Iš NASA Programa nuo mėnulio iki marso į ambicingą Elono Musko planą išsiųsti milijonas žmonių į Marsą iki 2050 m. vyksta lenktynės dėl žmogaus kojos į Raudonąją planetą. Su vis sudėtingesnės raketos ir robotikatechnologiniai iššūkiai, trukdantys pasiekti šį tikslą, sparčiai nyksta.
Tačiau gali kilti kita problema, kuri trukdo planams iškelti žmones iš planetos ir išsiųsti juos tyrinėti likusios saulės sistemos. Su žmogaus kūnu kosmose nutinka keisti dalykai, ir mums reikės rasti būdų, kaip išspręsti šias medicinines problemas jei norime, kad galėtume siųsti astronautus į ilgalaikes misijas, tokias kaip kelerius metus Marso misija reikalauti.
Rekomenduojami vaizdo įrašai
„Digital Trends“ kalbėjosi su Londono universiteto koledžo kardiologu dr. Rohinu Francisu, kuris atliko kosminės medicinos studijas, apie tai, kaip žmogaus kūnai reaguoja į ilgalaikį apsigyvenimą kosminėje aplinkoje ir ką tai gali reikšti pilotuojamoms misijoms Marsas.
Susijęs
- „SpaceX Crew-4“ astronautai ruošiasi kito mėnesio TKS misijai
- Taip atrodo vakarienė kosminėje stotyje
- Sraigtasparnis „Mars Ingenuity“ baigė sunkiausią kol kas skrydį
Ką mes žinome apie žmogaus kūną erdvėje
Kalbant apie kosmines misijas, žmogaus organizmui įtakos turi du pagrindiniai veiksniai: mikrogravitacija ir jonizuojanti spinduliuotė.
Šiuo metu mes turime daug tyrimų apie nulinės gravitacijos poveikį kūnui iš daugelio metų tyrimų apie Tarptautinė kosminė stotis (TKS), ir mes žinome, kad buvimas mikrogravitacijoje mėnesius ar metus sukelia daugybę medicininių šalutiniai poveikiai.
Šias išvadas patvirtina vadinamieji analoginiai tyrimai, kurių metu Žemėje imituojamos žemos gravitacijos aplinkos. „Dauguma mikrogravitacijos tyrimų naudoja mikrogravitacijos analogus“, – aiškina Pranciškus. „Tai žmonės, kuriems mokama gulėti lovoje savaites ar mėnesius. Tai yra geriausias būdas imituoti mikrogravitaciją Žemėje.
Tokios programos kaip Europos kosmoso agentūros lovos programa leidžia tyrėjams tirti mikrogravitacijos poveikį laikant savanorius lovoje, pakreipus į galvą, kuris sukuria panašų poveikį kraujo ir skysčių, besiveržiančių į galvą, mikrogravitacijai ir raumenų išsekimui toli.
Kas nutinka kūnai, esant žemai gravitacijai?
Vienas iš problemiškiausių ilgalaikio mikrogravitacijos poveikio yra raumenų atrofija, nes raumenims nereikia daryti jokios jėgos, kad atremtų gravitaciją ir išliktų vertikaliai. Laikui bėgant, viso kūno raumenys nyksta, sukeldami didelių problemų, kai astronautai grįžta į visos gravitacijos Žemės aplinką. Štai kodėl TKS laive esantys astronautai kasdien po dvi valandas mankštinasi, kad kuo labiau dirbtų raumenys.
Kitos mikrogravitacijos sukeltos problemos yra kaulų tankio sumažėjimas – galimo Marso misijos poveikio įvertinimai teigia, kad astronautai gali prarasti iki pusės savo skeleto masės, Francis. sakė, nors pabrėžė, kad šie skaičiavimai yra tik spekuliaciniai, taip pat širdies ir kraujagyslių sistemos pajėgumo praradimas, sinusų problemos ir regėjimo pablogėjimas dėl kūno formos pokyčių. akies obuolys.
Tai tik dalis simptomų, kuriuos nustatė NASA savo orientaciniame dvynių tyrime, kuriame astronautas Scottas Kelly praleido metus kosmose, kol pasižymėjo jo fiziologija, palyginti su identiškojo brolio dvynio Marko Kelly fiziologija.
„Jūs gaunate skysčių persiskirstymą taip, kad gautumėte labai išpūstą viršutinę kūno dalį ir papūstą galvą. Anksčiau buvo manoma, kad spaudimas galvoje pakyla, o tai spaudžia užpakalinę akies obuolio dalį. Pastebėta, kad astronautams sumažėjęs aprūpinimas krauju ir regos nervo atrofija, o tai gali būti dėl padidėjusio intrakranijinio slėgio“, – sakė Pranciškus. Tačiau naujausi duomenys rodo, kad spaudimas galvoje nėra pagrindinė regėjimo sumažėjimo priežastis. Gali būti, kad šias problemas sukelia koks nors kitas, dar nežinomas mechanizmas.
