تصور کنید بعد از یک پرواز 10 ساعته طاقت فرسا از هواپیما پیاده شده اید. بدن شما احساس خستگی می کند، عضلات شما درد می کنند، و نمی توانید خستگی را که به چسم شما چسبیده است از بین ببرید. این حسی است که بسیاری از ما تجربه کرده ایم و به راحتی می توانیم با آن ارتباط برقرار کنیم. حال، بیایید یک جهش بزرگ از این سناریوی آشنا به قلمرو فضانوردانی که به دور سیاره ما می چرخند، برداریم. در اینجا، در گستره وسیع فضا، نبود گرانش مجموعه‌ای کاملاً متفاوت از چالش‌ها را به همراه دارد.در این مقاله از مجله علمی دانستی نمیدونستم، ما به اثرات درازمدت سفرهای فضایی بر سلامتی می‌پردازیم و در مورد چگونگی سازگاری یا تقلای بدن انسان با این محیط خارق‌العاده صحبت خواهیم کرد. اما قبل از پرداختن به مشکل سلامتی فضانوردان موضوع، اجازه دهید دلایل اصلی این نگرانی‌های سلامتی را ذکر کنیم.
در محیط ریزگرانشی فضا، بدن انسان دستخوش تغییراتی می شود که هیچ مسافر هواپیمایی تجاری هرگز با آن مواجه نمی شود. در حالی که یک پرواز طولانی ممکن است ما را احساس خستگی و سفت کند، قرار گرفتن طولانی مدت در فضا می تواند اثرات عمیق و ماندگاری بر بدن انسان داشته باشد. از ضعیف شدن ماهیچه ها تا تغییر مایعات بدن، تأثیر آن بسیار گسترده است.
تهدید سه گانه در سفرهای فضایی
قرارگیری در معرض تشعشع
در فضا، فضانوردان در معرض سطوح بالاتری از پرتوهای کیهانی و تشعشعات خورشیدی هستند، زیرا اتمسفر زمین یک سپر محافظ در برابر این پرتوها در سطح ایجاد می کند.
علیرغم اینکه ایستگاه فضایی بین‌المللی به مواد محافظ تشعشع تخصصی مجهز شده است، فضانوردان هنوز نسبت به اکثر مردم در معرض میزان بیشتری از تشعشعات هستند.
با گذشت زمان، این قرار گرفتن در معرض خطر ابتلا به سرطان را افزایش می دهد، به سیستم عصبی آسیب می رساند و باعث سایر مشکلات سلامتی می شود.
اثرات میکروگرانش
محیط ریزگرانش در فضا می تواند منجر به مشکلات سلامتی مختلفی شود. بدن ما برای عملکرد تحت کشش گرانشی زمین سازگار است.
هنگامی که گرانش دیگر بر بدن ما تأثیر نمی گذارد، عملکرد طبیعی آن از تعادل خارج می شود و می تواند اثرات مختلفی ایجاد کند.
اینها شامل آتروفی عضلانی، کاهش تراکم استخوان و توزیع مجدد مایعات در بدن است که می تواند بینایی و سایر عملکردهای بدن را تحت تأثیر قرار دهد.
استرس روانی
قرار گرفتن در یک فضای محدود برای مدت طولانی، دور از خانواده و محیط آشنا، می تواند منجر به استرس روانی و مسائلی مانند افسردگی و اضطراب شود.
انزوا و عوامل استرس زا منحصر به فرد سفر فضایی می تواند به طور قابل توجهی بر سلامت روان تأثیر بگذارد.
اکنون، بودن در یک ایستگاه فضایی که به دور زمین می‌چرخد یک شرایط است، و در گذر بین زمین و مریخ یک چیز دیگر است که تکمیل آن حدود 6 ماه طول می‌کشد.
در ایستگاه فضایی بین‌المللی، می‌توانید زیبایی‌های ما را از پنجره‌ها ببینید، در حالی که در مسیر شما به مریخ، فضانوردان فقط می‌توانند ستاره‌های دوردست را ببینند.
