Fängelse utan gravitation: hur rymden påverkar hälsan och vad man ska vara beredd på

Kosmonaututbildning

De första kosmonauterna i Sovjetunionen och USA rekryterades bland militärpiloter och

testpiloter, men astronautikens behov för olika specialister växte, och snart flög läkare, ingenjörer, vetenskapsmän och representanter för andra yrken ut i rymden.

Historiskt sett fanns det tre avdelningar i Rysslandför kosmonaututbildning är dessa enheter för RGNII TsPK, RSC Energia och SSC IBMP. Per den 31 maj 2008 fanns det 33 aktiva kosmonauter och 7 kosmonautkandidater i Ryssland.

Den 31 augusti 2008 bestod NASA-truppen av 90 astronauter, dessutom listades 28 personer som astronauter-chefer.

Enligt reglerna för International Aeronautical Federation"Rymden" anses vara en flygning på en höjd av 100 km och uppåt. Enligt US Air Force-klassificeringen anses "rymdflygning" vara en flygning vars höjd överstiger 80 km 467 m (50 miles).

I Ryssland kallas "rymden" orbitalflygning, det vill säga en där rymdfarkosten måste göra minst en varv runt jorden. Därför ger olika källor ett annat antal astronauter. Dessutom tilldelar USA: s flygvapen märket "Astronaut Wings" till piloter som har klättrat över 50 mil.

Förutom Ryssland och USA, deras enheter och grupperastronauter bildades i andra länder i världen. Således, enligt tidningen Novosti Kosmonavtiki, finns det 8 astronauter i ESA: s astronautkår, den nationella astronautkåren för den kanadensiska rymdorganisationen CSA bestod av fyra astronauter i början av juni 2008. Astronautgruppen från Japans rymdforskningsbyrå JAXA inkluderar också 8 personer.

Påverkan av rymden under de första sekunderna av upptäckten

Från den första sekunden av viktlöshet börjar processer som är skadliga för människor att inträffa i kroppen.

Rörelsjuka manifesterar sig i en kosmisk form(en analog av sjösjuka), växelverkan mellan sensoriska system förändras och sensoriska konflikter i kroppen utvecklas, den vestibulära apparatens funktion och koordination av rörelser störs, kalcium börjar tvätta ur benen, mineraltätheten hos olika delar skelettet minskar, mineraler fördelas om och benbenen förlorar mindre än ländryggen, bäckenbenen och lårbenet. Lårbenshalsen är mest utsatt för fraktur.

Metabolismförändringar (negativt kvävebalans och prevalens av kataboliska processer; förändringar i utsöndringen av ett antal hormoner; progressiv nedgång i glukosutnyttjandet under sockerbelastning när flygtiden ökar) och vatten-saltbalans (minskning i plasma och intercellulär vätskevolym).

Efter att ha upprättat den negativa balansen i serienjoner i blodet förekommer patologiska former av erytrocyter. I noll tyngdkraften minskar inte bara artär utan även venös ton, vilket är fylld med utvecklingen av åderbråck i nedre extremiteterna under den tidiga efterflygningsperioden.

Fysiologiska effekter

Sedan 2 november 2017 har forskare rapporterat detsignifikanta förändringar i hjärnans position och struktur har hittats i astronauter som har flögit ut i rymden, baserat på MR-studier. Astronauter som gjorde längre rymdresor förknippades med mer betydande förändringar i hjärnan.

I oktober 2018 finansierades forskare avNASA fann att långa resor ut i rymden, inklusive resor till planeten Mars, kan skada astronauternas gastrointestinala vävnader avsevärt. Forskning bekräftar tidigare arbete, som visade att sådana resor kan skada astronauternas hjärna och åldra dem för tidigt.

I mars 2019 rapporterade NASA att latenta virus hos människor kan aktiveras under rymduppdrag, vilket möjligen ökar risken för astronauter vid framtida rymduppdrag.

