Nulla gravitációjú börtönbüntetés: hogyan befolyásolja az űr az egészséget és mire kell felkészülni

Űrhajós képzés

A Szovjetunióban és az USA-ban az első űrhajósokat katonai pilóták közül toborozták és

tesztpilóták, de nőtt az űrhajós igénye a különböző szakemberek iránt, és hamarosan orvosok, mérnökök, tudósok és más szakmák képviselői repültek az űrbe.

Történelmileg három különítmény volt Oroszországbanaz űrhajósok képzéséhez ezek az RGNII TsPK, az RSC Energia és az SSC IBMP egységei. 2008. május 31-én 33 aktív űrhajós és 7 űrhajósjelölt tartózkodott Oroszországban.

2008. augusztus 31-én a NASA alakulata 90 űrhajósból állt, emellett 28 embert soroltak fel asztronauták-menedzserek listájára.

A Nemzetközi Repülési Szövetség szabályai szerintAz „űr” egy 100 km-es és magasabb magasságban történő repülés. Az amerikai légierő besorolása szerint „űrrepülésnek” minősül az a repülés, amelynek magassága meghaladja a 80 km-t 467 m-t (50 mérföldet).

Oroszországban a "teret" orbitálisnak nevezikrepülés, vagyis olyan, amelyben az űrhajónak legalább egy fordulatot kell végrehajtania a Föld körül. Ezért a különböző források különböző számú űrhajósokat adnak. Ezenkívül az Egyesült Államok Légierője az "űrhajós szárnyak" jelvényt odaadja azoknak a pilótáknak, akik 50 mérföldet meghaladtak.

Oroszország és az Egyesült Államok mellett egységeik és csoportjaikűrhajósok alakultak a világ más országaiban. Így a Novosztosi Kosmonavtiki magazin szerint az ESA űrhajós testületében 8 űrhajós van, a Kanadai Űrügynökség CSA nemzeti űrhajós testülete négy űrhajósból állt 2008. június elején. A JAXA japán űrkutatási ügynökség űrhajós osztagába 8 ember is beletartozik.

A tér hatása a megtalálás első másodpercében

A súlytalanság első másodpercétől az emberre káros folyamatok kezdenek bekövetkezni a szervezetben.

A mozgásbetegség kozmikus formában nyilvánul meg(a tengeri betegséghez hasonlóan) az érzékszervi rendszerek kölcsönhatása és az érzékszervi konfliktusok kialakulása a testben, a vestibularis készülék működése és a mozgások koordinációja megszakad, a kalcium elkezd kimosódni a csontokból, a test különböző részeinek ásványi sűrűsége a csontváz csökken, az ásványi anyagok újraeloszlanak, és a lábak csontjai kevesebbet veszítenek, mint az ágyéki csigolyák, a medence csontjai és a combcsont. A combnyakat leginkább a törés veszélyezteti.

Anyagcsere változások (negatív nitrogéna katabolikus folyamatok egyensúlya és prevalenciája; számos hormon szekréciójának változásai; a cukorterhelés alatti glükózfelhasználás progresszív lassulása a repülés időtartamának növekedésével és a víz-só egyensúly (a plazma és az intercelluláris folyadék térfogatának csökkenése).

A sorozat negatív egyenlegének megállapítása utána vérben lévő ionok az eritrociták kóros formái. Nulla gravitáció mellett nemcsak az artériás, hanem a vénás tónus is csökken, ami tele van az alsó végtagok visszeres fejlődésével a repülés utáni korai időszakban.

Élettani hatások

2017. november 2-a óta a tudósok erről beszámoltakaz űrbe repült űrhajósoknál jelentős változásokat tapasztaltak az agy helyzetében és felépítésében, MRI vizsgálatok alapján. Azok az űrhajósok, akik hosszabb űrutazást tettek, az agy jelentősebb változásaihoz kapcsolódtak.

2018 októberében aA NASA megállapította, hogy a világűrbe tett hosszú utak, beleértve a Mars bolygóra történő utazást is, jelentősen károsíthatják az űrhajósok gyomor-bélrendszeri szöveteit. A kutatások megerősítik azt a korábbi munkát, amely kimutatta, hogy az ilyen utazások jelentősen károsíthatják az űrhajósok agyát és idő előtt megöregedhetnek.

2019 márciusában a NASA arról számolt be, hogy az emberekben lévő látens vírusok aktiválódhatnak az űrmissziók során, ami növelheti az űrhajósok kockázatát a jövőbeli mélyűrbeli küldetések során.

  • Kutatás

Az űrgyógyászat fejlesztésa világűrben élő űrhajósok egészségi állapotát tanulmányozó orvosi gyakorlat. Ennek a tudományos kutatásnak a fő célja annak kiderítése, hogy az ember milyen jól és mennyi ideig tud túlélni extrém körülmények között az űrben, és milyen gyorsan tud alkalmazkodni a Föld környezetéhez, miután visszatért az űrből.