از دست دادن استخوان و عضله
در محیط ریزگرانشی فضا، فضانوردان در مقایسه با زمین، فشار مکانیکی کمتری را روی اسکلت‌های خود تجربه می‌کنند.
این منجر به دمینرالیزاسیون استخوان و از دست دادن قدرت می شود.
فضانوردان می توانند 1 تا 2 درصد از توده استخوانی خود را در هر ماه در فضا از دست بدهند که به طور قابل توجهی سریعتر از کاهش سالانه 0.5 تا 1 درصدی است که افراد مسن روی زمین تجربه می کنند.
در طی یک دوره شش ماهه، این می تواند به کاهش 10 درصدی توده استخوانی منجر شود.
این دمینرالیزاسیون سریع خطر شکستگی آنها را افزایش می دهد و زمان بهبودی را طولانی می کند.
ممکن است تا چهار سال طول بکشد تا فضانوردان پس از بازگشت به زمین، توده استخوانی طبیعی خود را به دست آورند.
به طور مشابه، ماهیچه ها نیز در فضا به دلیل عدم استفاده و مقاومتی که معمولاً روی زمین با آن مواجه می شوند، تحلیل می روند.
این آتروفی عضلانی به ضعف کلی کمک می کند و می تواند وظایف فیزیکی و سازگاری مجدد با گرانش زمین را پیچیده کند.
این دلیل اصلی این است که فضانوردان هنگام فرود روی زمین نمی توانند راه بروند و توسط کارکنان پشتیبانی حمل می شوند یا با کمک های حرکتی تا زمانی که قدرت خود را بازیابند و با نیروهای گرانشی زمین سازگار شوند، حمل می شوند.
راه حل برای کاهش اثرات مخرب فضا
برای کاهش این اثرات، فضانوردان در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) روزانه 2.5 ساعت ورزش می‌کنند، از جمله تمرین‌های تمرینی قدرتی مانند اسکات، ددلیفت، ردیف‌ها و پرس روی نیمکت با استفاده از یک دستگاه ورزشی مقاومتی انجام میشود.
آنها همچنین از تردمیل و دوچرخه ورزشی برای تمرینات قلبی عروقی استفاده می کنند. در نهایت، فضانوردان برای حفظ سلامت استخوان‌ها از مکمل‌های غذایی استفاده می‌کنند، که این یک جنبه حیاتی از منوی غذایی فضایی است که به دقت برنامه‌ریزی شده است.
توزیع مجدد مایعات و اختلال بینایی
یکی دیگر از مسائل مهم فضانوردان در ریزگرانش، توزیع مجدد مایعات بدن است.
در زمین، جاذبه سیالات را به سمت پایین می کشد، اما در فضا، این سیالات تمایل دارند به سمت سر حرکت کنند.
این می تواند باعث پف صورت و افزایش فشار داخل جمجمه شود و منجر به مشکلات بینایی شود که به عنوان سندرم عصبی چشمی مرتبط با پرواز فضایی (SANS) شناخته می شود.
این تغییرات بینایی می تواند شامل صاف شدن پشت چشم، التهاب عصب بینایی و تغییر در عیوب انکساری باشد.
راه حل برای کاهش اثرات اختلال بینایی
نظارت منظم بر سلامت چشم از طریق آزمایش‌های حدت بینایی، اندازه‌گیری فشار داخل چشم، و تکنیک‌های تصویربرداری مانند توموگرافی انسجام نوری (OCT) و MRI انجام میپذیرد.
درمان های پزشکی ممکن است شامل داروهایی مانند استازولامید برای مدیریت فشارهای مغزی باشد.
مکمل های غذایی برای رفع کمبودهای آنزیمی بالقوه ارائه می شوند. رژیم های ورزشی هدفمند برای حفظ سلامت جسمانی و تأثیرگذاری بر پویایی مایعات استفاده می شود.