  • Forskning

Rymdmedicin är en utvecklingmedicinsk praxis som studerar hälsan hos astronauter som lever i yttre rymden. Huvudmålet med denna vetenskapliga forskning är att ta reda på hur väl och hur länge människor kan överleva under extrema förhållanden i rymden och hur snabbt de kan anpassa sig till jordens miljö efter att ha återvänt från rymden.

Rymdmedicin strävar också efter att utveckla förebyggande och palliativa åtgärder för att lindra det lidande som orsakas av att bo i miljöer som människor inte är anpassade till.

  • Stig upp och återvänd till atmosfären

Under start och inträde, utrymmeresenärer kan uppleva gravitationen flera gånger större än normalt. En otränad person kan vanligtvis tolerera cirka 3 g, men kan förlora 4 till 6 g.

Överbelastning i vertikal riktning överförssvårare än en kraft vinkelrätt mot ryggraden eftersom blod rinner från hjärnan och ögonen. Först upplever en person tillfällig synförlust, och sedan, vid högre överbelastning, förlorar han medvetandet.

Överbelastningskraftträning och G-kostym detförtränger kroppen för att hålla mer blod i huvudet, kan mildra effekterna. De flesta rymdfarkoster är utformade för att hålla G-krafterna inom bekväma gränser.

  • Rymdmiljö

Rymdens miljö är dödlig utantillräckligt skydd: Det största hotet i rymdens vakuum kommer från brist på syre och tryck, även om temperatur och strålning också utgör faror. Konsekvenserna av rymdexponering kan leda till ebulism, hypoxi, hypokapni och tryckfallssjuka.

Utöver detta finns det även cellulära mutationer och förstörelse på grund av högenergifotoner och subatomära partiklar som finns i miljön.

Dekompression är ett allvarligt problem under extravehikulära aktiviteter (rymdpromenader) för astronauter. Nuvarande EMU-design tar hänsyn till detta och andra frågor och utvecklas över tiden.

Konkurrerande intressen var en nyckelfrågaöka astronauternas rörlighet (som reduceras av högtrycks-EMU, liknande svårigheten att deformera en uppblåst ballong i förhållande till en tömd) och minimera risken för dekompression.

  • Vakuum

Allvarliga symtom, såsom förlust av vävnadssyre följt av cirkulationssvikt och slapp förlamning, uppträder inom cirka 30 sekunder.

Lungorna kollapsar också i denna process, menfortsätt att släppa ut vattenånga, vilket leder till kylning och isbildning i luftvägarna. Det uppskattas att en person har cirka 90 sekunder på sig att komprimera på nytt, varefter döden kan vara oundviklig.

I ett vakuum finns inget medium för att ta bort värme från kroppengenom ledning eller konvektion. Värmeförlust uppstår på grund av strålning från en mänsklig temperatur på 310 tusen till en temperatur på 3 tusen i yttre rymden.

Detta är en långsam process, särskilt med en klädd.mänsklig, så det finns ingen risk för omedelbar frysning. Snabb avdunstningskylning av hudfuktighet i vakuum kan orsaka isbildning, särskilt i munnen, men detta är ingen allvarlig fara.

  • strålning

Utan skydd av jordens atmosfär och magnetosfärastronauter utsätts för höga nivåer av strålning. Hög nivå av strålningsskador på lymfocyter, celler aktivt involverade i att upprätthålla immunsystemet; denna skada bidrar till den minskade immuniteten som astronauter upplever.

Strålning har också nyligen kopplats till flerhög förekomst av grå starr hos astronauter. Förutom att skydda låg omloppsbana runt jorden, utgör galaktiska kosmiska strålar ytterligare utmaningar för mänsklig rymdfärd, eftersom hälsohotet från kosmisk strålning avsevärt ökar risken för cancer efter ett decennium eller mer av exponering.

En NASA-stödd studie rapporteraratt strålning kan skada hjärnorna hos astronauter och påskynda Alzheimers uppkomst. Utbrott (även om de är sällsynta) kan ge en dödlig dos av strålning på några minuter. Man tror att skyddsskydd och skyddande läkemedel i slutändan kan minska riskerna till en acceptabel nivå.

