ПопулярноеРедакцияСвежее
ЛучшееОбсуждаемое

Что грозит человеку при долгих космических перелётах?

4

Опухшая голова, повышенный риск рака и потенциальные ссоры – это лишь некоторые из основных препятствий, с которыми столкнутся астронавты, отправляющиеся в другие миры.

Из Космического центра Кеннеди стартовала ракета SpaceX Falcon 9 с космическим кораблем Crew Dragon, которая доставила четверых астронавтов на Международную космическую станцию (МКС). Миссия, получившая название «Crew-1», стала первым официальным полетом программы NASA по коммерческим экипажам. Она окончательно заменила устаревшую программу «Спейс Шаттл». Миссия «Crew-1» демонстрирует быстрый прогресс, достигнутый частными компаниями, в особенности, компанией SpaceX за последние годы. Нам предстоит долгий путь исследований, а также регулярные полеты человека в космос. В том числе — за пределы низкой околоземной орбиты.

Астронавт ЕКА Александр Герст во время выхода в открытый космос. Credit: ESA

Полёты в дальний космос сопровождаются многочисленными опасностями для человека, поэтому, чтобы подготовиться к такому повороту событий, ученые, инженеры и медицинские специалисты активно работают над выявлением и смягчением новых проблем, которые возникнут в ходе межпланетных миссий. Исследователи не знают обо всех возможных проблемах, с которыми астронавты столкнутся во время длительного пребывания на лунной орбите. Однако ученые, занимающиеся космической медициной, используют данные долгосрочных миссий на МКС, экспериментов по изоляции людей, проводимых на Земле, а также исследований на животных. Все вышеперечисленное необходимо для того, чтобы подготовить будущих астронавтов к межпланетным перелетам. И это лишь несколько проблем и решений, которые специалисты исследуют с целью создания максимального комфорта и безопасных условий для астронавтов на пути к Луне, Марсу и другим планетам.

Нейроокулярный синдром, связанный с космическим полетом (SANS)

На Земле человек постоянно борется с гравитацией, сердце перекачивает кровь к голове. Однако, если исключить гравитацию, то кровь «по привычке» в избытке станет поступать в голову, скапливаться на лице и в черепе. Такой процесс называется: нейроокулярным синдромом, или сокращенно SANS. Отечность лица после первых дней полета в космосе проходит быстро, организм привыкает к микрогравитации. Однако спинномозговая жидкость, которая окружает мозг, приходит в норму дольше.

«Нам известно, что полное восстановление мозга после длительного космического полёта происходит от нескольких месяцев до нескольких лет», — сообщает Донна Робертс, врач и профессор Медицинского университета Южной Каролины. Дело в том, что из-за отсутствия гравитации спинномозговая жидкость оказывает чрезмерное давление на мозг, толкая его вверх, ближе к черепу.

Давление оказывает сильное воздействие на глазные яблоки астронавтов, вызывая изменения зрения, поэтому им необходимы специальные очки. В настоящий момент исследователи не до конца понимают все симптомы SANS и способы эффективной борьбы с ними. «По предварительным данным, мы обнаружили некоторую связь между изменениями в структуре мозга астронавтов с изменениями позы, контролем баланса и изменениями времени реакции. Все это необходимо изучать в больших группах астронавтов», — сообщает Донна Робертс.

Астронавт NASA Стив Суонсон проводит тесты на остроту зрения и на его деградацию — при помощи сетки Амслера. Credit: NASA

Предстоит еще много узнать о влияниях симптомов SANS в ходе полетов экипажа на Марс. Пока исследователями было выдвинуто несколько идей с целью профилактических мер, таких как создание искусственной гравитации и использование специальных костюмов с отрицательным давлением с целью «вытягивания» жидкости из головы.

Радиационные риски

На Земле мы защищены от космического излучения магнитным полем, которое включает в себя Пояс Ван Аллена. За пределами этой зоны солнечное излучение может повреждать клетки астронавтов. Это вызывает целый ряд проблем, среди которых лучевая болезнь и повышенный риск рака на протяжении всей жизни. Прямо сейчас мы снижаем риск радиации за счет экранирования космических кораблей и тщательного мониторинга радиационного облучения.

Однако, как показывают исследования, при полете на Марс или во время длительного пребывания на Луне астронавты получат чрезвычайно высокую дозу излучения. Радиационное повреждение тканей может повлиять на поведение, познание и общее состояние здоровья астронавтов. Поэтому основная цель — защитить будущих покорителей Луны и Марса от радиации как можно больше и качественнее.

Существует множество потенциальных решений проблем с радиацией. Среди которых:

  1. Строительство жилых помещений с изолирующем слоем воды, который блокирует излучение;
  2. Создание защиты, взятое из среды обитания, например: из легкодоступного реголита;
  3. Настройка наших собственных геномов.

Профессор Несрин Саригул-Клин, специалист в области аэрокосмической техники, считает, что лучший способ защитить астронавтов от радиации – это применить комплексный подход. «На наш взгляд, самые лучшие контрмеры — это те, которые стремятся объединить сразу несколько подходов к снижению радиационного воздействия».

В настоящее время еще нет информации о том, какие меры будут использоваться во время космических полетов, однако Саригул-Клин утверждает, что сочетание экранирования космических кораблей и биологических методов, таких как редактирование генов, обеспечит максимальную защиту от опасной космической радиации.

Опасности для микробиома

Многие факторы нашего здоровья, от хорошего пищеварения до стабильного настроения и здоровой кожи, поддерживаются нашим микробиомом — сложными культурами бактерий, грибов, простейших и вирусов, которые находятся внутри нас. В космосе баланс этих простейших крайне отличается от того, что имеется на Земле.