شبیه سازی محیط های گرانشی زمین مانند از طریق روش هایی مانند فشار منفی پایین تنه به خنثی کردن اثرات ریزگرانش کمک می کند. “عینک های پیش بینی فضایی” برای مدیریت تغییرات بینایی ارائه شده است.
تحقیقات در حال انجام، از جمله مطالعات مبتنی بر زمین، همچنان به اطلاع رسانی استراتژی های کاهش جدید ادامه می دهد. علاوه بر این، تنظیمات عملیاتی در ISS، مانند کاهش سطح CO2 محیط و کاوش در روش های پزشکی از راه دور، بخشی از رویکرد جامع برای مدیریت SANS است.
فروپاشی سیستم ایمنی
سفرهای فضایی بر سیستم ایمنی انسان نیز تأثیر می گذارد. تحقیقات نشان می‌دهد که استرس پرواز فضایی میتواند عملکرد سلول‌های ایمنی را تغییر دهد و به طور بالقوه فضانوردان را مستعد ابتلا به عفونت‌ها کند. محیط بسته فضاپیماها و ایستگاه های فضایی نیز می تواند گسترش میکروب ها را تسهیل کند.
در مطالعه اخیر به رهبری دانیل استراتیس و گای ترودل، محققان چگونگی تأثیر ماموریت های فضایی طولانی مدت در ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) بر سیستم ایمنی فضانوردان را بررسی کردند.
این تیم 14 فضانورد را به دقت زیر نظر گرفتند و در مراحل قبل از پرواز، حین پرواز و پس از پرواز ماموریت های شش ماهه خود نمونه خون جمع آوری کردند.
از طریق توالی RNA لکوسیت ها، تغییرات رونویسی قابل توجهی مشاهده شد. این مطالعه 276 رونوشت را پیدا کرد که به طور قابل توجهی متفاوت بودند، که در دو خوشه با نمایه‌های بیان مجزا که با انتقال به فضا و بازگشت از فضا مرتبط هستند، گروه‌بندی شدند.
در ابتدا، کاهش قابل توجهی در فعالیت ژن مربوط به ایمنی و به دنبال آن فعال شدن مجدد پس از ورود مجدد به زمین وجود داشت.
این یافته‌ها انطباق سریع لکوسیت‌ها را با شرایط منحصربه‌فرد فضا نشان می‌دهد که با سرکوب اولیه عملکردهای ایمنی مشخص میشود، و به دنبال آن پس از بازگشت دوباره فعال می‌شوند.
راه حل برای کاهش اثرات فروپاشی سیستم ایمنی
با پرداختن به موضوع تعدیل سیستم ایمنی در فضا، دانشمندان اکنون در حال بررسی استراتژی‌های بالقوه برای مقابله با این اثرات هستند.
در حالی که اقدامات خاصی که توسط این تیم مورد بررسی قرار می گیرد در این مطالعه به تفصیل بیان نشده است، در جامعه علمی گسترده تر شناخته شده است که چنین استراتژی هایی ممکن است شامل رویکردهای پزشکی شخصی، برنامه های تغذیه تقویت شده، رژیم های ورزشی هدفمند و سطح بالایی از پاکیزگی در داخل فضاپیما باشد.
اختلال در خواب
فضانوردان در فضا اغلب به دلیل چندین چالش منحصر به فرد با اختلال خواب مواجه می شوند.
در مدار، به ویژه در ایستگاه فضایی بین المللی، آنها در عرض 24 ساعت با طلوع و غروب خورشید متعدد مواجه می شوند و ریتم های طبیعی شبانه روزی را مختل می کنند.
این فقدان یک چرخه منظم روز و شب، حفظ یک برنامه خواب ثابت را دشوار می کند.
سر و صدای فضاپیما و فضاهای زندگی محدود نیز به مشکلات خواب کمک می کند، در کنار تأثیر گرانش میکرو بر بدن، رسیدن به خواب آرام لازم برای سلامتی مطلوب را برای فضانوردان بسیار دشوار می کند.