Az űrgyógyászat megelőző és palliatív intézkedéseket is igyekszik kifejleszteni azoknak a szenvedéseknek a enyhítésére, amelyek olyan emberek életében vannak, amelyekhez az emberek rosszul alkalmazkodtak.

  • Kelj fel és térj vissza a légkörbe

Fel- és beszállás közben téraz utazók a szokásosnál többszörösen nagyobb gravitációt tapasztalhatnak. Egy képzetlen személy általában körülbelül 3 g-ot tolerál, de 4-6 g-ot is fogyhat.

A függőleges irányú túlterhelés átadódiknehezebb, mint a gerincre merőleges erő, mert az agyból és a szemből folyik a vér. Először egy személy átmeneti látásvesztést tapasztal, majd nagyobb túlterhelés esetén eszméletét veszti.

Túlterheléses edzés és G-öltözetösszehúzza a testet, hogy több vért tartson a fejében, enyhítheti a hatásokat. A legtöbb űrhajót úgy tervezték, hogy a G-erőket kényelmes határokon belül tartsa.

  • Térkörnyezet

A tér környezete halálos anélkülmegfelelő védelem: A tér vákuumában a legnagyobb veszélyt az oxigénhiány és a nyomás jelenti, bár a hőmérséklet és a sugárzás is veszélyt rejt magában. A térhatás következményei ebulizmushoz, hipoxiához, hypocapniához és dekompressziós betegséghez vezethetnek.

Ezen túlmenően a környezetben jelen lévő nagy energiájú fotonok és szubatomi részecskék miatt sejtmutációk és pusztulások is előfordulnak.

A dekompresszió komoly probléma az űrhajósok extravehikuláris tevékenységei (űrsétái) során. A jelenlegi GMU-tervek figyelembe veszik ezt és más problémákat, és idővel fejlődnek.

A versengő érdekek kulcskérdés voltaz űrhajósok mobilitásának növelése (amelyet a nagynyomású EMU csökkent, hasonlóan a felfújt ballonok deformációjának nehézségéhez a leeresztetthez képest) és a dekompresszió kockázatának minimalizálása.

  • Vákuum

A súlyos tünetek, mint például a szöveti oxigénvesztés, majd a keringési elégtelenség és a petyhüdt bénulás, körülbelül 30 másodpercen belül megjelennek.

A tüdő is összeomlik ebben a folyamatban, defolytassa a vízgőz felszabadulását, ami lehűléshez és jégképződéshez vezet a légutakban. Becslések szerint egy személynek körülbelül 90 másodperc áll rendelkezésére az újbóli tömörítésre, amely után elkerülhetetlen lehet a halál.

Vákuumban nincs olyan közeg, amely eltávolítaná a hőt a testbőlvezetésen vagy konvekción keresztül. A hőveszteség a 310 ezres emberi hőmérséklettől a világűrben 3 ezres hőmérsékletig terjedő sugárzás miatt következik be.

Ez egy lassú folyamat, főleg egy ruhás.emberi, ezért nincs veszélye az azonnali megfagyásnak. A bőr nedvességének gyors párolgási hűlése vákuumban jegesedést okozhat, különösen a szájban, de ez nem jelent komoly veszélyt.

  • sugárzás

A Föld légkörének és magnetoszférájának védelme nélkülaz űrhajósok magas szintű sugárzásnak vannak kitéve. A limfociták, az immunrendszer fenntartásában aktívan részt vevő sejtek magas szintű sugárzási károsodása; ez a károsodás hozzájárul az űrhajósok által tapasztalt csökkent immunitáshoz.

A sugárzást a közelmúltban több dologgal is összefüggésbe hoztáka szürkehályog gyakori előfordulása az űrhajósoknál. A galaktikus kozmikus sugarak amellett, hogy megvédik az alacsony földi pályát, további kihívások elé állítják az emberi űrrepülést, mivel a kozmikus sugarak egészségügyi veszélye egy évtizedes vagy hosszabb expozíció után jelentősen megnöveli a rák kialakulásának esélyét.

A NASA által támogatott tanulmány beszámolhogy a sugárzás károsíthatja az űrhajósok agyát és meggyorsíthatja az Alzheimer-kór kialakulását. A kitörések (bár ritkák) percek alatt halálos dózisú sugárzást eredményezhetnek. Úgy gondolják, hogy a védőpajzsok és a védő gyógyszerek végül elfogadható szintre csökkenthetik a kockázatokat.

