Ezek a szempontok rombolják az űrhajósok testét
Az ISS orvosi kutatása fontos betekintést nyújt az emberi fiziológiába. Ugyanakkor a küldetés kemény munka az emberi szervezet számára. De mi történik pontosan a testtel - és milyen célból?
Nak,-nek
Szétesett testek: az asztronauták havonta elvesztik csonttömegük 1,5 százalékát.
Az ISS Nemzetközi Űrállomás a legösszetettebb gép, amelyet az ember eddig létrehozott, együttműködési projekt az USA, Oroszország, Japán és Kanada, valamint az Európai Űrügynökség tizenegy tagállama között. Ez egy egyedülálló kutatási platform a földközeli űrben, olyan körülmények között, amelyek a földön sehol sem szimulálhatók.
Például a technológia, az anyagtudomány, az asztrofizika, a biológia vagy az orvostudomány területéről származó kutatási projektek egyik célja a földi élet javítása. Az ISS fedélzetén végzett ESA-kísérletek csaknem ötöde orvosi kutatás. A többi partnerügynökség is erre a területre fektet be. Egy másik célról van szó: a naprendszerünk mélyére vezető emberes küldetések megvalósításáról.
Egyenlet gravitáció nélkül
De ami a játékfilmekben évtizedekkel ezelőtt valósággá vált, kiderül, hogy az ISS-en végzett emberi fiziológiai kísérletek eredményeit vizsgálva sok problémával járó projektnek bizonyul. Sokat tanul az emberi fiziológiáról, ha a földi viszonyokat "kiveszi az egyenletből", ahogy Guillaume Weerts fizikus, matematikus és orvos, a kölni Európai Asztronautaközpont űrgyógyászatának vezetője beszélt az "Ärzte Zeitung" -nak „Kifejezi.
E feltételek egyike, amely a kék bolygó minden élőlényének magától értetődő, az ISS-nél "kikapcsol" Weerts szerint: gravitáció.
"Az állomás olyan gyorsan repül, hogy minden benne állandó szabad esésben van" - magyarázza. Az ISS óránként körülbelül 28 000 km-rel kering a Föld körül. A gravitációs erő nincs teljesen kikapcsolva: A föld felszíne felett körülbelül 400 km-re még mindig mikrogravitáció van.
A második fontos feltétel a kozmikus sugárzás, amelytől a föld mágneses tere megvéd minket. Ez a védelem nagyrészt továbbra is fennáll az ISS-en. Még akkor sem szükséges, ha a Holdra utazol - nem is beszélve a több hónapos Mars-kirándulásokról.
A súlytalanság biztosítja az emberi szervezet öregedését, mint a gyors mozgás: az űrhajósok kevésbé hatékonyak a szív- és érrendszerben, mint a földön, ami részben a vér és a testnedvek megváltozott eloszlásának köszönhető.
Úgy tűnik, hogy a kardiovaszkuláris rendszer változása hosszú távon is bekövetkezik: néhány űrutazó viszonylag fiatal korában halt meg szív- és érrendszeri betegségekben, például az Apollo űrhajós, Ronald Evans 56 éves korában vagy James Irwin, az Appollo 15 misszió holdmoduljának pilótája 61 év.
A holdon hét látogató közül hárman szív- és érrendszeri betegségekben haltak meg. Hanns-Christian Gunga, a berlini Charité Űrgyógyászati Központjának tartja lehetségesnek az űrrepülések következtében kialakuló krónikus érgyulladást.
Gyors csontvesztés
A fizikai stressz hiánya miatt az izmok és a csontanyag gyorsan lebomlik. "Az asztronauták havonta akár csonttömegük 1,5 százalékát is elveszítik" - magyarázza dr. Cs Jennifer Ngo-Anh, az ESA Humánkutatási Programjának vezetője Noordwjikben, Amszterdam közelében. "Ez annyi, mint egy posztmenopauzás nő egy év alatt" - mondta Ngo-Anh az "Ärzte Zeitung" -nak.
Mi lenne, ha az űrhajósok hónapokig tartó Mars-utazás után fizikailag nem lennének képesek ellátni feladataikat? És mi van, ha erősen legyengülve térnek vissza a földre? Sok űrhajós már több hónapos misszió után szenved a hátfájástól, ami a csökkent izomerőnek tudható be.
