السجن منعدمة الجاذبية: كيف يؤثر الفضاء على الصحة وما يجب الاستعداد له

تدريب رواد الفضاء

تم تجنيد رواد الفضاء الأوائل في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية من بين الطيارين العسكريين و

طيارو الاختبار، لكن احتياجات رواد الفضاء لمختلف المتخصصين نمت، وسرعان ما طار الأطباء والمهندسون والعلماء وممثلو المهن الأخرى إلى الفضاء.

تاريخيا ، كانت هناك ثلاث مفارز في روسيالتدريب رواد الفضاء ، هذه هي وحدات RGNII TsPK و RSC Energia و SSC IBMP. اعتبارًا من 31 مايو 2008 ، كان هناك 33 رائد فضاء نشط و 7 مرشحين رواد فضاء في روسيا.

اعتبارًا من 31 أغسطس 2008 ، تألفت فرقة ناسا من 90 رائد فضاء ، بالإضافة إلى 28 شخصًا تم إدراجهم في قائمة رواد الفضاء.

وفقا لقواعد الاتحاد الدولي للطيرانيعتبر "الفضاء" بمثابة رحلة على ارتفاع 100 كيلومتر وما فوق. وبحسب تصنيف القوات الجوية الأمريكية، تعتبر الرحلة "الفضاءية" هي الرحلة التي يتجاوز ارتفاعها 80 كيلومترا 467 م (50 ميلا).

في روسيا ، يسمى "الفضاء" المداريالرحلة ، أي الرحلة التي يجب أن تحدث فيها المركبة الفضائية ثورة واحدة على الأقل حول الأرض. لذلك ، تعطي المصادر المختلفة عددًا مختلفًا من رواد الفضاء. بالإضافة إلى ذلك ، تمنح القوات الجوية الأمريكية شارة "أجنحة رواد الفضاء" للطيارين الذين تسلقوا أكثر من 50 ميلاً.

بالإضافة إلى روسيا والولايات المتحدة ، وحداتهم ومجموعاتهمتشكل رواد الفضاء في دول أخرى من العالم. وهكذا ، وفقًا لمجلة Novosti Kosmonavtiki ، هناك 8 رواد فضاء في وكالة الفضاء الأوروبية ESA ، يتكون فيلق رواد الفضاء الوطني التابع لوكالة الفضاء الكندية CSA من أربعة رواد فضاء في بداية يونيو 2008. تضم فرقة رواد الفضاء التابعة لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية JAXA أيضًا 8 أشخاص.

تأثير الفضاء في الثواني الأولى من الاكتشاف

منذ اللحظة الأولى لانعدام الوزن ، تبدأ العمليات الضارة للإنسان في الحدوث في الجسم.

يتجلى دوار الحركة في شكل كوني(تناظرية لدوار البحر) ، يتطور التفاعل بين تغيرات النظم الحسية والصراعات الحسية في الجسم ، وتعطل عمل الجهاز الدهليزي وتنسيق الحركات ، ويبدأ الكالسيوم في الغسل من العظام ، والكثافة المعدنية لأجزاء مختلفة من الهيكل العظمي يتناقص ، يتم إعادة توزيع المعادن ، وتفقد عظام الساقين أقل من الفقرات القطنية وعظام الحوض وعظام الفخذ. عنق الفخذ هو الأكثر عرضة للكسر.

تغيرات التمثيل الغذائي (النيتروجين السلبيالتوازن وانتشار العمليات التقويضية. تغيرات في إفراز عدد من الهرمونات. التباطؤ التدريجي في استخدام الجلوكوز تحت حمل السكر مع زيادة مدة الرحلة) وتوازن الماء والملح (انخفاض في حجم البلازما والسوائل بين الخلايا).

بعد تكوين الرصيد السلبي من السلسلةتظهر الأيونات في الدم أشكال مرضية من كريات الدم الحمراء. في حالة انعدام الجاذبية ، لا تنخفض النغمة الشريانية فحسب ، بل تتناقص أيضًا النغمة الوريدية ، وهو أمر محفوف بتطور الدوالي في الأطراف السفلية في فترة ما بعد الرحلة المبكرة.

