فضا چه تاثیری بر بدن انسان می‌گذارد؟

بیگ بنگ: در فضا چه اتفاقی برای بدنتان می افتد؟ «برنامه تحقیقات انسانی» ناسا با بیش از یک دهه تلاش در جستجوی پاسخ‌هایی برای این سوال میباشد. فضا جای پرخطر و نامساعدی است. به دور از دوستان و خانواده، قرارگیری در معرض تابش‌های مضر که می تواند خطر ابتلا به سرطان را افزایش بدهد، رژیم غذایی مملو از غذای خشک و منجمد، نیاز به ورزش روزانه برای جلوگیری از تحلیل عضلات و استخوان‌ها، برنامۀ کاری فشرده و محبوس شدگی با سه همکار دیگر در طول کاوش‌های فضایی از جمله شرایطی است که فضانوردان باید خودشان را برایش آماده کنند.

hrp universe iconsدقیقا چه اتفاقاتی در فضا بر بدن انسان می افتد و چه خطراتی وجود دارد؟ آیا این خطرات با شش ماه در ایستگاه فضایی یا سه سال در یک عملیات مریخ یکسان‌اند؟ خیر. عملیات مریخ خطرات متعددی به همراه دارد که ناسا درباره آنها به تحقیق می پردازد. این خطرات با توجه به استرس و اضطرابی که بر فضانورد اِعمال می کنند، در پنج دسته می تواند طبقه‌بندی شود: میدان‌های جاذبه، انزوا/حبس شدگی، محیط‌های بسته و نامساعد، تابش فضایی و فاصله از زمین.

«اسکات کِلی» اولین فرد آمریکایی بود که تقریبا یک سال در ایستگاه فضایی بین‌المللی حضور داشت؛ یعنی دو برابر بیشتر از مدت زمان معمولی. علم فرایند زمان بری به حساب می آید و محققان با اشتیاق فراوانی در حال تجزیه و تحلیل نتایج عملیات هستند تا ببینند بدن پس از گذراندن یک سال در فضا چقدر دستخوش تغییر قرار می گیرد. داده‌های اسکات به محققان کمک خواهد کرد تا مشخص کنند آیا راه حل‌هایی که طراحی می کرده‌اند می تواند برای سفرهای طولانی و مشقت بار مناسب باشد یا خیر.

اخطار: آنچه قرار است در مقاله حاضر بخوانید می تواند ترسناک باشد. اما خبر خوب این است که ناسا از مدت‌ها پیش با بهره‌گیری از چند دانشمند برجسته خود در تلاش بوده تا این قبیل مسائل را حل کند. اگر این مسائل به خوبی حل شوند، انسان می تواند گام های بعدی خود را محکم تر به مقصد مریخ بردارد و از آمادگی کافی برخوردار باشد.

۱-میدان‌های جاذبه

سه نوع میدان جاذبه وجود دارد که انسان در عملیات مریخ با آنها مواجه می شود. در سفر شش ماهه میان سیاره‌ای، بی وزنی را احساس خواهید کرد. در سطح مریخ، تقریبا با یک سوم گرانش (جاذبه) زمین به کار و زندگی خواهید پرداخت؛ زمان برگشت به سیاره خودمان، باید مجددا خود را با گرانش حاکم بر زمین وفق دهید. رفتن از یک میدان جاذبه به میدان جاذبه دیگر، چالش برانگیزتر از آن چیزی است که به نظر می رسد؛ چرا که بر هماهنگی سر – چشم و دست – چشم، تعادل، حرکت و … تاثیر گذاشته و احتمالا ناخوشی حرکتی را برایتان به ارمغان می آورد.

اگر قرار باشد فضاپیمایی را در مریخ فرود بیاورید، شرایط خطرناکی در انتظارتان خواهد بود. ناسا به این نتیجه رسیده که بدون تاثیر جاذبه بر بدن، باید منتظر از دست رفتن مواد معدنی استخوان‌هایتان باشید و چگالی آن هر ماه بیش از یک درصد کاهش پیدا کند. از منظر قیاسی، میزان ِ از دست رفتن استخوان‌ها برای مردان و زنان مسن در زمین به ترتیب ۱ تا ۱٫۵ درصد بطور سالانه می باشد. حتی پس از بازگشت به زمین، احتمال دارد آسیب به استخوان‌ها با روش توانبخشی و احیا هم تصحیح نشود؛ پس شاید در مراحل بعدی زندگیتان با شکستگی‌های استخوانی مواجه شوید.

