SPAȚIU: EXPLORARE ȘI SĂNĂTATE

9,8 m/s2), sistemele biologice complexe ale corpului uman, care au evoluat pentru a acționa împotriva gravitației, eșuează. Orice om care petrece timp semnificativ în spațiu se poate confrunta acum cu un risc crescut de boli de inimă, degenerescență musculară și osoasă, un sistem imunitar slăbit, nutriție scăzută, orbire și multe alte efecte, inclusiv efecte psihologice [3].

tendințe

Cercetătorii NASA au colectat doar o cantitate mică de informații despre modificările fiziologice ale microgravitației înainte de șederea de un an a lui Scott Kelly la ISS. Folosind fratele geamăn al lui Scott, fostul astronaut Mark, NASA a folosit ocazia ca un studiu avansat al gemenilor pentru a studia schimbările dintre frați [2]. În general, dovezile sunt clare. O combinație de stres, mediu limitat, radiații cosmice și microgravitație prezintă riscuri grave pentru sănătate. Un screening de sănătate obligatoriu este efectuat înainte de fiecare zbor spațial pentru a determina schimbările în corp după aterizare. Între 10% și 43% dintre astronauți mor de boli de inimă între 50 și 70 de ani, în timp ce media națională este de 27% [4]. Defectele cardiace includ rigidizarea vaselor de sânge și scăderea și modificarea inimii [4]. Sistemul imunitar poate fi compromis de agenții patogeni rezistenți la medicamente și de încetinirea vindecării rănilor [5]. Studiile efectuate pe șoareci au arătat că radiațiile cosmice pot deteriora neuronii și sinapsele creierului și pot provoca modificări în memorie și luarea deciziilor [6]. Pe Pământ, oamenii sunt protejați de această formă de radiații de către câmpul magnetic al Pământului. Psihologic, terapeuții monitorizează astronauții pentru depresie și efectul trimestrului al treilea, schimbări de comportament datorate tururilor pe termen lung și închiderii, [2].

Dacă companiile spațiale comerciale private - precum SpaceX și Sierra Nevada Corporation - vor să apeleze la mai mulți oameni, ar trebui să afle cum să oprească boala de mișcare - care afectează aproximativ 66% din toți astronauții în prima lor călătorie [7]. Mai mult, dacă NASA dorește ca astronauții să poată lucra pe Marte după aterizare, oamenii de știință trebuie să afle cum să contracareze aceste efecte. Chiar și accelerația gravitațională a lui Marte este slab comparată cu cea a Pământului la 0,38g [2]. Un alt risc în spațiu este întârzierea de comunicare de 20 de minute cauzată de distanța dintre Marte și Pământ, care ar lăsa astronauții să rezolve ei înșiși problema; fără experiență medicală în îngrijirea traumei, o simplă vătămare s-ar putea dovedi mortală. Și nava spațială pe care ar lua-o nu va fi capabilă să se întoarcă și va ajunge pe Pământ numai după ce misiunea sa de 520 de zile a fost finalizată [5]. Dacă oamenii vor vreodată să părăsească Pământul, ar trebui să putem face acest lucru fără riscuri grave pentru sănătate.

PORTAREA ÎN GREUTATE ÎN LIMPI

Una dintre cele mai mari preocupări pe care cercetătorii și medicii o văd la astronauții care se întorc este schimbarea densității musculare și osoase. Pentru mușchi, astronauții pot pierde aproximativ 25% din mușchii purtători de greutate în doar nouă zile [7]. Această atrofie este cauzată de neutilizarea acestor mușchi din microgravitate. Pentru oase, există o pierdere între 0,5% și 1,5% a densității osoase pe lună [8], iar astronauții pe termen lung au raportat până la 5% pierderea densității osoase în călcâi. Discurile coloanei vertebrale se pot extinde, provocând o creștere bruscă a înălțimii și dureri de spate [9]. Procesul constant de remodelare osoasă este definit de Legea lui Wolff care afirmă că „osul își modifică forma externă și arhitectura internă ca răspuns la stresul mecanic” cauzat de gravitație [8]. Pierderea calciului provoacă oase fragile (osteoporoză) și ar putea ajunge la un punct de neîntoarcere dacă astronauții rămân în mediul fără greutate prea mult timp [7].

