Masalah perubatan yang boleh menamatkan penerokaan angkasa lepas

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Jika ya, maka kami mencadangkan agar anda membiasakan diri dengan pilihan 20 kemungkinan besar masalah kesihatan yang perlu dihadapi oleh pelopor era penjajahan angkasa lepas (jika kita tidak menyelesaikannya sebelum ini).

Masalah dengan jantung

Penyelidikan dan pemerhatian perubatan Barat terhadap 12 angkasawan menunjukkan bahawa dengan pendedahan berpanjangan kepada mikrograviti, jantung manusia menjadi sfera sebanyak 9.4 peratus lebih kuat, yang seterusnya boleh menyebabkan pelbagai masalah dengan kerjanya. Masalah ini boleh menjadi sangat mendesak semasa perjalanan angkasa lepas, contohnya, ke Marikh.

"Jantung di angkasa bekerja dengan cara yang berbeza daripada yang dilakukan dalam keadaan graviti Bumi, yang seterusnya boleh menyebabkan kehilangan jisim otot," - kata Dr James Thomas dari NASA.

"Semua ini akan mempunyai akibat yang serius selepas kembali ke Bumi, jadi kami sedang mencari cara yang mungkin untuk mengelakkan atau sekurang-kurangnya mengurangkan kehilangan jisim otot ini."

Pakar ambil perhatian bahawa selepas kembali ke Bumi, jantung mendapat semula bentuk asalnya, tetapi tiada siapa yang tahu bagaimana salah satu organ terpenting badan kita akan bertindak selepas penerbangan yang panjang. Doktor sudah sedia maklum tentang kes apabila angkasawan yang pulang mengalami pening dan kekeliruan. Dalam sesetengah kes, terdapat perubahan mendadak dalam tekanan darah (terdapat penurunan mendadak), terutamanya apabila seseorang cuba untuk berdiri. Selain itu, sesetengah angkasawan mengalami aritmia (irama jantung yang tidak normal) semasa misi.

Para penyelidik mencatatkan keperluan untuk membangunkan kaedah dan peraturan yang akan membolehkan pengembara angkasa lepas untuk mengelakkan jenis masalah ini. Seperti yang dinyatakan, kaedah dan peraturan sedemikian boleh berguna bukan sahaja untuk angkasawan, tetapi juga untuk orang biasa di Bumi - mereka yang mengalami masalah jantung, serta mereka yang ditetapkan rehat tidur.

Pada masa ini, program penyelidikan lima tahun telah bermula, tugasnya adalah untuk menentukan tahap kesan ruang terhadap pecutan perkembangan aterosklerosis (penyakit saluran darah) dalam angkasawan.

Mabuk dan gangguan mental

Walaupun tinjauan tanpa nama yang dijalankan oleh NASA menghilangkan syak wasangka penggunaan alkohol yang kerap oleh angkasawan, pada tahun 2007 terdapat dua kes di mana angkasawan NASA yang benar-benar mabuk dibenarkan terbang di dalam kapal angkasa Soyuz Rusia. Pada masa yang sama, orang ramai dibenarkan terbang walaupun selepas doktor yang sedang menyediakan angkasawan ini untuk penerbangan, serta anggota misi lain, memberitahu pihak atasan tentang keadaan rakan sekerja mereka yang sangat panas.

Menurut dasar keselamatan pada masa itu, NASA bercakap mengenai larangan rasmi penggunaan alkohol oleh angkasawan 12 jam sebelum latihan penerbangan. Operasi peraturan ini juga diandaikan secara diam-diam untuk tempoh penerbangan angkasa lepas. Bagaimanapun, selepas kejadian di atas, NASA berasa marah dengan kecuaian angkasawan sehingga agensi itu memutuskan untuk membuat peraturan mengenai perjalanan angkasa lepas rasmi.

Bekas angkasawan Mike Mallane pernah berkata bahawa angkasawan minum alkohol sebelum penerbangan untuk dehidrasi badan (alcohol dehydrates), untuk akhirnya mengurangkan beban pada pundi kencing dan tiba-tiba tidak mahu menggunakan tandas pada masa pelancaran.