التأثيرات الفسيولوجية

منذ 2 نوفمبر 2017 ، أبلغ العلماء عن ذلكتم العثور على تغييرات كبيرة في موقع وبنية الدماغ في رواد الفضاء الذين طاروا إلى الفضاء ، بناءً على دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي. ارتبط رواد الفضاء الذين قاموا برحلات أطول إلى الفضاء بتغييرات أكثر أهمية في الدماغ.

في أكتوبر 2018 ، قام الباحثون بتمويلوجدت وكالة ناسا أن الرحلات الطويلة إلى الفضاء الخارجي ، بما في ذلك السفر إلى كوكب المريخ ، يمكن أن تلحق أضرارًا كبيرة بأنسجة الجهاز الهضمي لرواد الفضاء. تؤكد الأبحاث العمل السابق ، الذي أظهر أن مثل هذا السفر يمكن أن يلحق أضرارًا كبيرة بأدمغة رواد الفضاء ويؤدي إلى تقدمهم في السن قبل الأوان.

في مارس 2019 ، ذكرت وكالة ناسا أنه يمكن تنشيط الفيروسات الكامنة لدى البشر أثناء مهمات الفضاء ، مما قد يزيد من المخاطر على رواد الفضاء في بعثات الفضاء السحيق المستقبلية.

• بحث

طب الفضاء هو تطورالممارسة الطبية التي تدرس صحة رواد الفضاء الذين يعيشون في الفضاء الخارجي. الهدف الرئيسي لهذا البحث العلمي هو معرفة مدى قدرة البشر على البقاء على قيد الحياة في الظروف القاسية في الفضاء وإلى متى ومدى سرعة تكيفهم مع بيئة الأرض بعد عودتهم من الفضاء.

يسعى طب الفضاء أيضًا إلى تطوير تدابير وقائية وملطفة للتخفيف من المعاناة التي يسببها العيش في بيئات لا يتكيف معها البشر.

• انهض وارجع إلى الجو

أثناء الإقلاع والدخول، الفضاءقد يواجه المسافرون جاذبية أكبر عدة مرات من المعتاد. يمكن للشخص غير المدرب عادة أن يتحمل حوالي 3 جرام، لكنه يمكن أن يخسر 4 إلى 6 جرام.

يتم نقل الحمل الزائد في الاتجاه العموديأصعب من القوة العمودية على العمود الفقري لأن الدم يتدفق من الدماغ والعينين. أولا، يعاني الشخص من فقدان مؤقت للرؤية، ثم، عند التحميل الزائد العالي، يفقد الوعي.

تدريب القوة الزائدة و G- تناسب ذلكيقيد الجسم لاحتواء المزيد من الدم في الرأس ، قد يخفف من الآثار تم تصميم معظم المركبات الفضائية لإبقاء قوى G ضمن حدود مريحة.

• بيئة الفضاء

بيئة الفضاء مميتة بدونهاالحماية الكافية: إن أكبر تهديد في فراغ الفضاء يأتي من نقص الأكسجين والضغط، على الرغم من أن درجة الحرارة والإشعاع تشكل مخاطر أيضًا. يمكن أن تؤدي عواقب التعرض للفضاء إلى الانصمام ونقص الأكسجة ونقص ثنائي أكسيد الكربون ومرض تخفيف الضغط.

بالإضافة إلى ذلك، هناك أيضًا طفرات وتدمير خلوي بسبب الفوتونات عالية الطاقة والجسيمات دون الذرية الموجودة في البيئة.

يعد تخفيف الضغط مشكلة خطيرة أثناء الأنشطة خارج المركبة (السير في الفضاء) لرواد الفضاء. تأخذ تصميمات الاتحاد الاقتصادي والنقدي الحالية هذه القضايا وغيرها في الاعتبار وتتطور بمرور الوقت.

وكانت المصالح المتنافسة قضية رئيسيةزيادة حركة رواد الفضاء (والتي يتم تقليلها بواسطة الاتحاد النقدي الأوروبي عالي الضغط، على غرار صعوبة تشويه بالون منتفخ مقارنة بالبالون المفرغ من الهواء) وتقليل خطر تخفيف الضغط.