În ceea ce privește gravitatea, cercetătorii compară cantitatea de pierderi osoase de la greutate la luni de repaus la pat [8]. În ciuda faptului că au fost în spațiu timp de nouă zile, astronauții care s-au întors nu au câștigat decât jumătate din mușchii care suportă greutatea în același timp [7]. Recuperarea naturală din călătoriile pe termen lung (> 4 luni) în spațiu poate dura de la nouă luni la trei ani [8]. Unii cercetători speculează dacă este posibil chiar ca oasele să se vindece în greutate, ceea ce ar fi agravat în continuare de lipsa unei posibile experiențe medicale și de distanța mare. Toți acești factori combinați fac o realitate dură; atunci când astronauții aterizează pe Marte, s-ar putea să nu fie pregătiți să facă ceva de genul pregătirii mediului lor de viață sau poate chiar mersului pe jos. Nu au nouă luni să aștepte ca mușchii să se regenereze sau oasele să se reconstruiască. NASA trebuie să oprească acest proces de atrofie și degenerare osoasă în spațiu, astfel încât viitorii astronauți să fie pregătiți pentru orice atunci când aterizează.

CONTRAACTIVAREA DEGENERĂRII MUSCULARE ȘI OSOASE

Gravitația artificială este cea mai plină de satisfacții pentru a opri efectele imponderabilității asupra sănătății. Pionierul astronauticii, Konstantin Ciolkovski a propus această idee în urmă cu peste un secol. Prin crearea unei forțe centrifuge care atrage toate obiectele din ISS în partea de jos a modulelor, o posibilă gravitație ar putea contracara toate efectele fiziologice. Prin rotirea a două module ale stației spațiale, fiecare la 100 de metri de centru, la o viteză de 3 rpm ar putea crea un g de greutate [10]. În 1990, Consiliul Național de Cercetare a cerut NASA să ia în considerare gravitația artificială ca modalitate principală de a contracara riscurile pentru sănătate la ISS [7]. Începând de astăzi, ISS nu a implementat un sistem centrifugal cu module complete din motive monetare. Robert Salvage, autorul lucrării Gravitatea artificială ar rezolva majoritatea problemelor spațiale [10], susține că o parte din motiv este gândirea pe termen scurt și certurile birocratice.

În prezent, ISS folosește o combinație de dietă, medicamente și exerciții fizice pentru a încerca să combată riscurile pentru sănătate cauzate de lipsa de greutate [10]. Într-o zi medie la ISS, astronauților li se recomandă să-și petreacă 40% din timp treaz făcând exerciții [2]. Aceasta include utilizarea benzilor de alergare și a mașinilor de ciclism și a ridicării greutății [11]. Banda de alergat nu contracarează pierderile osoase la fel de mult ca și atrofia musculară și, chiar și atunci, trebuie urmat un exercițiu strict pentru a vă reține majoritatea mușchilor. Modelul actual de bandă de alergare utilizat în ISS este COLBERT sau banda de alergare cu rezistență externă combinată operațională, numită după celebrul prezentator de emisiuni de emisiuni Stephen Colbert [11]. Aceasta este a doua bandă de alergat instalată în ISS pentru a sprijini echipajul de șase persoane de astronauți și nevoile acestora de a rămâne în formă [11].

Luând o bandă de alergat medicală de bază, inginerii au adăugat curele de umăr și talie pentru a ține alergătorul în poziție și pentru a-i împiedica să ricoșeze din cauza forțelor de acțiune-reacție [11]. În timp ce l-au instalat în ISS, inginerii au fost îngrijorați de vibrațiile care deranjează restul modulelor și experimentele efectuate, astfel încât COLBERT a fost echipat cu amortizoare cu arc pentru a opri aceste vibrații [11]. Deși a durat mai mult de 20 de ore pentru a aduna și cântărește 2.200 de lire sterline pe Pământ, COLBERT ar trebui să poată rezista la 150.000 de mile de rulare în microgravitate [11]. Singura îngrijorare legată de COLBERT este zgomotul. Când cercetătorii au trebuit să decidă între fiabilitate și nivelul de zgomot, au ales fiabilitatea și au încercat să mențină zgomotul la un nivel minim, nu inexistent, a declarat managerul de proiect COLBERT, Curt Wiederhoeft [11]. Acest lucru ar putea dovedi o distragere a atenției oamenilor de știință care studiază la bordul ISS, dar în cele din urmă, riscurile pentru sănătate depășesc nevoile de productivitate.

În timp ce NASA testează, cercetează și se pregătește pentru sosirea în 2030 și trimiterea primilor astronauți pe Marte, aștept să văd cum se ocupă de efectele fiziologice și psihologice ale spațiului și de imponderabilitatea viitorilor spațiali.