Aspek psikologi juga mempunyai tempat di antara bahaya dalam misi angkasa lepas. Semasa misi angkasa Skylab 4, angkasawan sangat "penat" berkomunikasi dengan pusat kawalan penerbangan angkasa lepas sehingga mereka mematikan komunikasi radio selama hampir sehari dan mengabaikan mesej daripada NASA. Selepas kejadian ini, saintis cuba mengenal pasti dan menangani potensi kesan psikologi negatif yang mungkin timbul daripada misi yang lebih tertekan dan panjang ke Marikh.

Kurang tidur dan penggunaan pil tidur

Kajian sepuluh tahun telah menunjukkan bahawa angkasawan jelas tidak mendapat tidur yang cukup pada minggu-minggu terakhir sebelum pelancaran dan semasa permulaan misi angkasa lepas. Dalam kalangan responden, tiga daripada empat mengakui mereka menggunakan ubat yang membantu mereka tidur, walaupun penggunaan ubat tersebut boleh berbahaya semasa menerbangkan kapal angkasa dan ketika bekerja dengan peralatan lain. Keadaan yang paling berbahaya dalam kes ini adalah apabila angkasawan mengambil ubat yang sama pada masa yang sama. Dalam kes ini, pada masa kecemasan yang memerlukan penyelesaian segera, mereka boleh tidur terlalu lama.

Walaupun NASA menugaskan setiap angkasawan untuk tidur sekurang-kurangnya lapan setengah jam sehari, kebanyakan mereka hanya mengambil masa kira-kira enam jam berehat setiap hari semasa misi. Keterukan beban pada badan ini ditambah lagi dengan fakta bahawa selama tiga bulan terakhir latihan sebelum penerbangan, orang ramai tidur kurang daripada enam setengah jam setiap hari.

"Misi masa depan ke Bulan, Marikh dan seterusnya akan memerlukan langkah yang lebih berkesan untuk menangani kekurangan tidur dan mengoptimumkan prestasi manusia dalam penerbangan angkasa lepas," kata penyelidik kanan Dr. Charles Kzeiler.

“Langkah-langkah ini boleh termasuk perubahan pada jadual kerja, yang akan dijalankan dengan mengambil kira pendedahan seseorang kepada gelombang cahaya tertentu, serta perubahan dalam strategi tingkah laku kru untuk lebih selesa memasuki keadaan tidur, yang adalah penting untuk memulihkan kesihatan, kekuatan dan mood yang baik pada hari berikutnya..

Kehilangan pendengaran

Penyelidikan telah menunjukkan bahawa sejak zaman misi ulang-alik angkasa lepas, sesetengah angkasawan mengalami kehilangan pendengaran sementara yang ketara dan kurang ketara. Mereka diperhatikan paling kerap apabila orang terdedah kepada frekuensi bunyi yang tinggi. Anggota krew stesen angkasa Soviet Salyut-7 dan Mira Rusia juga mempunyai kesan kehilangan pendengaran yang kecil atau sangat ketara selepas kembali ke Bumi. Sekali lagi, dalam semua kes ini, punca kehilangan pendengaran sementara separa atau lengkap adalah pendedahan kepada frekuensi bunyi yang tinggi.

Krew Stesen Angkasa Antarabangsa dikehendaki memakai penyumbat telinga setiap hari. Untuk mengurangkan bunyi di atas ISS, antara langkah lain, adalah dicadangkan untuk menggunakan gasket penebat bunyi khas di dalam dinding stesen, serta pemasangan kipas yang lebih senyap.

Walau bagaimanapun, sebagai tambahan kepada latar belakang yang bising, faktor lain boleh menjejaskan kehilangan pendengaran: contohnya, keadaan atmosfera di dalam stesen, peningkatan tekanan intrakranial dan peningkatan tahap karbon dioksida di dalam stesen.

Pada tahun 2015, NASA merancang, dengan bantuan krew ISS, untuk mula meneroka cara yang mungkin untuk mengelakkan kesan kehilangan pendengaran semasa misi satu tahun. Para saintis ingin melihat berapa lama kesan ini boleh dielakkan dan mengetahui risiko yang boleh diterima yang berkaitan dengan kehilangan pendengaran. Tugas utama percubaan adalah untuk menentukan cara meminimumkan kehilangan pendengaran sepenuhnya, dan bukan hanya semasa misi angkasa lepas tertentu.

