Тривале перебування людини в космосі створює низку фізіологічних та психологічних ризиків, які потребують інноваційних рішень для забезпечення безпеки майбутніх експедицій у глибини Сонячної системи.
Американські астронавти Бутч Вілмор і Суні Вільямс завершують дев’ятимісячну місію на Міжнародній космічній станції (МКС). Їхній досвід висвітлює комплекс медичних проблем, з якими стикаються космічні мандрівники. Деякі з цих викликів науковці вже навчилися контролювати. Інші ж залишаються загадкою для дослідників.
Перебування в умовах мікрогравітації негативно впливає на опорно-руховий апарат людини. Відсутність гравітаційного навантаження призводить до втрати кісткової та м’язової маси. Цей процес починається практично одразу після потрапляння астронавта в космос.
Боротьба з атрофією та втратою кісткової маси
Ріхана Бохарі, доцент Центру космічної медицини в Коледжі Бейлора, зазначає, що дев’ятимісячна місія Вілмора і Вільямс є “звичайною справою”. Науковці впевнено підтримують здоров’я астронавтів протягом таких термінів перебування на орбіті.
На Землі навіть елементарні рухи протидіють силі тяжіння. Цей фактор відсутній у космосі. Для компенсації цього впливу астронавти використовують спеціальні тренажери на борту МКС.
У 2009 році на станції встановили унікальний пристрій опору. Він імітує вправи з вільною вагою за допомогою вакуумних трубок і спеціальних кабелів. Щоденні двогодинні тренування допомагають підтримувати фізичну форму космонавтів.
“Найкращий результат, який показує ефективність нашої роботи — відсутність переломів у астронавтів після повернення на Землю”, — підкреслює Бохарі. Втім, сканування все ж виявляють певну втрату кісткової маси.
Адаптація організму та зміни в органах чуття
Еммануель Уркієта, заступник голови кафедри аерокосмічної медицини в Університеті Центральної Флориди, вказує на проблеми з рівновагою.
“Це трапляється з кожним астронавтом, навіть із тими, хто перебуває в космосі лише кілька днів”, — пояснює він.
Після повернення астронавти проходять 45-денну програму реабілітації НАСА. Вони вчаться заново довіряти своєму внутрішньому вуху. Тіло має перелаштуватися на умови земного тяжіння.
Іншим викликом є “зсув рідини” — перерозподіл рідин в організмі. В умовах мікрогравітації вони зміщуються до голови. Це явище підвищує рівень кальцію в сечі та збільшує ризик утворення каменів у нирках.
Зсув рідини також може підвищувати внутрішньочерепний тиск. Це змінює форму очного яблука і викликає нейро-окулярний синдром (SANS). Результатом стає погіршення зору різного ступеня.
Радіаційні ризики та захист
Рівень радіації на МКС перевищує земний через проходження станції через радіаційний пояс Ван Аллена. Проте магнітне поле Землі все ж забезпечує значний захист астронавтів.
НАСА прагне обмежити додатковий ризик розвитку раку у космонавтів до трьох відсотків протягом життя. Для місій на Місяць і Марс радіаційний вплив стане значно серйознішим викликом.
Астрофізик Зігфрід Еггл пояснює, що високорадіаційні події, як-от викиди корональної маси, залишаються непередбачуваними. Найефективніший захист забезпечують важкі матеріали — свинець або вода. Однак їх потрібна величезна кількість.
Інноваційні рішення для майбутніх місій
Штучна гравітація могла б допомогти астронавтам зберегти функціональність під час дев’ятимісячної подорожі до Марса. Її можна створити за допомогою обертових рам космічних кораблів.
Альтернативним рішенням є використання потужних прискорень і сповільнень корабля. Це створило б силу, подібну до земного тяжіння. Такий підхід скоротив би час подорожі та зменшив ризики опромінення.
Проте реалізація цієї концепції потребує ядерних силових технологій. На сьогодні людство ще не володіє такими можливостями.
Психологічні аспекти тривалих місій
За словами психолога Джозефа Кіблера з Аеронавігаційного університету Ембрі-Ріддл, критично важливим буде запобігання конфліктам між членами екіпажу.
“Уявіть, що ви застрягли у фургоні з кимось на три роки”, — зазначає він.
Космічні кораблі мають обмежений простір. Астронавти позбавлені можливості усамітнитися чи вийти назовні. Такі умови створюють серйозне психологічне навантаження.
“Я дуже вітаю астронавтів, які беруть на себе таке зобов’язання. Це незбагненна робота”, — підсумовує Кіблер. Психологічна стійкість стане не менш важливим чинником успіху, ніж фізичне здоров’я учасників майбутніх місій.
#що #загрожує #астронавтам #космосі
Source link