• مكنسة

ستظهر الأعراض الشديدة، مثل فقدان الأكسجين في الأنسجة يليه فشل الدورة الدموية والشلل الرخو، خلال 30 ثانية تقريبًا.

تنهار الرئتان أيضًا في هذه العملية ، لكنالاستمرار في إطلاق بخار الماء ، مما يؤدي إلى التبريد وتكوين الجليد في الممرات الهوائية. تشير التقديرات إلى أن الشخص سيكون لديه حوالي 90 ثانية لإعادة الضغط ، وبعد ذلك قد يكون الموت أمرًا لا مفر منه.

لا يوجد في الفراغ وسط لإزالة الحرارة من الجسممن خلال التوصيل أو الحمل الحراري. يحدث فقدان الحرارة بسبب الإشعاع من درجة حرارة الإنسان 310 ألف إلى درجة حرارة 3 آلاف في الفضاء الخارجي.

هذه عملية بطيئة ، خاصة مع ارتداء الملابس.الإنسان ، لذلك لا يوجد خطر التجميد الفوري. يمكن أن يتسبب التبريد التبخيري السريع لرطوبة الجلد في الفراغ في تكوين الجليد ، خاصة في الفم ، لكن هذا لا يمثل خطرًا خطيرًا.

• الإشعاع

بدون حماية الغلاف الجوي للأرض والغلاف المغناطيسييتعرض رواد الفضاء لمستويات عالية من الإشعاع. ارتفاع مستوى الضرر الإشعاعي للخلايا الليمفاوية، وهي الخلايا التي تشارك بنشاط في الحفاظ على جهاز المناعة. ويساهم هذا الضرر في انخفاض المناعة التي يعاني منها رواد الفضاء.

كما تم ربط الإشعاع مؤخرًا بالمزيدارتفاع نسبة الإصابة بإعتام عدسة العين لدى رواد الفضاء. بالإضافة إلى حماية المدار الأرضي المنخفض، تشكل الأشعة الكونية المجرية تحديات إضافية لرحلات الفضاء البشرية، حيث أن التهديد الصحي الناجم عن الأشعة الكونية يزيد بشكل كبير من فرص الإصابة بالسرطان بعد عقد أو أكثر من التعرض لها.

تقارير دراسة تدعمها وكالة ناساأن الإشعاع يمكن أن يضر بأدمغة رواد الفضاء ويسرع ظهور مرض الزهايمر. يمكن أن ينتج عن الفاشيات (على الرغم من ندرتها) جرعة قاتلة من الإشعاع في دقائق. يُعتقد أن الدروع الواقية والأدوية الواقية يمكن أن تقلل في النهاية من المخاطر إلى مستوى مقبول.

خطر على البشرية

مع الفضاء وبقاء البشرية يأتي خطر على الجنس البشري. قد يؤدي حدث خطير في المستقبل إلى انقراض الإنسان، وهو ما يُعرف أيضًا بالخطر الوجودي.

سجل الإنسانية الطويلفيما يتعلق بالبقاء على قيد الحياة من الكوارث الطبيعية، يشير إلى أن الخطر الوجودي الذي تشكله هذه المخاطر، إذا تم قياسه على مدى عدة قرون، صغير جدًا.

ومع ذلك، واجه الباحثون عقبة في دراسة انقراض الإنسان، لأن البشرية لم تتراجع فعليًا عبر التاريخ.

على الرغم من أن هذا لا يعني أن هذا لن يحدث فيمستقبل بسيناريوهات وجودية طبيعية مثل: تأثير النيازك والبراكين واسعة النطاق ؛ والظواهر الهجينة الطبيعية البشرية مثل الاحتباس الحراري والتغير المناخي الكارثي أو حتى الحرب النووية العالمية.

• دوار الحركة

تُعرف المشكلة الأكثر شيوعًا التي يواجهها الأشخاص خلال الساعات الأولى من انعدام الوزن بمتلازمة التكيف مع الفضاء، أو SAS، والتي يشار إليها عادة باسم دوار الفضاء.