life in spaceاگر ورزش در برنامه‌تان جایی ندارد و تغذیه مناسبی هم ندارید، قدرت عضلانی و مقاومت خود را از دست داده و مشکلات قلبی – عروقی را تجربه خواهید کرد، زیرا شناور ماندن در فضا به هیچ تلاشی نیاز ندارد. مایعات بدنتان به سمت بالا و به سرتان تغییر حرکت خواهد داد؛ این کار می تواند بر چشمانتان فشار آورده و باعث بروز مشکلات بینایی شود. احتمال ابتلا به سنگ کلیه به دلیل کاهش آب بدن و افزایش ترشح کلسیم از استخوان‌هایتان هم وجود دارد. داروها در فضا به شیوۀ متفاوتی در بدنتان عمل کرده و واکنش نشان می دهند. تغذیه و مصرف غذای کافی در فضا اهمیت دوچندان پیدا می کند؛ در غیر این صورت، باید در انتظار آسیب به سلامتی‌تان باشید زیرا مواد غذایی برای کارکرد تمامی سلول‌ها و دستگاه‌های بدنتان ضروری هستند.

کلید حل مسئله: با تجزیه و تحلیل چگونگی تغییر بدنتان در حالت بی‌وزنی و سپس بازگشت به جاذبه زمین، میتوانید در مقابل این قبیل از تغییرات که به واسطه عملیات مریخ بروز پیدا می کنند، از خودتان محافظت کنید. آزمایش وظایف کارکردی می تواند در شناسایی و تقلیل اثرات فضا بر تعادل و عملکرد انسان موثر واقع شود. آزمایش ِ مهارت‌های حرکتی مناسب برای شناسایی تغییرات مرتبط با توانایی انسان در برهمکنش با وسایل رایانه‌ای انجام می شود. توزیع مایعات در بدن با دقت مورد بازبینی قرار می گیرد تا زمینه برای ارزیابی هرگونه ارتباط با قدرت بینایی انسان مهیا گردد. با بکارگیری سونوگرافی مهره‌های کمر هم میتوان درد کمر را بازبینی کرد.

یک سری خودارزیابی تناسب دوره‌ای برای فضانوردان طراحی شده که به محققان کمک می کند تا درک بهتری نسبت به تقلیل یا تضعیف عملکرد قلبی – عروقی بدست آورند. برخی داروها از قبیل پتاسیم سیترات شاید به شما کمک کند تا بر تغییرات فیزیولوژیکی بدنتان فائق آیید؛ تغییراتی که می توانند احتمال ابتلا به سنگ کلیه را افزایش بدهند. داروهای بایفسفانات تاثیر خوبی در پیشگیری از آسیب‌های استخوانی از خود نشان داده‌اند.

ناسا نیز روش کارآمدی را برای جمع‌آوری و اندازه‌گیری میزان ِ تولید ادرار در فضا طراحی نموده که اهمیت بالایی برای تحقیقات انسانی دارد، زیرا اطلاعات بسیار مهم و کلیدی را درباره سلامت فضانوردان بدست می دهد. تغذیه مناسبی برایتان در نظر گرفته خواهد شد؛ مثل مکمل‌های ویتامین D چرا که نمی توانید به راحتی در زیر خورشید پیاده‌روی کنید. نکته آخر اینکه، ورزش خوب و منظم می تواند سلامت قلب تان را تضمین کند، استخوان‌ها و عضلات‌تان را قوی نگه دارد، ذهن‌تان را هوشیار نگه دارد و نگرش مثبت‌تان را ضمانت کند. افزون بر این، ورزش می تواند در تعادل و هماهنگی‌تان نقش موثری داشته باشد.

۲-انزوا / حبس شدگی

ناسا به این نتیجه رسیده که مسائل رفتاری در میان گروه‌هایی از افراد که برای مدت زمانی طولانی در فضای محدودی مجبور به زندگی شده‌اند، به صورت اجتناب‌ناپذیر پدید می آیند؛ و اصلا مهم نیست این افراد چقدر خوب آموزش دیده باشند. خدمه سفر به مقصد ایستگاه فضایی با وسواس بالایی انتخاب شده و مورد آموزش قرار می گیرند؛ از این افراد پشتیبانی به عمل می آید تا برای ۶ ماه به شکل موثری به همکاری با یکدیگر بپردازند.

