Tendințe și probleme inginerești
SPAȚIU: EXPLORARE ȘI SĂNĂTATE
9,8 m/s2), sistemele biologice complexe ale corpului uman, care au evoluat pentru a acționa împotriva gravitației, eșuează. Orice om care petrece timp semnificativ în spațiu se poate confrunta acum cu un risc crescut de boli de inimă, degenerescență musculară și osoasă, un sistem imunitar slăbit, nutriție scăzută, orbire și multe alte efecte, inclusiv efecte psihologice [3].
Cercetătorii NASA au colectat doar o cantitate mică de informații despre modificările fiziologice ale microgravitației înainte de șederea de un an a lui Scott Kelly la ISS. Folosind fratele geamăn al lui Scott, fostul astronaut Mark, NASA a folosit ocazia ca un studiu avansat al gemenilor pentru a studia schimbările dintre frați [2]. În general, dovezile sunt clare. O combinație de stres, mediu limitat, radiații cosmice și microgravitație prezintă riscuri grave pentru sănătate. Un screening de sănătate obligatoriu este efectuat înainte de fiecare zbor spațial pentru a determina schimbările în corp după aterizare. Între 10% și 43% dintre astronauți mor de boli de inimă între 50 și 70 de ani, în timp ce media națională este de 27% [4]. Defectele cardiace includ rigidizarea vaselor de sânge și scăderea și modificarea inimii [4]. Sistemul imunitar poate fi compromis de agenții patogeni rezistenți la medicamente și de încetinirea vindecării rănilor [5]. Studiile efectuate pe șoareci au arătat că radiațiile cosmice pot deteriora neuronii și sinapsele creierului și pot provoca modificări în memorie și luarea deciziilor [6]. Pe Pământ, oamenii sunt protejați de această formă de radiații de către câmpul magnetic al Pământului. Psihologic, terapeuții monitorizează astronauții pentru depresie și efectul trimestrului al treilea, schimbări de comportament datorate tururilor pe termen lung și închiderii, [2].
Dacă companiile spațiale comerciale private - precum SpaceX și Sierra Nevada Corporation - vor să apeleze la mai mulți oameni, ar trebui să afle cum să oprească boala de mișcare - care afectează aproximativ 66% din toți astronauții în prima lor călătorie [7]. Mai mult, dacă NASA dorește ca astronauții să poată lucra pe Marte după aterizare, oamenii de știință trebuie să afle cum să contracareze aceste efecte. Chiar și accelerația gravitațională a lui Marte este slab comparată cu cea a Pământului la 0,38g [2]. Un alt risc în spațiu este întârzierea de comunicare de 20 de minute cauzată de distanța dintre Marte și Pământ, care ar lăsa astronauții să rezolve ei înșiși problema; fără experiență medicală în îngrijirea traumei, o simplă vătămare s-ar putea dovedi mortală. Și nava spațială pe care ar lua-o nu va fi capabilă să se întoarcă și va ajunge pe Pământ numai după ce misiunea sa de 520 de zile a fost finalizată [5]. Dacă oamenii vor vreodată să părăsească Pământul, ar trebui să putem face acest lucru fără riscuri grave pentru sănătate.
PORTAREA ÎN GREUTATE ÎN LIMPI
Una dintre cele mai mari preocupări pe care cercetătorii și medicii o văd la astronauții care se întorc este schimbarea densității musculare și osoase. Pentru mușchi, astronauții pot pierde aproximativ 25% din mușchii purtători de greutate în doar nouă zile [7]. Această atrofie este cauzată de neutilizarea acestor mușchi din microgravitate. Pentru oase, există o pierdere între 0,5% și 1,5% a densității osoase pe lună [8], iar astronauții pe termen lung au raportat până la 5% pierderea densității osoase în călcâi. Discurile coloanei vertebrale se pot extinde, provocând o creștere bruscă a înălțimii și dureri de spate [9]. Procesul constant de remodelare osoasă este definit de Legea lui Wolff care afirmă că „osul își modifică forma externă și arhitectura internă ca răspuns la stresul mecanic” cauzat de gravitație [8]. Pierderea calciului provoacă oase fragile (osteoporoză) și ar putea ajunge la un punct de neîntoarcere dacă astronauții rămân în mediul fără greutate prea mult timp [7].
În ceea ce privește gravitatea, cercetătorii compară cantitatea de pierderi osoase de la greutate la luni de repaus la pat [8]. În ciuda faptului că au fost în spațiu timp de nouă zile, astronauții care s-au întors nu au câștigat decât jumătate din mușchii care suportă greutatea în același timp [7]. Recuperarea naturală din călătoriile pe termen lung (> 4 luni) în spațiu poate dura de la nouă luni la trei ani [8]. Unii cercetători speculează dacă este posibil chiar ca oasele să se vindece în greutate, ceea ce ar fi agravat în continuare de lipsa unei posibile experiențe medicale și de distanța mare. Toți acești factori combinați fac o realitate dură; atunci când astronauții aterizează pe Marte, s-ar putea să nu fie pregătiți să facă ceva de genul pregătirii mediului lor de viață sau poate chiar mersului pe jos. Nu au nouă luni să aștepte ca mușchii să se regenereze sau oasele să se reconstruiască. NASA trebuie să oprească acest proces de atrofie și degenerare osoasă în spațiu, astfel încât viitorii astronauți să fie pregătiți pentru orice atunci când aterizează.