מאסר בכבידה אפס: כיצד משפיע החלל על הבריאות ולמה להיערך

אימון קוסמונאוטים

הקוסמונאוטים הראשונים בברית המועצות ובארה"ב גויסו מקרב טייסים צבאיים ו

טייסי ניסוי, אבל הצרכים של האסטרונאוטיקה למומחים שונים גדלו, ועד מהרה טסו לחלל רופאים, מהנדסים, מדענים ונציגים של מקצועות אחרים.

מבחינה היסטורית היו ברוסיה שלושה מחלקותלהכשרת קוסמונאוטים, אלה היחידות של ה- RGNII TsPK, RSC Energia ו- SSC IBMP. נכון ליום 31 במאי 2008 היו ברוסיה 33 קוסמונאוטים פעילים ו -7 מועמדים לקוסמונאוטים.

נכון לתאריך 31 באוגוסט 2008, חוליית נאס"א כללה 90 אסטרונאוטים, בנוסף, 28 אנשים היו רשומים כמנהלי אסטרונאוטים.

על פי הכללים של הפדרציה הבינלאומית לאווירונאוטיקה"חלל" נחשב לטיסה בגובה של 100 ק"מ ומעלה. על פי הסיווג של חיל האוויר האמריקני, טיסת "חלל" נחשבת לטיסה שגובהה עולה על 80 ק"מ 467 מ' (50 מייל).

ברוסיה, "החלל" נקרא מסלולטיסה, כלומר כזו שעל החללית לבצע לפחות מהפכה אחת סביב כדור הארץ. לכן, מקורות שונים נותנים מספר שונה של אסטרונאוטים. בנוסף, חיל האוויר האמריקני מעניק את תג "כנפי האסטרונאוט" לטייסים שטיפסו מעל 50 קילומטרים.

בנוסף לרוסיה וארצות הברית, יחידותיהם וקבוצותיהםאסטרונאוטים שנוצרו במדינות אחרות בעולם. לפיכך, על פי מגזין נובוסטי קוסמונאווטיקי, ישנם 8 אסטרונאוטים בחיל האסטרונאוטים של ESA, חיל האסטרונאוטים הלאומי של סוכנות החלל הקנדית CSA כלל ארבעה אסטרונאוטים בתחילת יוני 2008. חוליית האסטרונאוטים של הסוכנות לחקר החלל היפני JAXA כוללת גם 8 אנשים.

השפעת החלל בשניות הראשונות למציאה

מהשנייה הראשונה של חוסר המשקל מתחילים להתרחש בגוף תהליכים המזיקים לבני אדם.

מחלת תנועה מתבטאת בצורה קוסמית(אנלוגי של מחלת ים), האינטראקציה של מערכות חושיות מתפתחת ועימותים חושיים בגוף מתפתחים, תפקוד המנגנון הוסטיבולרי ותיאום התנועות מופרעים, סידן מתחיל להישטף מהעצמות, צפיפות המינרלים של חלקים שונים של השלד פוחת, מחולקים מינרלים ועצמות הרגליים מאבדות פחות מחוליות המותן, עצמות האגן ועצם הירך. הצוואר בירך נמצא בסיכון הגבוה ביותר לשבר.

שינויים בחילוף החומרים (חנקן שליליאיזון ושכיחות של תהליכים קטבוליים; שינויים בהפרשת מספר הורמונים; האטה מתקדמת בניצול הגלוקוז תחת עומס סוכר ככל שמשך הטיסה עולה) ואיזון מים-מלח (ירידה בנפח הפלזמה והנוזל הבין-תאי).

לאחר ביסוס המאזן השלילי של הסדרהיונים בדם מופיעים צורות פתולוגיות של אריתרוציטים. באפס כוח משיכה, לא רק העורקים, אלא גם הטונוס הוורידי פוחת, אשר כרוך בהתפתחות של דליות ורידים בגפיים התחתונות בתקופה המוקדמת לאחר הטיסה.

השפעות פיזיולוגיות

מאז ה -2 בנובמבר 2017 מדענים דיווחו על כךשינויים משמעותיים במיקום ובמוח של המוח נמצאו באסטרונאוטים שטסו לחלל, בהתבסס על מחקרי MRI. אסטרונאוטים שעשו מסעות ארוכים יותר לחלל נקשרו לשינויים משמעותיים יותר במוח.

באוקטובר 2018, החוקרים מומנו על ידינאס"א מצאה כי נסיעות ארוכות לחלל החיצון, כולל נסיעה לכוכב המאדים, עלולות לפגוע משמעותית ברקמות העיכול של האסטרונאוטים. מחקרים מאששים עבודה קודמת, שהראתה שנסיעה כזו עלולה לפגוע משמעותית במוחם של אסטרונאוטים ולהתבגר בטרם עת.

במרץ 2019 דיווחה נאס"א כי ניתן להפעיל וירוסים סמויים בבני אדם במהלך משימות חלל, ואולי להגדיל את הסיכון לאסטרונאוטים במשימות חלל עמוק בעתיד.