Az emberiség kockázata

Az űrrel és az emberiség túlélésével veszélybe kerül az emberi faj. Egy súlyos esemény a jövőben emberi kihaláshoz vezethet, amit egzisztenciális kockázatnak is neveznek.

Az emberiség hosszú múltra tekint visszaa természeti katasztrófák túlélése kapcsán azt sugallja, hogy több évszázadon keresztül mérve az ilyen veszélyek által jelentett egzisztenciális kockázat meglehetősen kicsi.

A kutatók azonban akadályba ütköztek az emberi kihalás tanulmányozása során, mivel az emberiség valójában soha nem hanyatlott a történelem során.

Bár ez nem jelenti azt, hogy erre nem kerül sora jövő olyan természetes egzisztenciális forgatókönyvekkel rendelkezik, mint: meteorok és nagy volumenű vulkanizmus hatása; és antropogén-természetes hibrid jelenségek, mint például a globális felmelegedés és a katasztrofális klímaváltozás vagy akár a globális atomháború.

  • Mozgásszervi betegség

A leggyakoribb probléma, amelyet az emberek a súlytalanság első óráiban tapasztalnak, űradaptációs szindrómaként vagy SAS-ként ismertek, amelyet általában űrbetegségnek neveznek.

A mozgási betegséggel jár, és akkor fordul elő, amikor a vesztibuláris rendszer alkalmazkodik a súlytalansághoz. A SAS tünetei közé tartozik az émelygés és hányás, a szédülés, a fejfájás, a letargia és az általános rossz közérzet.

Az első esetről a német Titov űrhajós jelentette be a SAS-nak 1961-ben. Azóta az űrbe repült emberek körülbelül 45% -a szenvedett ebben a betegségben.

  • A csontok és az izmok romlása

A hosszú távú súlytalanság magában foglalja a csontvesztést ésizomtömeg. A gravitáció hatása nélkül a vázizmoknak már nincs szükségük a testtartás fenntartásához, és a nulla gravitációban történő mozgás során használt izomcsoportok eltérnek a szárazföldi mozgáshoz szükséges izomcsoportoktól.

Nullagravitációs körülmények között az űrhajósok alig használták a hátizmokat, illetve a lábizmokat sem szoktak felállni. Ezek az izmok gyengülni kezdenek, és végül kisebbek lesznek.

Következésképpen néhány izom gyorsansorvadás, rendszeres testmozgás nélkül pedig az űrhajósok izomtömegük akár 20%-át is elveszíthetik mindössze 5-11 nap alatt. Változnak az izmokba kinyúló izomrostok típusai is.

A testtartás megőrzéséhez használt állóképesség lassú rángatós rostjait gyors rángatózó, rángatós rostok váltják fel, amelyek nem elegendőek bármilyen kemény munkához.

  • A folyadék újraelosztása

Az űrben az űrhajósok folyadékmennyiséget veszítenekbeleértve a vér mennyiségének akár 22%-át is. Mivel kevesebb a pumpálandó vér, a szív sorvad. A legyengült szív alacsony vérnyomáshoz vezet, és problémákat okozhat az „ortosztatikus toleranciával”, vagyis a szervezet azon képességével, hogy elegendő oxigént küldjön az agyba anélkül, hogy az űrhajós elájulna vagy szédülne. 

  • látvány

2013-ban a NASA publikált egy tanulmányt, amely szerintmelynek során a több mint 6 hónapig az űrbe repült majmok szemében és látásában változásokat fedeztek fel. Az észrevehető változások közé tartozott a szemgolyó ellaposodása és a retina megváltozása.

Az űrutazó látása elmosódhat, ha túl sokáig tartózkodik az űrben. Egy másik hatás a kozmikus sugarak vizuális jelenségeként ismert.

  • Koponyaűri nyomás

Ahogy a súlytalanság növeli az összegetfolyadékok a felső testben, az űrhajósok fokozott koponyaűri nyomást tapasztalnak. Úgy tűnik, hogy ez növeli a szemgolyók hátsó részének nyomását, befolyásolja azok alakját és kissé összezúzza a látóideget.

Ezt a hatást egy 2012-es tanulmányban mutatták ki olyan űrhajósok MRI-vizsgálatával, akik legalább egy hónapnyi űrben töltött hónap után visszatértek a Földre.

Az ilyen látási problémák komoly aggodalomra adhatnak okot a jövőbeli űrmissziókban, ideértve a legénység által vezetett missziót a Mars bolygóra.

Olvass tovább

A fizikusok létrehozták a fekete lyuk analógját, és megerősítették Hawking elméletét. Hova vezet?

A Mars Express segített kideríteni, hol és hogyan tűnt el a víz a Vörös Bolygóról

A legtitokzatosabb természeti jelenség. Honnan származik a gömbvillám és hogyan veszélyes?