Batu dalam buah pinggang

Satu daripada sepuluh orang di Bumi lambat laun mengalami masalah batu karang. Walau bagaimanapun, soalan ini menjadi lebih akut apabila ia datang kepada angkasawan, kerana di angkasa, tulang badan mula kehilangan bahan berguna lebih cepat daripada di Bumi. Garam (kalsium fosfat) dirembeskan di dalam badan, yang menembusi aliran darah dan terkumpul di dalam buah pinggang. Garam ini boleh dipadatkan dan mengambil bentuk batu. Pada masa yang sama, saiz batu-batu ini boleh berbeza-beza dari mikroskopik kepada agak serius - sehingga saiz walnut. Masalahnya ialah batu ini boleh menyekat saluran darah dan aliran lain yang memberi makan kepada organ atau mengeluarkan bahan berlebihan dari buah pinggang.

Bagi angkasawan, risiko mendapat batu karang adalah lebih berbahaya kerana dalam keadaan mikrograviti, jumlah darah di dalam badan boleh berkurangan. Di samping itu, ramai angkasawan tidak minum 2 liter cecair sehari, yang seterusnya, boleh memberikan penghidratan lengkap badan mereka dan menghalang batu daripada bertakung di buah pinggang, mengeluarkan zarah mereka bersama-sama dengan air kencing.

Adalah diperhatikan bahawa sekurang-kurangnya 14 angkasawan Amerika mengalami masalah dengan batu karang hampir sejurus selepas selesai misi angkasa mereka. Pada tahun 1982, satu kes kesakitan akut telah direkodkan pada anak kapal di stesen Soviet Salyut-7. Angkasawan itu mengalami kesakitan yang teruk selama dua hari, manakala rakannya tidak mempunyai pilihan selain tidak berdaya melihat penderitaan rakan sekerjanya. Pada mulanya, semua orang berfikir tentang apendisitis akut, tetapi selepas beberapa ketika batu karang kecil keluar bersama air kencing angkasawan.

Para saintis telah membangunkan mesin ultrasound khas bersaiz komputer meja untuk masa yang sangat lama, yang boleh mengesan batu karang dan mengeluarkannya menggunakan denyutan gelombang bunyi. Nampaknya di atas kapal di sebelah Marikh, perkara seperti itu pasti berguna …

Penyakit paru paru

Walaupun pada hakikatnya kita masih belum mengetahui dengan pasti apakah kesan kesihatan negatif yang boleh disebabkan oleh habuk dari planet atau asteroid lain, saintis masih menyedari beberapa akibat yang sangat tidak menyenangkan yang boleh menampakkan diri sebagai akibat daripada pendedahan kepada habuk bulan.

Kesan yang paling serius daripada penyedutan habuk mungkin pada paru-paru. Walau bagaimanapun, zarah habuk bulan yang sangat tajam boleh menyebabkan kerosakan serius bukan sahaja pada paru-paru, tetapi juga pada jantung, pada masa yang sama menyebabkan sejumlah besar pelbagai penyakit, dari keradangan organ yang teruk dan berakhir dengan kanser. Sebagai contoh, asbestos boleh menyebabkan kesan yang sama.

Zarah debu yang tajam boleh membahayakan bukan sahaja organ dalaman, tetapi juga menyebabkan keradangan dan melecet pada kulit. Untuk perlindungan, perlu menggunakan bahan khas seperti Kevlar berbilang lapisan. Debu bulan dengan mudah boleh merosakkan kornea mata, yang seterusnya boleh menjadi kecemasan paling serius bagi manusia di angkasa.

Para saintis kesal untuk ambil perhatian bahawa mereka tidak dapat memodelkan tanah lunar dan menjalankan set penuh ujian yang diperlukan untuk menentukan kesan habuk bulan pada badan. Salah satu kesukaran dalam menyelesaikan masalah ini ialah di Bumi, zarah habuk tidak berada dalam vakum dan tidak sentiasa terdedah kepada sinaran. Hanya kajian tambahan mengenai habuk terus di permukaan Bulan itu sendiri, dan bukan di makmal, boleh memberikan saintis data yang diperlukan untuk membangunkan kaedah perlindungan yang berkesan terhadap pembunuh toksik kecil ini.