خدمه عملیات مریخ با دوره‌های آمادگی بیشتری عازم مقصدشان می شوند زیرا بیشتر از هر انسانی در گذشته سفر خواهند کرد و بالطبع به میزان زیادی از زمین دور خواهند شد. از جمله مشکلاتی که انتظار می رود در طول این سفر با آنها روبرو شوید عبارتند از کاهش حوصله و خلقیات، مشکلات شناختی، روحیه یا تعامل‌های میان فردی. همچنین احتمال دارد دچار اختلال خواب شوید زیرا ریتم شبانه روزی‌تان می تواند به دلیل ۳۸ دقیقه اضافی به ازای هر روز در مریخ، یا محیط پر سر و صدا و یا استرس ناشی از حبس شدگی و انزاوای طولانی به هم بریزد.

افسردگی هم دور از انتظار نیست. با توجه به اینکه شما برنامه‌های جابجایی و حجم‌های کاری بالایی را تجربه خواهید کرد، خستگی به امری اجتناب‌ناپذیر برایتان تبدیل خواهد شد. البته روزمرگی و یکنواختی هم می تواند باعث بی‌حوصلگی‌تان شود. سوء تفاهمات و عدم برقراری ارتباط مناسب با اعضای تیم شاید بر عملکرد و موفقیت کلی تیم تاثیر بگذارد. کمبود غذای تازه و تنوع پایین غذاها شاید به اختلال‌های فیزیولوژیکی و شناختی دامن بزند.

همچنین، خودمختاری بسیار بالایی به دلیل تاخیر زیاد در برقراری ارتباط در فواصل طولانی نسبت به زمین مورد نیاز خواهد بود. البته صرف‌نظر از اینکه عملیات چقدر به طول می انجامد، احتمال می رود انگیزه و روحیه‌تان تا میزان یک سوم کاهش پیدا کند. هر چقدر میزان حبس شدگی و انزوایتان در فضا بیشتر باشد، احتمال اینکه دچار اختلال‌های رفتاری یا شناختی بشوید، افزایش پیدا می کند.

کلید حل مسئله: ناسا برای چند سال است که افراد محبوس در محیط‌های خاص را مورد مطالعه قرار می دهد. به همین منظور، روش‌ها و فناوری‌هایی برای مواجهه با مشکلات احتمالی طراحی کرده است. آنها از وسیله‌های هوشمندی مثل «عمل نگار» استفاده می کنند که این اجازه را به شما می دهد تا با ضبط میزان حرکت و میزان نور در محیط اطرافتان به ارزیابی و بهبود خواب و هوشیاری‌تان بپردازید.

فناوری دیود منتشر کننده نور(LED) بزودی در ایستگاه فضایی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. این فناوری به متعادل‌سازی و همترازی ریتم شبانه روزی‌تان کمک خواهد کرد و در نهایت نقش مهمی هم در بهبود وضعیت خواب، هوشیاری و عملکردتان ایفا خواهد نمود. می توانید با خودآزمایی ۵ دقیقه‌ای، نسبت به ارزیابی تاثیر خستگی بر عملکردتان نیز اقدام کنید. مجلات مکان امنی در اختیارتان قرار میدهند تا دل مشغولی‌های خود را برای مدتی هم که شده کنار بگذارید. تمامی روش‌ها و فناوری‌هایی که محققان ناسا در حال طراحی و استفاده از آنها هستند، به ما کمک خواهد کرد تا خود را به شکل بهتری برای عملیات های کاوش دور و طولانی آماده کنیم.

aman samantha cristoforetti exlarge۳-محیط‌های نامساعد و بسته

بر اساس نتایج بدست آمده توسط سازمان فضایی ناسا، اکوسیستم درون فضاپیما نقش بسیار مهمی در زندگی روزمره فضانوردان ایفا می کند. میکروب‌ها می توانند خصوصیات را در فضا تغییر بدهند؛ همچنین، ریز موجودات زنده‌ای که بطور طبیعی در بدنتان زندگی می کنند، در مکان‌های بسته‌ای مثل ایستگاه فضایی به راحتی از یک فرد به فرد دیگر انتقال می یابند. سطح هورمون استرس‌تان بالا رفته و دستگاه ایمنی تان با تغییراتی مواجه می شود.

