian Science, faceți clic aici pentru a vedea.