Neurofiziológiai változások történnek az ISS-en való hosszú távú tartózkodás alatt is, amint azt a legújabb kutatások kimutatták. Az agy központi anatómiai struktúráit megörökítő változások: Az EEG-k megváltozott aktivitási mintákat mutatnak, a motoros koordináció károsodott, sok agyközpont összekapcsolódása zavart, az agyban csökken a szürkeállomány térfogata, a kamrák megnagyobbodnak, és a fehérállomány is változásokat mutat.
Hogy ennek milyen hosszú távú hatása van a neurológiai-perifériás funkciókra vagy a gondolkodási képességre, nem tudni. Az íz- és illatérzékek az űrben is változnak.
Ez pedig hatással van a táplálkozásra. Azt is meg kell vizsgálni, hogy az űrhajósoknak milyen hosszú távú energiaellátásra van szükségük. Úgy tűnik, hogy a túlzott sóbevitel fokozza a csontreszorpciót - ez még a nem űrutazók számára is fontos eredmény.
Az űrbetegség példája azt bizonyítja, hogy az űrből származó kutatási eredmények információt szolgáltathatnak az emberi szervezet fiziológiai összefüggéseiről. Sok űrhajós napokig hányingert szenved, amint elérik az ISS-t.
"A kinetózis továbbra is jelentős és kiszámíthatatlan probléma az űrutazásban" - számolt be Millard Reschke idegtudós a NASA Johnson Űrközpontból, Houston/Texas és munkatársai (Aerosp Med Hum Perform 2018; 89: 749-53).
Ez a fej mozgatásakor, szemüveg viselésekor vagy az űrállomáson történő mozgáskor fordul elő. A földre való visszatérés után az egyensúlyi rendszernek tíz napra van szüksége ahhoz, hogy újra alkalmazkodjon a gravitációhoz.
Nincs egyensúlyérzék
A vizsgálatok azt mutatják, hogy az otolit funkció súlytalanságban jelentősen megváltozik, különböző mértékben jobb és bal oldalon. Amit ebből tanultunk, az az, hogy minden embernek domináns egyensúlyi labirintusa van - összehasonlítva a kezével.
A német űrkutatási központ jelentése szerint minden kevésbé mutat a fizikai tömegkülönbségekkel járó otolit-aszimmetriára, mint a perifériás szervek és a központi idegrendszer idegi folyamatainak eltéréseire.
Az űr további fiziológiai változásai érintik például a test hőszabályozását a fizikai megterhelés utáni hosszú távú magas testhőmérséklet mellett, a bőr olyan változásokat mutat, amelyek hasonlóak a földön évtizedek óta tartó természetes öregedési folyamatokhoz, és az immunrendszer nincs egyensúlyban.
A Mars és a Hold körül semmiképp
A naprendszerünk emberi felfedezésének kiiktatási kritériuma a kozmikus sugárzás. "Hosszú távon az űrből érkező sugárzás minden bizonnyal a legnagyobb probléma az űrhajósok egészségében" - mondja Ngo-Anh. Bolygóközi expedíciók során a test jelentős dózisú kozmikus sugárzásnak lenne kitéve.
Ha az ember évente körülbelül 3 mSv sugárterhelésnek van kitéve, akkor az ISS-en végzett féléves misszió során körülbelül 100 mSv. Az Ngo-Anh szerint egy Mars-misszió esetében csak a ki- és visszatérő repülésre körülbelül 600 mSv-t számítanak - a helyszínen végzett kutatási időt nem számítva.
A jelentősen megnövekedett rákkockázat veszélyességi küszöbértéke körülbelül 1000 mSv. A rákkockázatok modelljén kívül más biológiai hatások alig ismertek. Weerts: „Ezt a fejezetet még meg kell írni. Sajnos nehéz kozmikus sugarak biológiai hatásait szimulálni, mert a földön nincsenek megfelelő sugárforrások. "
A hónapokig tartó elzáródás, néhány emberrel való együttélés zárt térben, az ISS állandó zajától és az alvászavaroktól, gyakori világos-sötét változásokkal járó pszichés stresszt csak elmulasztva említik.
Mindezen, csak példaként ismertetett problémákra a tudósok ellenintézkedéseket akarnak kifejleszteni az űrutazók védelme érdekében az űr mélyébe küldetések során. Számos kutatási projekt folyik mind az ISS-en, mind a Földön.
Ngo-Anh: "A technológiai kihívások és a megmagyarázhatatlan finanszírozás miatt eltart egy ideig, mire a szomszédos bolygókra tett utazás valósággá válhat." Az ESA interjújában az orvos és az idegtudós meg volt győződve arról, hogy az orvosi kihívások ebben az időben lesznek elsajátítható. "Nincs kerülő út körül: Repülünk a Holdra és a Marsra!"