خواب برای حفظ سلامتی حیاتی است، زیرا به بدن اجازه می دهد تا ترمیم و بازسازی شود. این فرآیند ترمیمی شامل التیام سلول های آسیب دیده، تقویت عملکرد سیستم ایمنی و تنظیم هورمون های کلیدی است.
در طول خواب، مغز حافظه ها را تثبیت می کند و اطلاعات را پردازش می کند که برای عملکردهای شناختی مانند یادگیری، حل مسئله و تصمیم گیری بسیار مهم است.
کمبود خواب می تواند منجر به مسائل مختلف سلامتی از جمله ضعف ایمنی، افزایش خطر ابتلا به بیماری های مزمن و مشکلات سلامت روان مانند افسردگی و اضطراب شود. والدین تازه وارد این را به خوبی می دانند.
راه حل برای کاهش اثرات اختلال در خواب
برای کاهش کمبود خواب در فضا، آژانس های فضایی چندین استراتژی توسعه داده اند.
آنها از اتاق‌های مخصوص خواب طراحی‌شده استفاده می‌کنند که محیطی تاریک و آرام را برای ارتقای خواب بهتر ارائه می‌دهند.
سیستم‌های روشنایی که پیشرفت طبیعی نور روز را تقلید می‌کنند به تنظیم ریتم شبانه‌روزی فضانوردان کمک می‌کنند.
برای اطمینان از استراحت کافی فضانوردان، دوره های خواب برنامه ریزی شده به شدت رعایت می شود.
فضانوردان در تکنیک های آرام سازی آموزش دیده اند و گاهی اوقات از وسایل کمک خواب تحت نظارت پزشکی استفاده می کنند.
آژانس‌ها همچنین بر الگوهای خواب نظارت می‌کنند و بر اساس آن برنامه‌ها را برای بهینه‌سازی استراحت تنظیم می‌کنند.
مسائل روانشناختی و سلامت روان
انزوا و محصور شدن از عوامل اصلی ایجاد استرس روانی در فضا هستند. فضانوردان از خانواده‌ها و شبکه‌های اجتماعی معمولی جدا شده‌اند و برای مدت طولانی در یک فضای محدود با همان افراد زندگی می‌کنند. این می تواند منجر به احساس تنهایی، تنش بین فردی و کاهش انگیزه شود.
عدم وجود نشانه های طبیعی محیطی در فضا، مانند تغییرات آب و هوا و چرخه روز و شب، می تواند ریتم های شبانه روزی را مختل کند. این اختلال اغلب منجر به اختلالات خواب، تأثیر بر خلق و خو، عملکرد شناختی و سلامت روان کلی می شود.
حجم کار و یکنواختی نیز نقش مهمی دارند. در حالی که فضانوردان برنامه‌های شلوغی دارند، ماهیت تکراری وظایف، همراه با فقدان محرک‌های جدید، میتواند منجر به کسالت و کاهش درگیر شدن با کار شود.
استرس ناشی از هوشیاری مداوم، به ویژه در مراحل حیاتی ماموریت یا پیاده روی فضایی، بر بار روانی می افزاید. فضانوردان باید دائماً نسبت به شرایط اضطراری یا مسائل فنی بالقوه هوشیار باشند که منجر به افزایش سطح استرس و اضطراب می شود.
احساس دوری از نگرانی های زمینی و احساس قطع ارتباط، که گاهی اوقات به عنوان “اثر کلی” از آن یاد می شود، می تواند به بازتاب های وجودی، مثبت و منفی منجر شود.
در حالی که برخی از فضانوردان ترس عمیق و دیدگاهی تازه از زندگی را گزارش می کنند، برخی دیگر ممکن است احساس آسیب پذیری یا اضطراب فلسفی بیشتری داشته باشند.