SURSE

  1. P. Shang. „Celulele osoase sub microgravitate”. Revista de mecanici în medicină și biologie. 10.2013 Accesat la 25 decembrie 2016. http://web.b.ebscohost.com/ehost/pdfviewer/pdfviewer?sid=0921a994-253c-49f8-a6b0-7f785adf12fc%40sessionmgr101&vid=4&hid=125
  2. J. Kluger. „Misiune Twinpossible”. Timp. 29.12.2014 Accesat la 24 decembrie 2016. http://web.a.ebscohost.com/ehost/detail/detail?vid=3&sid=18f44ffd-3ccc-44e9-9d87-b09edd17b257%40sessionmgr4006&hid=4107&bdata=JnNpdGU9ZWhvc3QtbGl
  3. J. Kluger. „De ce este greu să supraviețuiești un an în spațiu”. Timp. 28.09.2015 Accesat la 24 decembrie 2016. http://web.a.ebscohost.com/ehost/detail/detail?vid=5&sid=18f44ffd-3ccc-44e9-9d87-b09edd17b257%40sessionmgr4006&hid=4107&bdata=JnNpdGU9ZWhvc3QdbGl
  4. D. Henandez. „Studiul explorează riscurile pentru sănătate ale călătoriilor în spațiul profund”. Wall Street Journal. 07.02.2016 Accesat la 24 decembrie 2016. http://web.a.ebscohost.com/ehost/detail/detail?vid=19&sid=18f44ffd-3ccc-44e9-9d87-b09edd17b257%40sessionmgr4006&hid=4107&bdata=JnNpdGU9ZWhvc3QtbGl
  5. L. Mermel. „Prevenirea și controlul infecțiilor în timpul călătoriilor spațiale umane prelungite”. Boli infecțioase clinice. 1.2013. Accesat la 24 decembrie 2016. http://web.a.ebscohost.com/ehost/detail/detail?vid=25&sid=18f44ffd-3ccc-44e9-9d87-b09edd17b257%40sessionmgr4006&hid=4107&bdata=JnNpdGU9ZWhvc3QtbGl
  6. R. Lee Hotz. „Deteriorarea subtilă a creierului este un risc probabil de călătorie în spațiul profund”. Wall Street Journal. 05.02.2015 Accesat la 25 decembrie 2016. http://web.a.ebscohost.com/ehost/detail/detail?vid=27&sid=18f44ffd-3ccc-44e9-9d87-b09edd17b257%40sessionmgr4006&hid=4107&bdata=JnNpdGU9ZWhvc3Qdbdl2
  7. R. Gannon. „Lejeritatea insuportabilă a călătoriilor spațiale”. Știința populară. 3.1993. Accesat la 25 decembrie 2016. http://rt4rf9qn2y.search.serialssolutions.com/?genre=article&title=Popular%20Science&atitle=The%20unbearable%20lightness%20of%20space%20travel.&author=Gannon%2C%20Robert&authors=Gannon%2C3024o & issn = 01617370
  8. S. Zwart. "Impactul zborului spațial asupra sistemului osos uman și a potențialelor măsuri nutriționale." Jurnalul internațional SportMed. 2005. Accesat la 26.10.2016. http://web.b.ebscohost.com/ehost/detail/detail?sid=aa9fdfcd-0e62-448a-ab06-29b1522c6e8d%40sessionmgr120&vid=0&hid=125&bdata=JkF1dGhUeXBlZWwWZZHH5
  9. M. Long. „Supraviețuind în spațiu”. National Geographic. 1.2001. Accesat la 24 decembrie 2016. http://web.a.ebscohost.com/ehost/detail/detail?sid=ff144166-c548-44c3-9567-2cc403067d57%40sessionmgr4007&vid=0&hid=4107&bdata=JkF1dGhUeXBlPWlwZ1H29Z
  10. R. Salvare. „Gravitația artificială ar rezolva majoritatea problemelor spațiale”. 8.02.2015 Accesat la 26 decembrie 2016. http://web.a.ebscohost.com/ehost/detail/detail?sid=2a1c0ce3-2c8d-4935-a2ef-0a1fd7fbff7b%40sessionmgr4010&vid=0&hid=4107&bdata=JkF1dGhUeXBWPll
  11. S. Siceloff. „COLBERT gata pentru exerciții serioase”. 5.05.2009 Accesat pe 23.08.2016. http://www.nasa.gov/mission_pages/station/behindscenes/colberttreadmill.html

MULȚUMIRI

Aș dori să mulțumesc familiei mele pentru că susțin tot ceea ce realizez și Christinei pentru că m-a ajutat să editez această lucrare.