Risk för mänskligheten

Med rymden och mänsklighetens överlevnad kommer risker för mänskligheten. En allvarlig händelse i framtiden kan leda till mänsklig utrotning, vilket också kallas existentiell risk.

Mänsklighetens långa meritlista avnär det gäller överlevnad från naturkatastrofer tyder på att, mätt över flera århundraden, är den existentiella risken med sådana faror ganska liten.

Men forskare har stött på ett hinder i att studera mänsklig utrotning eftersom mänskligheten aldrig faktiskt har minskat genom historien.

Även om detta inte betyder att detta inte kommer att ske ien framtid med naturliga existentiella scenarier som: påverkan av meteorer och storskalig vulkanism; och antropogena-naturliga hybridfenomen som global uppvärmning och katastrofal klimatförändring eller till och med globalt kärnkrig.

  • Åksjuka

Det vanligaste problemet som människor upplever under de första timmarna av viktlöshet är känt som rymdanpassningssyndrom, eller SAS, vanligtvis kallat rymdsjuka.

Det är förknippat med åksjuka och uppstår när det vestibulära systemet anpassar sig till viktlöshet. Symtom på SAS inkluderar illamående och kräkningar, yrsel, huvudvärk, slöhet och allmän sjukdomskänsla.

Det första fallet rapporterades till SAS av kosmonauten tyska Titov 1961. Sedan dess har cirka 45% av alla människor som har flögit ut i rymden drabbats av denna sjukdom.

  • Försämring av ben och muskler

Långvarig viktlöshet inkluderar förlust av ben ochmuskelmassa. Utan effekterna av gravitationen krävs inte längre skelettmuskler för att bibehålla hållningen, och muskelgrupperna som används när man rör sig utan gravitation skiljer sig från de som krävs för förflyttning på land.

Under noll-tyngdkraftsförhållanden använde astronauterna knappt sina ryggmuskler eller benmusklerna som brukade stå upp. Dessa muskler börjar sedan försvagas och blir så småningom mindre.

Följaktligen några muskler snabbtatrofi, och utan regelbunden träning kan astronauter förlora upp till 20 % av sin muskelmassa på bara 5–11 dagar. De typer av muskelfibrer som skjuter ut i musklerna förändras också.

De långsamma ryggfibrerna av uthållighet som används för att bibehålla hållning ersätts av snabba ryckningsfibrer, som inte räcker för något slags hårt arbete.

  • Omfördelning av vätska

I rymden förlorar astronauter vätskevolyminklusive upp till 22 % av din blodvolym. Eftersom det har mindre blod att pumpa, atrofierar hjärtat. Ett försvagat hjärta leder till lågt blodtryck och kan orsaka problem med "ortostatisk tolerans", eller kroppens förmåga att skicka tillräckligt med syre till hjärnan utan att astronauten svimmar eller känner sig yr. 

  • syn

2013 publicerade NASA en studie somunder vilka förändringar upptäcktes i ögon och syn på apor som flög ut i rymden i mer än 6 månader. Märkbara förändringar omfattade tillplattad ögonglob och förändringar i näthinnan.

En rymdresens vision kan bli suddig efter att ha varit i rymden för länge. En annan effekt är känd som det visuella fenomenet kosmiska strålar.

  • Intrakraniellt tryck

Eftersom viktlöshet ökar mängdenvätskor i överkroppen, upplever astronauter ökat intrakraniellt tryck. Detta verkar öka trycket på ögonbollarnas rygg, vilket påverkar deras form och krossar synnerven något.

Denna effekt sågs i en studie från 2012 med MRT-skanningar av astronauter som återvände till jorden efter minst en månad i rymden.

Sådana synproblem kan utgöra en stor oro för framtida rymduppdrag, inklusive ett bemannat uppdrag till planeten Mars.

Läs mer

Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?

Mars Express hjälpte till att ta reda på var och hur vattnet försvann från den röda planeten

Det mest mystiska naturfenomenet. Varifrån kommer kulblixten och hur är det farligt?