راه حل برای کاهش اثرات مسائل روانشناختی و سلامت روان
برای رسیدگی به این مسائل، آژانس های فضایی حمایت روانی جامعی ارائه می کنند. این شامل آموزش قبل از ماموریت برای تجهیز فضانوردان به راهبردهای مقابله ای، ارتباط منظم با متخصصان بهداشت روانی و خانواده، و توضیحات و مشاوره پس از ماموریت است.
فضانوردان همچنین در زمینه پویایی گروه و حل تعارض برای مدیریت مسائل بین فردی که ممکن است در خدمه ایجاد شود آموزش دیده اند. تمرینات تیم سازی و ارتباط منظم به حفظ انسجام گروه کمک می کند.
نظارت بر سلامت روان یک فرآیند مداوم است. فضانوردان به طور منظم ارزیابی‌های روانشناختی را تکمیل می‌کنند و در صورت شناسایی مشکلات، پشتیبانی به‌راحتی در دسترس است.
راه‌حل‌های فناوری، مانند واقعیت مجازی، برای ایجاد تحریک ذهنی و فرار موقت از محدوده فضاپیما در حال بررسی هستند. این می تواند حس عادی و آرامش را ارائه دهد.
در نهایت، فضانوردان خارج از جهان می توانند چند وسیله شخصی را با خود بیاورند و می توانند به طور مرتب با عزیزان خود تماس ویدیویی داشته باشند.
تغییرات قلبی عروقی
در میکروگرانش، فضانوردان تغییر مایعات بدن را به سمت سر تجربه می کنند. این تغییر مایع به سمت سر می تواند باعث پف صورت و افزایش فشار روی مغز و چشم شود.
در پاسخ به این توزیع مجدد مایعات، بدن اغلب حجم کل خون خود را کاهش می دهد، زیرا بار بیش از حد مایعات را درک می کند. این کاهش حجم خون، همراه با تغییرات در تولید گلبول های قرمز خون، می تواند بر سلامت قلب و عروق تأثیر بگذارد.
قلب نیز دستخوش تغییراتی می شود. به طور معمول، در میکروگرانش، قلب برای پمپاژ خون در سراسر بدن مجبور نیست به سختی کار کند، که می تواند منجر به کاهش توده کلی عضله قلب شود.
این وضعیت که به عنوان آتروفی قلبی شناخته می شود، می تواند بر کارایی قلب در پمپاژ خون تأثیر بگذارد، به ویژه هنگامی که فضانوردان به گرانش زمین بازگردند.
راه حل برای کاهش اثرات تغییرات قلبی عروقی
فضانوردان سلامت قلب و عروق را از طریق ورزش روزانه سخت و با استفاده از تجهیزات تخصصی طراحی شده برای ریزگرانش حفظ می کنند. تردمیل‌ها، دوچرخه‌های ثابت و دستگاه‌های مقاومتی به حفظ عملکرد قلب و عروق خونی کمک می‌کنند و با اثرات کاهش گرانش روی عضلات و تراکم استخوان مقابله می‌کنند.
برای مدیریت جابجایی مایعات در بدن، فضانوردان ممکن است از دستگاه های فشار منفی پایین تنه استفاده کنند.
این دستگاه‌ها یک اثر خلاء در اطراف بدن ایجاد می‌کنند، مایعات را به سمت پاها می‌کشند و کشش گرانشی را که روی زمین تجربه میشود شبیه‌سازی می‌کنند. یک جفت شلوار آزمایشی برای همین منظور توسط تیمی از محققان طراحی شد.
رژیم غذایی و هیدراتاسیون به دقت کنترل و تنظیم می شود. اطمینان از مصرف مایعات کافی و یک رژیم غذایی متعادل و غنی از مواد مغذی از سلامت کلی قلب و عروق حمایت می کند و به کاهش برخی از اثرات ریزگرانش کمک می کند.
قبل از ماموریت های فضایی، فضانوردان تحت غربالگری گسترده قلبی عروقی قرار می گیرند. این تضمین می کند که آنها قبل از مواجهه با عوامل استرس زا منحصر به فرد سفر فضایی در سلامتی مطلوب هستند.
