Fængsel med tyngdekraft: hvordan rummet påvirker sundheden, og hvad man skal være forberedt på

Kosmonaut træning

De første kosmonauter i USSR og USA blev rekrutteret blandt militærpiloter og

testpiloter, men astronautikkens behov for forskellige specialister voksede, og snart fløj læger, ingeniører, videnskabsmænd og repræsentanter for andre erhverv ud i rummet.

Historisk set var der tre afdelinger i Ruslandtil kosmonauttræning er disse enhederne til RGNII TsPK, RSC Energia og SSC IBMP. 31. maj 2008 var der 33 aktive kosmonauter og 7 kosmonautkandidater i Rusland.

31. august 2008 bestod NASA-holdet af 90 astronauter, derudover blev 28 personer opført som astronauter-ledere.

I henhold til reglerne for International Aeronautical Federation"Rum" anses for at være en flyvning i en højde på 100 km og derover. Ifølge US Air Force-klassifikationen anses "rumflyvning" for at være en flyvning, hvis højde overstiger 80 km 467 m (50 miles).

I Rusland kaldes "rummet" orbitalenflyvning, det vil sige en, hvor rumfartøjet skal dreje mindst en tur rundt om Jorden. Derfor giver forskellige kilder et forskelligt antal astronauter. Derudover tildeler det amerikanske luftvåben badgen "Astronaut Wings" til piloter, der har klatret over 50 miles.

Ud over Rusland og USA, deres enheder og grupperastronauter dannet i andre lande i verden. I henhold til Novosti Kosmonavtiki-magasinet er der således 8 astronauter i ESAs astronautkorps, det nationale astronautkorps i det canadiske rumagentur CSA bestod af fire astronauter i begyndelsen af ​​juni 2008. Astronautgruppen fra det japanske luftfartsagentur JAXA inkluderer også 8 personer.

Indflydelse af plads i de første sekunder af fund

Fra det første sekund af vægtløshed begynder processer, der er skadelige for mennesker, at finde sted i kroppen.

Køresyge manifesterer sig i en rumform(en analog af søsyge), interaktionen mellem sensoriske systemændringer og sensoriske konflikter i kroppen udvikler sig, det vestibulære apparats funktion og koordination af bevægelser forstyrres, calcium begynder at vaske ud af knoglerne, mineraltætheden i forskellige dele af skelettet aftager, mineraler fordeles igen, og benbenene mister mindre end lændehvirvler, bækkenben og lårben. Lårbenshalsen er mest udsat for brud.

Metabolismeændringer (negativt nitrogenbalance og udbredelse af kataboliske processer; ændringer i udskillelsen af ​​en række hormoner; progressiv afmatning i glukoseudnyttelsen under sukkerbelastning, efterhånden som flyvevarigheden øges) og vand-saltbalance (fald i plasma og intercellulær væskevolumen).

Efter oprettelse af den negative balance i serienioner i blodet vises patologiske former for erytrocytter. I nul tyngdekraft falder ikke kun arteriel, men også venøs tone, hvilket er fyldt med udviklingen af ​​åreknuder i underekstremiteterne i den tidlige post-flight periode.

Fysiologiske virkninger

Siden 2. november 2017 har forskere rapporteret om detvæsentlige ændringer i hjernens position og struktur er fundet hos astronauter, der er fløjet ud i rummet, baseret på MR-undersøgelser. Astronauter, der lavede længere rumrejser, var forbundet med mere markante ændringer i hjernen.

I oktober 2018 finansierede forskere afNASA fandt ud af, at lange rejser ind i det ydre rum, herunder rejser til planeten Mars, kan beskadige astronauternes gastrointestinale væv. Forskning bekræfter tidligere arbejde, der viste, at sådan rejse kan skade astronauternes hjerne og ælde dem for tidligt.

I marts 2019 rapporterede NASA, at latente vira hos mennesker kunne aktiveres under rumopgaver, hvilket muligvis øger risikoen for astronauter på fremtidige dybe rumopgaver.