• מחקר

רפואת החלל היא התפתחותפרקטיקה רפואית החוקרת את בריאותם של אסטרונאוטים החיים בחלל החיצון. המטרה העיקרית של מחקר מדעי זה היא לגלות עד כמה ולכמה זמן בני אדם יכולים לשרוד בתנאים קיצוניים בחלל ובאיזו מהירות הם יכולים להסתגל לסביבת כדור הארץ לאחר חזרתם מהחלל.

הרפואה בחלל מבקשת גם לפתח אמצעים מונעים ומפליגים כדי להקל על הסבל הנגרם מחיים בסביבות אליהן בני האדם אינם מותאמים.

• קם וחזור לאווירה

בזמן ההמראה והכניסה, מרווחמטיילים עשויים לחוות כוח הכבידה הגדול פי כמה מהרגיל. אדם לא מאומן יכול לסבול בדרך כלל כ-3 גרם, אבל יכול לאבד 4 עד 6 גרם.

עומס יתר בכיוון האנכי מועברקשה יותר מכוח מאונך לעמוד השדרה מכיוון שהדם זורם מהמוח ומהעיניים. ראשית, אדם חווה אובדן זמני של ראייה, ולאחר מכן, בעומסי יתר גבוהים יותר, הוא מאבד את ההכרה.

אימוני כוח עומס יתר וחליפת G זהמכווץ את הגוף להחזיק יותר דם בראש, עשוי להקל על ההשפעות. רוב החלליות נועדו לשמור על כוחות ה- G בגבולות הנוחים.

• סביבת חלל

סביבת החלל היא קטלנית בליהגנה נאותה: האיום הגדול ביותר בוואקום של החלל נובע מחוסר חמצן ולחץ, אם כי גם טמפרטורה וקרינה מהווים סכנות. ההשלכות של חשיפה לחלל עלולות להוביל לאבוליזם, היפוקסיה, היפוקפניה ומחלת דקומפרסיה.

בנוסף לכך, ישנן גם מוטציות תאיות והרס עקב פוטונים עתירי אנרגיה וחלקיקים תת-אטומיים הנמצאים בסביבה.

דקומפרסיה היא בעיה רצינית במהלך פעילויות חוץ כלי רכב (טיולי חלל) של אסטרונאוטים. עיצובי ה-EMU הנוכחיים לוקחים בחשבון את הנושא הזה ואחרים ומתפתחים עם הזמן.

אינטרסים מתחרים היו נושא מרכזיהגדלת ניידות האסטרונאוטים (אשר מופחתת על ידי EMU בלחץ גבוה, בדומה לקושי לעוות בלון מנופח ביחס לבלון מנופח) ומזעור הסיכון לשחרור לחץ.

• לִשְׁאוֹב

תסמינים חמורים, כגון אובדן חמצן ברקמות ואחריו כשל במחזור הדם ושיתוק רפוי, יופיעו תוך כ-30 שניות.

הריאות קורסות גם בתהליך זה, אבלממשיכים לשחרר אדי מים, מה שמוביל לקירור ולהיווצרות קרח בדרכי הנשימה. ההערכה היא כי לאדם יהיו כ 90 שניות לדחוס מחדש, ולאחריו המוות עלול להיות בלתי נמנע.

בוואקום אין מדיום לסילוק חום מהגוףבאמצעות הולכה או הסעה. איבוד חום מתרחש עקב קרינה מטמפרטורה אנושית של 310 אלף לטמפרטורה של 3 אלף בחלל החיצון.

זהו תהליך איטי, במיוחד עם לבוש.אנושי, ולכן אין סכנה של הקפאה מיידית. קירור אידוי מהיר של לחות העור בוואקום יכול לגרום לציפוי, במיוחד בפה, אך זה לא מהווה סכנה חמורה.

• קרינה

ללא הגנה על האטמוספרה והמגנטוספירה של כדור הארץאסטרונאוטים חשופים לרמות גבוהות של קרינה. רמה גבוהה של נזקי קרינה ללימפוציטים, תאים המעורבים באופן פעיל בשמירה על המערכת החיסונית; נזק זה תורם לחסינות המופחתת שחווים אסטרונאוטים.

גם קרינה נקשרה לאחרונה ליותרשכיחות גבוהה של קטרקט אצל אסטרונאוטים. בנוסף להגנה על מסלול נמוך של כדור הארץ, קרניים קוסמיות גלקטיות מציבות אתגרים נוספים לטיסות החלל האנושיות, שכן האיום הבריאותי מקרניים קוסמיות מגדיל באופן משמעותי את הסיכויים לסרטן לאחר עשור או יותר של חשיפה.

דוחות מחקר הנתמכים על ידי נאס"אשקרינה עלולה לפגוע במוחם של אסטרונאוטים ולזרז את הופעת האלצהיימר. התפרצויות (אם כי נדירות) עלולות לייצר מינון קטלני של קרינה בתוך דקות. הוא האמין כי מגן מגן ותרופות מגן יכולים בסופו של דבר להפחית את הסיכונים לרמה מקובלת.