Исследования астронавтов, недавно побывавших на МКС, показывают, что разнообразие микробов в кишечнике увеличивается по возвращении на Землю, тогда как в других частях тела, например, в носу, оно уменьшается. Такие изменения микробиома могут быть связаны с распространенными проблемами у астронавтов: кожной сыпью и эпизода гиперчувствительности. Очевидно, что если подобные проблемы возникают на низкой околоземной орбите, то с такими, а возможно еще более сложными трудностями, астронавты могут столкнуться во время путешествий к другим мирам.

«Космическое излучение может увеличить частоту мутаций комменсальных бактерий», — объясняет Эрнан Лоренци, эксперт по микробиому астронавтов, профессор Института Дж. Крейга Вентера. Такие бактерии могут вызвать защитные иммунные реакции в организме человека. «…Если они мутируются чаще, то потенциально это может привести к новому поведению бактерий и способам их взаимодействия с человеком».

Очень важно поддерживать здоровую и сбалансированную диету, которую можно дополнить использованием пребиотиков и пробиотиков. Также он отмечает серьезные проблемы, связанные с потребностью астронавта в антибиотиках.

Лечение антибиотиками может истощить естественный запас пробиотиков в его микробиоме. Решением проблемы может быть трансплантация фекалий:

«Одним из вариантов экстренного использования антибиотиков в полете может быть упаковка стула астронавтов в капсулы с пробиотиками, пока они здоровы на Земле. Это позволит астронавту обновить микробиом желудочно-кишечного тракта разнообразным набором организмов из их собственного здорового желудочно-кишечного тракта. Независимо от источника, один или несколько методов восстановления баланса поврежденного микробиома будут необходимы при длительных космических полетах», — сообщает Эрнан Лоренци.

Сохранение сплочённости экипажа

Любое продолжительное путешествие будет наиболее приятным и эффективным, если члены экипажа искренне находят общий язык друг с другом. Одной из важных частей обеспечения такого путешествия является грамотный процесс отбора экипажа.

Собрать сплочённый экипаж не простая задача, это выбор профессионалов в своей области, рассмотрение динамики взаимодействия группы в целом. С целью изучения возможного взаимодействия членов экипажа во время миссии, исследователи обращаются к похожим ситуациям на МКС или симуляциям жизни на других планетах, проводимыми на Земле.

Концепт транспорта для изучения поверхности каменистых объектов в пилотируемом режиме. Credit: NASA

Используя полученный опыт, результаты экспериментов и обращения к социальным наукам, космические агентства по всему миру отточили собственные уникальные и секретные методы выбора правильных экипажей астронавтов. Но, несмотря на это, даже идеальный отбор экипажа не гарантирует отсутствие конфликтов. «Безусловно, будут времена напряженности. Однако грамотно подобранные люди и группы могут решить проблемы более конструктивно» — объясняет Константин Чтерев, руководитель космической психологии предстоящей аналоговой миссии Lunark.

Одно из новаторских решений заключается в следующем: астронавты должны спать во время перелёта и находиться в состоянии, напоминающем «оцепенение». «Планируется, что в ближайшей перспективе ученые смогут добиться краткосрочной гибернации и экипаж сможет находиться в таком состоянии 10 — 20 дней в условиях подавленного метаболизма и охлаждения тела. После них последуют короткие периоды активности при нормальной скорости обмена веществ» — заявляет Джон Брэдфорд, президент и генеральный директор компании SpaceWorks Enterprises, специализирующейся на решении сложных задач космических полетов.Состояние гибернации станет доступным для человека, а на данный момент исследования продолжаются. Если такая технология будет подтверждена, у человечества появится шанс осуществлять продолжительные космические путешествия. «Важно отметить, что любой конфликт может быть конструктивным и полезным, а также деструктивным, в зависимости от того, как пытаться его решить», — заявляет Константин Чтерев, ссылаясь на результаты аналоговых миссий. Необходимо учитывать, что некоторые команды выходят из разногласий лучше, чем раньше.

Источник: Astronomy.com

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

18

Друзья, этот материал был написан редакцией Альфа Центавра. В ноябре мы значительно сократили количество рекламных баннеров и всплывающих элементов на сайте, чтобы вам было комфортнее здесь находиться. Это привело к весомому падению дохода от рекламы, а после того как к редакции присоединились новые люди, сайт перестал себя окупать. Но откатывать изменения мы не собираемся.


Мы всегда опирались в первую очередь на собственную аудиторию. Если вам нравится то, что мы делаем, если вы разделяете наши ценности и готовы поддержать наш проект материально на любую сумму, — мы будем невероятно рады такой поддержке. Все способы отправить нам донат можно найти на этой странице, однако самыми удобными для нас и вас являются сервис Patreon и пожертвования в системе PayPal.


Сайт Alpha Centauri всегда останется уголком комфорта для любителей космоса. Наши и ваши усилия позволят нам всем стать ближе к звёздам.

Павел Поцелуев, руководитель проекта.


Войдите, чтобы видеть ещё 75 комментариев, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Успешный Wall-E
Вечность назад

Выход найдут! Может случайно,попутно. Так часто бывает! Размер финансирования определяет уровень и масштаб реализации!

Звёздный Инопланетянин
Вечность назад

"В настоящий момент исследователи не до конца понимают все симптомы SANS и способы эффективной борьбы с ними" А створити гравітацію ніхто з них не думав?

Показать скрытые комментарии

Загружаем комментарии...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Зарегистрируйтесь на сайте, чтобы не видеть рекламу, создавать и отслеживать темы, сохранять статьи в личные закладки и участвовать в обсуждениях
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.