Kegagalan sistem imun

Sistem imun kita berubah dan bertindak balas terhadap sebarang, walaupun yang terkecil, perubahan dalam badan kita. Kurang tidur, pengambilan nutrien yang tidak mencukupi, atau tekanan biasa semuanya boleh melemahkan sistem imun kita. Tetapi ini di Bumi. Perubahan dalam sistem imun di angkasa akhirnya boleh bertukar menjadi selesema biasa atau membawa potensi bahaya dalam perkembangan penyakit yang lebih serius.

Di angkasa, pengedaran sel imun dalam badan tidak banyak berubah. Ancaman yang lebih besar kepada kesihatan boleh disebabkan oleh perubahan dalam fungsi sel-sel ini. Apabila fungsi sel berkurangan, virus yang telah ditindas dalam tubuh manusia boleh dibangkitkan semula. Dan untuk melakukan ini secara rahsia, tanpa manifestasi gejala penyakit. Apabila sel imun menjadi lebih aktif, sistem imun bertindak balas secara berlebihan terhadap rangsangan, menyebabkan tindak balas alahan dan kesan sampingan lain seperti ruam kulit.

"Perkara seperti radiasi, kuman, tekanan, mikrograviti, gangguan tidur dan juga pengasingan semuanya boleh menjejaskan cara sistem imun anggota kru berfungsi," kata ahli imunologi NASA Brian Krushin.

"Misi angkasa lepas jangka panjang akan meningkatkan risiko jangkitan, hipersensitiviti, dan masalah autoimun dalam angkasawan."

Untuk menyelesaikan masalah dengan sistem imun, NASA merancang untuk menggunakan kaedah baru perlindungan anti-radiasi, pendekatan baru untuk pemakanan dan perubatan yang seimbang.

Ancaman sinaran

Kekurangan aktiviti suria semasa yang sangat luar biasa dan sangat berpanjangan boleh menyumbang kepada perubahan berbahaya dalam tahap sinaran di angkasa. Tiada perkara seperti ini berlaku selama hampir 100 tahun yang lalu.

"Walaupun peristiwa sedemikian tidak semestinya menjadi faktor penghenti untuk misi panjang ke Bulan, asteroid, atau bahkan Marikh, sinaran kosmik galaksi itu sendiri merupakan faktor yang boleh mengehadkan masa yang dirancang untuk misi ini," kata Nathan Schwadron dari Institut. penerokaan lautan dan angkasa lepas.

Akibat pendedahan jenis ini boleh menjadi sangat berbeza, mulai dari penyakit radiasi dan berakhir dengan perkembangan kanser atau kerosakan pada organ dalaman. Di samping itu, tahap berbahaya sinaran latar belakang mengurangkan keberkesanan perlindungan anti-radiasi kapal angkasa sebanyak kira-kira 20 peratus.

Hanya dalam satu misi ke Marikh, seorang angkasawan boleh terdedah kepada 2/3 daripada dos radiasi selamat yang boleh didedahkan kepada seseorang dalam kes paling teruk sepanjang hayatnya. Sinaran ini boleh menyebabkan perubahan dalam DNA dan meningkatkan risiko kanser.

"Apabila bercakap tentang dos kumulatif, ia sama seperti melakukan imbasan CT penuh badan setiap 5-6 hari," kata saintis Carey Zeitlin.

Masalah kognitif

Dalam mensimulasikan keadaan berada di angkasa, saintis telah mendapati bahawa pendedahan kepada zarah bercas tinggi, walaupun dalam dos yang kecil, menjadikan tikus makmal bertindak balas terhadap persekitaran mereka dengan lebih perlahan, dan dengan berbuat demikian, tikus menjadi lebih mudah marah. Pemerhatian terhadap tikus juga menunjukkan perubahan dalam komposisi protein dalam otak mereka.

Walau bagaimanapun, saintis cepat menyedari bahawa tidak semua tikus menunjukkan kesan yang sama. Jika peraturan ini berlaku untuk angkasawan, maka, menurut penyelidik, mereka boleh mengenal pasti penanda biologi yang menunjukkan dan meramalkan manifestasi awal kesan ini dalam angkasawan. Mungkin penanda ini juga akan membolehkan mencari jalan untuk mengurangkan kesan negatif pendedahan sinaran.