סיכון לאנושות

עם החלל והישרדות האנושות בא סיכון למין האנושי. אירוע חמור בעתיד עלול להוביל להכחדה של האדם, הידוע גם כסיכון קיומי.

הרקורד הארוך של האנושות שלביחס להישרדות מאסונות טבע עולה כי, נמדד על פני כמה מאות שנים, הסיכון הקיומי הכרוך בסכנות כאלה הוא קטן למדי.

עם זאת, חוקרים נתקלו במכשול בחקר הכחדת האדם מכיוון שהאנושות מעולם לא ירדה במהלך ההיסטוריה.

למרות שזה לא אומר שזה לא יקרה בעתיד עם תרחישים קיומיים טבעיים כמו: השפעת מטאורים וולקניזם רחב היקף; ותופעות היברידיות אנתרופוגניות-טבעיות כמו התחממות כדור הארץ ושינויי אקלים קטסטרופליים או אפילו מלחמה גרעינית עולמית.

• בחילה בנסיעות

הבעיה הנפוצה ביותר שאנשים חווים במהלך השעות הראשונות של חוסר משקל ידועה בשם תסמונת הסתגלות חלל, או SAS, המכונה בדרך כלל מחלת חלל.

זה קשור למחלת תנועה ומתרחש כאשר המערכת הוסטיבולרית מסתגלת לחוסר משקל. תסמינים של SAS כוללים בחילות והקאות, סחרחורת, כאבי ראש, עייפות וחולשה כללית.

המקרה הראשון דווח ל- SAS על ידי הקוסמונאוט גרמני טיטוב בשנת 1961. מאז, כ 45% מכלל האנשים שטסו לחלל סבלו ממחלה זו.

• הידרדרות העצמות והשרירים

חוסר משקל לטווח ארוך כולל אובדן עצם ומסת שריר. ללא השפעות הכבידה, שרירי השלד אינם נדרשים עוד כדי לשמור על יציבה, וקבוצות השרירים המשמשות בעת תנועה באפס כבידה שונות מאלו הנדרשות לתנועה ביבשה.

בתנאי אפס כבידה, האסטרונאוטים כמעט ולא השתמשו בשרירי הגב שלהם או בשרירי הרגליים נהגו לעמוד. השרירים הללו מתחילים להיחלש ובסופו של דבר להיות קטנים יותר.

כתוצאה מכך, כמה שרירים במהירותניוון, וללא פעילות גופנית סדירה, אסטרונאוטים יכולים לאבד עד 20% ממסת השריר שלהם תוך 5-11 ימים בלבד. גם סוגי סיבי השריר הבולטים לתוך השרירים משתנים.

סיבי העווית האיטיים של הסיבולת המשמשים לשמירה על היציבה מוחלפים בסיבי עווית מהירים בעוויתות, שאינם מספיקים לשום עבודה קשה.

• חלוקה מחדש של נוזלים

בחלל, אסטרונאוטים מאבדים נפח נוזליםכולל עד 22% מנפח הדם שלך. בגלל שיש לו פחות דם לשאוב, הלב מתנוון. לב מוחלש מוביל ללחץ דם נמוך ועלול לגרום לבעיות ב"סבילות אורתוסטטית", או ביכולתו של הגוף לשלוח מספיק חמצן למוח מבלי שהאסטרונאוט יתעלף או יחוש סחרחורת. 

• חזון

בשנת 2013, נאס"א פרסמה מחקר שבמהלכו התגלו שינויים בעיניים ובראייה של קופים שטסו לחלל במשך יותר מ-6 חודשים. שינויים בולטים כללו השטחה של גלגל העין ושינויים ברשתית.

החזון של נוסע בחלל יכול להיות מטושטש לאחר שהיה זמן רב יותר בחלל. השפעה נוספת ידועה כתופעה הוויזואלית של הקרניים הקוסמיות.

• לחץ תוך גולגולתי

ככל שחוסר משקל מגדיל את הכמותנוזלים בפלג הגוף העליון, האסטרונאוטים חווים לחץ תוך גולגולתי מוגבר. נראה כי זה מגביר את הלחץ על הגב של גלגלי העין, ומשפיע על צורתם ומועך מעט את עצב הראייה.

השפעה זו נראתה במחקר משנת 2012 באמצעות סריקות MRI של אסטרונאוטים שחזרו לכדור הארץ לאחר לפחות חודש בחלל.

בעיות ראייה כאלה יכולות להוות דאגה גדולה למשימות חלל עמוק בעתיד, כולל משימה מאוישת בכוכב המאדים.

קרא עוד

פיזיקאים יצרו אנלוגיה של חור שחור ואישרו את התיאוריה של הוקינג. לאן זה מוביל?

מאדים אקספרס עזר לגלות היכן וכיצד נעלמו המים מכוכב האדום

תופעת הטבע המסתורית ביותר. מאיפה ברק הכדור ואיך זה מסוכן?