  • Forskning

Rummedicin er en udviklingmedicinsk praksis, der studerer sundheden for astronauter, der bor i det ydre rum. Hovedmålet med denne videnskabelige forskning er at finde ud af, hvor godt og hvor længe mennesker kan overleve under ekstreme forhold i rummet, og hvor hurtigt de kan tilpasse sig jordens miljø efter at være vendt tilbage fra rummet.

Rummedicin søger også at udvikle forebyggende og lindrende tiltag for at lindre lidelsen forårsaget af at leve i miljøer, som mennesker ikke er tilpasset til.

  • Stig op og vend tilbage til atmosfæren

Under start og indrejse, pladsrejsende kan opleve tyngdekraften flere gange større end normalt. En utrænet person kan normalt tåle omkring 3 g, men kan tabe 4 til 6 g.

Overbelastning i lodret retning overføresvanskeligere end en kraft vinkelret på rygsøjlen, fordi blod strømmer fra hjernen og øjnene. Først oplever en person midlertidigt tab af syn, og derefter, ved højere overbelastning, mister han bevidstheden.

Overbelastning af styrketræning og G-suit detindsnævrer kroppen til at holde mere blod i hovedet, kan mildne virkningerne. De fleste rumfartøjer er designet til at holde G-kræfterne inden for behagelige grænser.

  • Rummiljø

Rummets miljø er dødbringende udentilstrækkelig beskyttelse: Den største trussel i rummets vakuum kommer fra mangel på ilt og tryk, selvom temperatur og stråling også udgør farer. Konsekvenserne af rumeksponering kan føre til ebulisme, hypoxi, hypocapni og trykfaldssyge.

Ud over dette er der også cellulære mutationer og ødelæggelse på grund af højenergifotoner og subatomære partikler, der er til stede i miljøet.

Dekompression er et alvorligt problem under ekstravehikulære aktiviteter (rumvandringer) af astronauter. Nuværende ØMU-design tager højde for dette og andre spørgsmål og udvikler sig over tid.

Konkurrerende interesser var et nøglespørgsmåløge astronautmobiliteten (som reduceres af højtryks-ØMU, svarende til vanskeligheden ved at deformere en oppustet ballon i forhold til en tømt) og minimere risikoen for dekompression.

  • Vakuum

Alvorlige symptomer, såsom tab af vævsilt efterfulgt af kredsløbssvigt og slap lammelse, vil dukke op efter cirka 30 sekunder.

Lungerne kollapser også i denne proces, menfortsæt med at frigive vanddamp, hvilket fører til køling og isdannelse i luftvejene. Det anslås, at en person har ca. 90 sekunder til at komprimere igen, hvorefter døden kan være uundgåelig.

I et vakuum er der intet medium til at fjerne varme fra kroppengennem ledning eller konvektion. Varmetab opstår på grund af stråling fra en menneskelig temperatur på 310 tusind til en temperatur på 3 tusind i det ydre rum.

Dette er en langsom proces, især med en påklædt.menneske, så der er ingen fare for øjeblikkelig frysning. Hurtig fordampningskøling af hudens fugt i vakuum kan forårsage isdannelse, især i munden, men dette er ikke en alvorlig fare.

  • stråling

Uden beskyttelse af jordens atmosfære og magnetosfæreastronauter udsættes for høje niveauer af stråling. Højt niveau af strålingsskader på lymfocytter, celler aktivt involveret i at opretholde immunsystemet; denne skade bidrager til den nedsatte immunitet, som astronauter oplever.

Stråling er også for nylig blevet forbundet med merehøj forekomst af grå stær hos astronauter. Ud over at beskytte lavt kredsløb om Jorden, udgør galaktiske kosmiske stråler yderligere udfordringer for menneskelig rumflyvning, da sundhedstruslen fra kosmiske stråler markant øger chancerne for kræft efter et årti eller mere med eksponering.

En NASA-understøttet undersøgelsesrapportat stråling kunne skade astronauternes hjerner og fremskynde starten på Alzheimers. Udbrud (selvom de er sjældne) kan producere en dødelig stråledosis på få minutter. Det menes, at beskyttende skjolde og beskyttende stoffer i sidste ende kan reducere risikoen til et acceptabelt niveau.

Risiko for menneskeheden

Med rummet og menneskehedens overlevelse følger en risiko for menneskeheden. En alvorlig begivenhed i fremtiden kan føre til menneskelig udryddelse, hvilket også er kendt som eksistentiel risiko.