ويرتبط بدوار الحركة ويحدث عندما يتكيف الجهاز الدهليزي مع انعدام الوزن. تشمل أعراض SAS الغثيان والقيء والدوخة والصداع والخمول والشعور بالضيق العام.

تم الإبلاغ عن الحالة الأولى إلى SAS من قبل رائد الفضاء الألماني تيتوف في عام 1961. منذ ذلك الحين ، عانى ما يقرب من 45 ٪ من جميع الأشخاص الذين سافروا إلى الفضاء من هذا المرض.

• تدهور العظام والعضلات

يشمل انعدام الوزن على المدى الطويل فقدان العظام وكتلة العضلات. وبدون تأثيرات الجاذبية، لم تعد العضلات الهيكلية مطلوبة للحفاظ على وضعيتها، وتختلف مجموعات العضلات المستخدمة عند التحرك في حالة انعدام الجاذبية عن تلك المطلوبة للحركة على الأرض.

في ظروف انعدام الجاذبية، نادرًا ما استخدم رواد الفضاء عضلات الظهر أو عضلات الساق المستخدمة للوقوف. ثم تبدأ هذه العضلات بالضعف وتصبح أصغر حجمًا في النهاية.

وبالتالي، بعض العضلات بسرعةضمور العضلات، وبدون ممارسة التمارين الرياضية بانتظام، يمكن أن يفقد رواد الفضاء ما يصل إلى 20٪ من كتلة عضلاتهم خلال 5 إلى 11 يومًا فقط. تتغير أيضًا أنواع الألياف العضلية التي تبرز في العضلات.

يتم استبدال ألياف التحمل البطيئة المستخدمة للحفاظ على الموقف بألياف سريعة النشل سريعة النشل ، والتي لا تكفي لأي نوع من العمل الشاق.

• إعادة توزيع السوائل

في الفضاء، يفقد رواد الفضاء حجم السوائلبما في ذلك ما يصل إلى 22% من حجم الدم. بسبب قلة الدم الذي يجب ضخه، يصاب القلب بالضمور. يؤدي ضعف القلب إلى انخفاض ضغط الدم ويمكن أن يسبب مشاكل في "التحمل الانتصابي"، أو قدرة الجسم على إرسال كمية كافية من الأكسجين إلى الدماغ دون إغماء رائد الفضاء أو الشعور بالدوار.

• مشهد

في عام 2013، نشرت وكالة ناسا دراسة مفادهاتم خلالها اكتشاف تغيرات في عيون ورؤية القرود التي طارت إلى الفضاء لمدة تزيد عن 6 أشهر. وشملت التغييرات الملحوظة تسطيح مقلة العين وتغييرات في شبكية العين.

يمكن أن تصبح رؤية المسافر في الفضاء ضبابية بعد بقائه في الفضاء لفترة طويلة. يُعرف التأثير الآخر بالظاهرة المرئية للأشعة الكونية.

• الضغط داخل الجمجمة

حيث يزيد انعدام الوزن من الكميةالسوائل في الجزء العلوي من الجسم ، رواد الفضاء يعانون من زيادة الضغط داخل الجمجمة. يبدو أن هذا يزيد الضغط على ظهر مقل العيون ، مما يؤثر على شكلها ويسحق العصب البصري قليلاً.

وقد شوهد هذا التأثير في دراسة أجريت عام 2012 باستخدام فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي لرواد الفضاء الذين عادوا إلى الأرض بعد شهر واحد على الأقل في الفضاء.

يمكن أن تشكل مشاكل الرؤية هذه مصدر قلق كبير لبعثات الفضاء السحيق المستقبلية ، بما في ذلك مهمة مأهولة إلى كوكب المريخ.

قراءة المزيد

ابتكر الفيزيائيون نظيرًا للثقب الأسود وأكدوا نظرية هوكينغ. إلى أين تقود؟

ساعدت شركة Mars Express في معرفة مكان وكيفية اختفاء المياه من الكوكب الأحمر

الظاهرة الطبيعية الأكثر غموضا. من أين يأتي البرق الكروي وكيف يكون خطيرًا؟