Penyakit Alzheimer adalah masalah yang lebih serius.

"Pendedahan kepada tahap radiasi yang setara dengan yang dialami oleh manusia dalam penerbangan ke Marikh boleh menyumbang kepada perkembangan masalah kognitif dan mempercepatkan perubahan dalam fungsi otak yang paling kerap dikaitkan dengan penyakit Alzheimer," kata pakar neurologi Kerry O'Banion.

"Semakin lama anda berada di angkasa, semakin besar risiko menghidap penyakit ini."

Salah satu fakta yang menghiburkan ialah saintis telah berjaya menyiasat salah satu senario pendedahan kepada radiasi yang paling malang. Mereka mendedahkan tikus makmal pada satu masa kepada tahap sinaran yang akan menjadi ciri sepanjang masa dalam misi ke Marikh. Sebaliknya, orang yang terbang ke Marikh akan terdedah kepada radiasi dalam dos bermeter, sepanjang tiga tahun penerbangan. Para saintis percaya bahawa tubuh manusia boleh menyesuaikan diri dengan dos yang begitu kecil.

Di samping itu, diperhatikan bahawa plastik dan bahan ringan boleh memberikan orang ramai dengan perlindungan sinaran yang lebih berkesan daripada aluminium yang digunakan sekarang.

Kehilangan penglihatan

Sesetengah angkasawan mengalami masalah penglihatan yang teruk selepas berada di angkasa lepas. Semakin lama misi angkasa lepas, semakin besar kemungkinan akibat buruk tersebut.

Antara sekurang-kurangnya 300 angkasawan Amerika yang telah menjalani pemeriksaan perubatan sejak 1989, 29 peratus orang yang berada di angkasa lepas dalam misi angkasa selama dua minggu dan 60 peratus orang yang telah bekerja di Stesen Angkasa Antarabangsa selama beberapa bulan mengalami masalah penglihatan. …

Doktor dari Universiti Texas melakukan imbasan otak terhadap 27 angkasawan yang telah berada di angkasa selama lebih sebulan. Dalam 25 peratus daripada mereka, penurunan dalam jumlah paksi anteroposterior satu atau dua bola mata diperhatikan. Perubahan ini membawa kepada rabun jauh. Sekali lagi, diperhatikan bahawa semakin lama seseorang berada di angkasa, semakin besar kemungkinan perubahan ini.

Para saintis percaya bahawa kesan negatif ini boleh dijelaskan oleh peningkatan cecair ke kepala dalam keadaan migrograviti. Dalam kes ini, cecair serebrospinal mula terkumpul di tengkorak, dan tekanan intrakranial meningkat. Cecair tidak dapat meresap melalui tulang, oleh itu, ia mula menimbulkan tekanan pada bahagian dalam mata. Penyelidik belum pasti sama ada kesan ini akan berkurangan pada angkasawan yang tiba di angkasa selama lebih daripada enam bulan. Walau bagaimanapun, agak jelas bahawa adalah perlu untuk mengetahui sebelum saat orang dihantar ke Marikh.

Jika masalah itu disebabkan semata-mata oleh tekanan intrakranial, maka salah satu penyelesaian yang mungkin adalah mewujudkan keadaan graviti buatan, setiap hari selama lapan jam, sementara angkasawan tidur. Walau bagaimanapun, masih terlalu awal untuk menyatakan sama ada kaedah ini akan membantu atau tidak.

"Masalah ini perlu ditangani, kerana jika tidak, ia mungkin menjadi sebab utama ketidakmungkinan perjalanan angkasa lepas," kata saintis Mark Shelhamer.

Sifar graviti membunuh otak

Tinggal lama di angkasa dalam graviti sifar boleh menyebabkan perubahan serius pada otak, saintis Siberia telah mengetahui dengan meneliti keadaan tikus yang telah berada di orbit.