Kalbant apie dar ilgiau praleistą laiką erdvėje, kalbant apie dešimtmečius ar gyvenimo trukmę, yra dar didesnė medicininė problema: dauginimasis. „Nesame tikri, ar apvaisinimo procesas būtų sėkmingas mikrogravitacijoje“, – sakė Pranciškus. Tyrimais nustatyta, kad žmogaus spermatozoidai mažiau efektyviai plaukia mikrogravitacijoje nei Žemėje, todėl „net spermatozoidai, patekę į kiaušialąstę, gali būti reikšmingai paveiktas“. Neseniai atliktas pelių dauginimosi be gravitacijos tyrimas parodė, kad jos gali sėkmingai pastoti, bet netrukus persileidęs.
Žmonėms gali būti net neįmanoma susilaukti toli nuo Žemės, o tai trukdo sukurti ilgalaikę ne pasaulio koloniją.
O kaip dėl gravitacijos Marse?
Klausimas, kurį dar reikia išspręsti, yra tai, kaip tiksliai atlikti mokslinius tyrimus nulinės gravitacijos aplinkoje TKS bus taikoma žemos gravitacijos Marso aplinkai, kur gravitacija sudaro apie 38 proc Žemė. Gali būti, kad yra gravitacinės jėgos slenkstis, žemiau kurio kūnai pradeda patirti medicininių problemų. Arba tai gali būti tiesinis ryšys, todėl poveikis astronautams Marse būtų mažesnis nei poveikis astronautams TKS. Kol neturėsime daugiau duomenų apie šiuos santykius, negalime tiksliai žinoti.
„Marso gravitacija iš tikrųjų gali būti pakankamai stipri, kad išvengtų daugelio šių problemų“, – sakė Pranciškus. „Jei turite šiek tiek gravitacijos, nors ji mažesnė nei Žemėje, ir derinate tai su atsakomomis priemonėmis, tokiomis kaip pratimai, tai gali būti gerai. Kelionė ten yra laikoma pagrindiniu iššūkiu.
Buvimas Marso paviršiuje galėtų išlaikyti astronautų būklę arba netgi atgauti dalį kelionėje prarastos raumenų ir skeleto masės. „Iki šiol atlikti skaičiavimai pagrįsti astronautų, kurie visą laiką patiria mikrogravitaciją, skaičių, nes nesame tikri, kaip atsižvelgti į šešis mėnesius, kuriuos jie gali praleisti paviršiuje.
Dramblys kambaryje: jonizuojanti spinduliuotė
Dėka ilgametės patirties su mikrogravitacinėmis aplinkomis, kosmoso agentūros sukūrė strategijas, kaip sušvelninti ir spręsti daugumą jų sukeliamų medicininių problemų. Tačiau yra visiškai kitokia problema, kuri iškyla, kai žmonės pradeda tyrinėti erdvę už Žemės apsauginio magnetinio lauko. Už šio saugaus prieglobsčio viskas, kas juda erdvėje, yra bombarduojama pavojingų kosminių spindulių. Vienintelės pilotuojamos misijos, kurios buvo vykdomos už šio saugaus prieglobsčio ribų, yra Mėnulio misijos, tačiau jos buvo apšvitintos tik savaites, o ne mėnesius ar metus.
Mes žinome, kad kosminiai spinduliai gali pažeisti subtilią elektroniką, todėl erdvėlaiviai, skirti keliauti už Žemės magnetosferos ribų, turi ekranus, apsaugančius jų komponentus. Tačiau tie patys spinduliai gali būti mirtini žmonėms, ir mes tik pradedame suprasti, kaip jie gali paveikti žmogaus kūną. Pavyzdžiui, tyrimai su pelėmis parodė, kad radiacijos poveikis negali turėti įtakos tik kūnas, bet ir smegenysir netgi gali sukelti elgesio pokyčius, pvz., padidėjusį nerimo dažnį.
Radiacijos poveikis nėra toks dalykas, kurio poveikis gali būti sumažintas taip, kaip raumenų atrofija. Vienintelis būdas apsaugoti astronautus nuo radiacijos yra sukurti fizines struktūras, kurios apsaugotų juos nuo radiacijos. „Radiacija tikriausiai bus pagrindinė kliūtis“, – sakė Pranciškus. „Biologiniu požiūriu nieko negalite padaryti, kad apsisaugotumėte nuo radiacijos. Tai tikrai priklausys nuo laivo dizaino ir inžinerijos, o ne nuo biologijos ar medicinos.
Redaktorių rekomendacijos
- NASA privati Ax-1 įgula gauna šiek tiek papildomo laiko erdvėje
- Šis šaunus kosminės stoties vaizdo įrašas sukels šypseną jūsų veide
- NASA atskleidžia kito SpaceX astronauto starto datą
- Į Marsą panašiose nuotraukose matyti dramatiškas mūsų pačių planetos vaizdas
- NASA Marso sraigtasparnis siekia naujo rekordo kito skrydžio metu
Atnaujinkite savo gyvenimo būdąSkaitmeninės tendencijos padeda skaitytojams stebėti sparčiai besivystantį technologijų pasaulį – pateikiamos visos naujausios naujienos, smagios produktų apžvalgos, įžvalgūs vedamieji leidiniai ir unikalūs žvilgsniai.