توانبخشی پس از پرواز برای فضانوردان بازگشتی بسیار مهم است. این شامل یک برنامه ساختاریافته از تمرینات و نظارت پزشکی برای کمک به بدن آنها برای سازگاری مجدد با گرانش زمین، به ویژه برای مدیریت عدم تحمل ارتواستاتیک است.
پرتوهای کیهانی می توانند عملکرد بافت های نعوظ را مختل کنند
در مقاله سفید اخیراً منتشر شده توسط تیمی از دانشمندان دانشگاه ایالتی فلوریدا، کشف شده است که فضانوردان ممکن است در ماموریت های فضایی طولانی مدت با خطر افزایش اختلال نعوظ روبرو شوند.
مطالعه آنها با شرکت 86 موش نشان می دهد که شرایط منحصر به فرد فضا، مانند ریزگرانش و تشعشعات کیهانی، می تواند به طور قابل توجهی به بافت های عروقی که برای عملکرد نعوظ حیاتی هستند آسیب برساند. این افشاگری به‌ویژه زمانی که آژانس‌ها برای مأموریت‌های طولانی ماه و مریخ آماده می‌شوند، به موقع است.
راه حل های فعلی برای کاهش این اثرات
در حالی که این یافته‌ها لایه‌ای از پیچیدگی را به اثرات سلامتی سفرهای فضایی اضافه می‌کنند، اما پوشش نقره‌ای نیز ارائه می‌دهند.
این مطالعه نشان می‌دهد که آنتی‌اکسیدان‌ها و مهارکننده‌های آنزیم ممکن است به کاهش این اثرات کمک کنند، که بینشی بسیار مهم برای رفاه کاوشگران فضایی آینده است.
سخن پایانی
در پی گسترش دانش بشری و کاوش در ناشناخته ها، فضانوردان با کمال میل خود را در معرض خطرات و چالش های متعددی قرار می دهند.
آنها نه تنها با خطرات فوری سفرهای فضایی، بلکه با اثرات درازمدت سلامتی نیز روبرو هستند که می تواند سال ها پس از بازگشت آنها به زمین باقی بماند.
این ما را به یک نکته مهم سوق می دهد: غرامت و شناختی که این کاوشگران فضایی دریافت می کنند. فضانوردان اغلب به عنوان قهرمانان تجلیل می شوند، پیشگامانی که وارد مرز نهایی می شوند.
با این حال، وقتی به بزرگی خطراتی که آنها متحمل می شوند چه شناخته شده و چه ناشناخته در نظر می گیریم، باید از خود بپرسیم: آیا حقوق و اعتبار مرتبط با فضانورد بودن واقعاً منعکس کننده فداکاری هایی است که انجام می دهند؟
از آنجایی که برنامه‌های آژانس‌های فضایی فعلی شامل رفتن بیشتر به منظومه شمسی است، این سؤالات نه تنها برای فضانوردان فعلی و آینده بلکه برای همه ما به عنوان یک جامعه به طور فزاینده‌ای مرتبط می‌شوند.
اینکه ما چگونه برای این افراد شجاع در تلاش‌هایشان ارزش قائلیم و از آنها حمایت می‌کنیم، بازتابی از تعهد ما به درک بیشتر در مورد جایگاه خود در جهان است.
از کودکی همیشه آرزو داشتم فضانورد شوم و روی ماه قدم بزنم، اما اکنون که مردی 36 ساله با همسر و دو دختر کوچک هستم، مطمئن نیستم که آیا این رویا ارزش فداکاری های احتمالی را دارد یا خیر. و خطرات مرتبط
اکنون از شما می پرسم، آیا خطرات بالقوه سلامتی، زمان دوری از خانواده، و نیازهای شدید جسمی و روانی را به عنوان یک مبادله مناسب برای شانس بخشی از تاریخ اکتشافات فضایی در نظر می گیرید؟
نظرات کاربران