Hasilnya akan memungkinkan untuk mencipta sistem untuk mencegah dan membetulkan kesan negatif tanpa berat pada organisma angkasawan. Data yang paling menarik yang diperolehi berkenaan sistem dopamin. Kami melihat bahawa ekspresi gen utamanya berkurangan selepas sebulan di orbit. Ini menunjukkan bahawa sistem dopamin otak, yang biasanya bertanggungjawab untuk penyelarasan tindakan yang baik, dan secara umum - untuk mengawal pergerakan, merosot.

Dalam jangka panjang, perubahan sedemikian boleh membawa kepada pembangunan keadaan seperti parkinson. Kerana jika ekspresi anda enzim yang mensintesis dopamin berkurangan, maka tahap neurotransmitter itu sendiri juga berkurangan, dan, akhirnya, defisit motor berkembang, "- memetik kata-kata seorang penyelidik di Makmal Neurogenomik Kelakuan di Penyelidikan Persekutuan Pusat Institut Sitologi dan Genetik SB RAS, Anton Tsybko, penerbitan rasmi SB RAS "Sains di Siberia" Lihat juga Pelancaran kenderaan pengangkutan berawak Soyuz TMA-17M.

Di samping itu, saintis mencatatkan perubahan dalam satu lagi struktur otak yang sangat penting - hipotalamus. Di sini, tanda-tanda apoptosis (berprogram selular "bunuh diri") ditemui, yang kemungkinan besar diprovokasi oleh mikrograviti. Ia telah pun disahkan: di orbit dan di Bumi - dalam eksperimen yang mensimulasikan keadaan tanpa berat - apoptosis neuron meningkat. "Ini penuh dengan kemerosotan umum metabolisme dan banyak lagi. Memandangkan dalam graviti sifar badan sudah diserang, sebarang perubahan dalam fungsinya menjadi lebih teruk boleh membawa akibat yang agak serius," jelas Tsybko.

Para saintis menyatakan bahawa, mujurlah, perubahan ini tidak membawa maut, dan aktiviti fizikal sepenuhnya menghalangnya daripada berlaku. Dalam haiwan, aktiviti fizikal dipulihkan dalam masa seminggu. Otak mula mengumpul masa yang hilang lagi, tahap serotonin, dopamin kembali normal dengan cepat. Dalam masa sebulan, neurodegeneration tidak mempunyai masa untuk berlaku.

Untuk melancarkan tikus ke angkasa untuk masa yang lebih lama masih kelihatan bermasalah. Pendidikan jasmani adalah penyelamatan untuk angkasawan Kajian telah dijalankan ke atas tikus makmal yang melakukan perjalanan angkasa lepas selama 30 hari di biosatelit Bion-M1. Para saintis mencatatkan bahawa anatomi dan fisiologi tikus dalam banyak cara serupa dengan manusia, genom kami bertepatan sebanyak 99%, jadi tikus linear adalah objek yang paling sesuai untuk mengkaji mekanisme penyesuaian kepada tanpa berat. Walau bagaimanapun, terdapat perbezaan yang ketara: angkasawan, tidak seperti tikus, dapat secara sedar memaksa diri mereka untuk bergerak, mereka bersenam lebih daripada empat jam sehari, yang bermaksud mereka merangsang pusat motor di otak dan meminimumkan risiko kerosakan pada dopamin. sistem.

Walau bagaimanapun, jika anda tinggal di orbit selama sekurang-kurangnya dua minggu dan tidak melakukan sebarang latihan fizikal khas, maka apabila kembali ke Bumi keadaannya ternyata sangat sukar dan pemulihan yang lama diperlukan. "Bion" ialah siri kapal angkasa Soviet dan Rusia yang dibangunkan oleh TsSKB-Progress dan bertujuan untuk penyelidikan biologi. Untuk 11 penerbangan, eksperimen telah dijalankan ke atas mereka dengan 212 tikus, 12 monyet dan beberapa haiwan lain. Satelit Bion-M1 telah dilancarkan pada 19 April 2013 dan kembali ke Bumi sebulan kemudian.

Selain tikus, terdapat gerbil Mongolia, cicak tokek, ikan, siput air tawar dan anggur, larva kumbang tukang kayu, mikroorganisma, alga, lichen dan beberapa tumbuhan yang lebih tinggi di atas kapal. Sehingga kini, percubaan Bion-M1 telah selesai. Bion-M2 akan dilancarkan pada tahun-tahun akan datang.