Menneskehedens lange track record afi forhold til overlevelse fra naturkatastrofer tyder på, at målt over flere århundreder er den eksistentielle risiko ved sådanne farer ret lille.

Forskere har dog stødt på en hindring i at studere menneskelig udryddelse, fordi menneskeheden faktisk aldrig er faldet gennem historien.

Selvom dette ikke betyder, at dette ikke vil ske ien fremtid med sådanne naturlige eksistentielle scenarier som: påvirkning af meteorer og storskala vulkanisme; og menneskeskabte-naturlige hybridfænomener som global opvarmning og katastrofale klimaforandringer eller endda global atomkrig.

  • Køresyge

Det mest almindelige problem, som folk oplever i løbet af de første timer med vægtløshed, er kendt som rumtilpasningssyndrom eller SAS, almindeligvis omtalt som rumsyge.

Det er forbundet med køresyge og opstår, når det vestibulære system tilpasser sig vægtløshed. Symptomer på SAS omfatter kvalme og opkastning, svimmelhed, hovedpine, sløvhed og generel utilpashed.

Den første sag blev rapporteret til SAS af kosmonaut Tysk Titov i 1961. Siden da har ca. 45% af alle mennesker, der er fløjet ud i rummet, lidt af denne sygdom.

  • Forringelse af knogler og muskler

Langvarig vægtløshed omfatter tab af knogle ogmuskelmasse. Uden virkningerne af tyngdekraften er skeletmuskler ikke længere nødvendige for at opretholde kropsholdningen, og muskelgrupperne, der bruges, når man bevæger sig i nul tyngdekraft, er forskellige fra dem, der kræves til bevægelse på land.

Under nul-tyngdekraftsforhold brugte astronauterne næsten ikke deres rygmuskler eller benmusklerne, der plejede at stå op. Disse muskler begynder derefter at svækkes og bliver til sidst mindre.

Derfor nogle muskler hurtigtatrofi, og uden regelmæssig motion kan astronauter miste op til 20 % af deres muskelmasse på kun 5-11 dage. De typer af muskelfibre, der rager ind i musklerne, ændres også.

De langsomme trækfibre af udholdenhed, der bruges til at opretholde kropsholdning, erstattes af hurtige trækningsfibre, der ikke er tilstrækkelige til nogen form for hårdt arbejde.

  • Omfordeling af væske

I rummet mister astronauter væskevolumeninklusive op til 22 % af dit blodvolumen. Fordi det har mindre blod at pumpe, atrofierer hjertet. Et svækket hjerte fører til lavt blodtryk og kan give problemer med "ortostatisk tolerance", eller kroppens evne til at sende nok ilt til hjernen, uden at astronauten besvimer eller føler sig svimmel. 

  • syn

I 2013 offentliggjorde NASA en undersøgelse, derhvor der blev opdaget ændringer i øjne og syn hos aber, der fløj ud i rummet i mere end 6 måneder. Mærkbare ændringer omfattede fladning af øjeæblet og ændringer i nethinden.

En rumrejsendes vision kan blive sløret efter at have været i rummet for længe. En anden effekt er kendt som det visuelle fænomen af ​​kosmiske stråler.

  • Intrakranielt tryk

Da vægtløshed øger mængdenvæsker i overkroppen, oplever astronauter øget intrakranielt tryk. Dette ser ud til at øge trykket på øjenkuglenes dorsum, hvilket påvirker deres form og let knuser synsnerven.

Denne effekt blev set i en undersøgelse fra 2012, der brugte MRI-scanninger af astronauter, der vendte tilbage til Jorden efter mindst en måned i rummet.

Sådanne synsproblemer kunne udgøre en stor bekymring for fremtidige dybe rummissioner, herunder en besat mission til planeten Mars.

Læs mere

Fysikere har skabt en analog til et sort hul og bekræftet Hawkings teori. Hvor det fører hen?

Mars Express hjalp med at finde ud af, hvor og hvordan vandet forsvandt fra den røde planet

Det mest mystiske naturfænomen. Hvor kommer boldlyne fra, og hvordan er det farligt?