پس احتمال دچار شدن به آلرژی یا سایر ناخوشی‌ها و بیماری‌ها رو به افزایش می گذارد. هر اینچ از محیطی که باید برای مدت طولانی در آن زندگی کرده و فعالیت کنید، باید مورد بررسی دقیق قرار بگیرد. همانطور که دوست ندارید خانه محل زندگیتان زیاد گرم یا زیاد سرد، شلوغ، پر سر و صدا یا کم نور باشد، یقینا دوست ندارید در ایستگاه فضایی هم با چنین محیطی کنار آیید.

maxresdefaultکلید حل مسئله: ناسا از فناوری‌های خود برای بررسی کیفیت هوای ایستگاه فضایی استفاده می کند تا از مناسب بودن اتمسفر و عدم آلوده شدن آن با گازهایی نظیر فرمالدهید، آمونیاک و کربن مونوکسید اطمینان حاصب نماید. نمونه خون و ادرارتان نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد تا این ضمانت داده شود که استرس پروازهای فضایی منجر به پیدایش بیماری‌های عفونی از قبیل ویروس اپشتین – بار نشده باشد. خطر پیدایش میکروب‌هایی که می توانند به بروز بیماری در شما و سایر خدمه فضاپیما دامن بزنند، با بهره‌گیری از روش‌های مولکولی پیشرفته مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت.

بخش‌های مختلف بدنتان و ایستگاه فضایی هم برای تحلیل جمعیت‌های میکروبیِ ساکن محیط زیر نظر قرار می گیرند. روش‌های بازبینی موثر هم به منظور شناسایی تغییرات دستگاه ایمنی بدن‌تان به کار برده می شود. نمونه‌های خون، بزاق و ادرارتان هم تحلیل می گردد.  محیط کاری‌تان به دقت برنامه‌ریزی شده و مورد ارزیابی قرار می گیرد تا از راحتی و بازده بالا اطمینان حاصل گردد. به پاس سیستم روشنایی جدید LED، روشنایی هم مشابه با آن چیزی خواهد بود که بطور طبیعی در زمین تجربه می کنید.

۴- تابش فضایی

خطرناک‌ترین جنبه سفر به مریخ، تابش فضایی است. در ایستگاه فضایی، فضانوردان ده برابر بیشتر در معرض تابش قرار می گیرند. میدان مغناطیسی زمین و اتمسفر از ما در مقابل تابش‌های کیهانی شدید محافظت می کنند، اما بدون آن میدان، به میزان بیشتری در معرض این تابش‌های مضر قرار می گیرید. در بالای سپر محافظ زمین، قرارگیری در معرض تابش احتمال ابتلا به سرطان را افزایش می دهد. تابش می تواند به دستگاه عصبی مرکزی‌تان صدمه وارد کند؛ اثرات حادی بر جای گذاشته و تبعاتی را در مراحل بعدی زندگی به همراه داشته باشد. این صدمات می تواند در قالب تغییر کارکرد شناختی، کاهش عملکرد حرکتی و تغییرات رفتاری خود را نمایان سازد.

isse همچنین، تابش فضایی می تواند باعث ناخوشی تابش هم بشود که به تهوع، استفراغ و خستگی منجر می گردد. پس احتمال ابتلا به بیماری‌های بافتی تحلیلی از قبیل بیماری‌های قلبی – عروقی و آب مروارید هم افزایش پیدا می کند. غذایی که می خورید و دارویی که مصرف می کنید باید کاملا مطمئن و مناسب باشد و ارزش غذایی و دارویی‌شان حذف شده باشد؛ حتی زمانی که در معرض حجم بالایی از تابش فضایی قرار گرفته باشید. وسیله نقلیه‌ای که عازم مریخ می شود و زیستگاهی که در مریخ قرار دارد، به سپر محافظتی قابل توجهی نیاز خواهد  داشت؛ البته این سپر نمی تواند در مقابل برخی از انواع تابش‌های فضایی مفید واقع شود و کارایی‌اش را از دست می دهد.

کلید حل مسئله: تابش فضایی در میدان مغناطیسی محافظتی زمین قرار دارد؛ پس اگرچه فضانوردان در معرض ۱۰ برابر تابش بیشتر در مقایسه با زمین قرار می گیرند، اما همچنان بسیار کمتر از تابشی است که آنها در عملیات مریخ با آن مواجه می شوند. راهکارهای حفاظتی، نظارتی و عملیاتی می توانند خطرات تابش را به میزان قابل قبولی کنترل کنند تا امنیت شما تضمین گردد. برای اینکه مشخص شود در بالای مدار زمین چه اتفاقی می افتد، ناسا از مراکز تحقیقاتی زمینی استفاده کرده تا تاثیر تابش را بر سیستم‌های زیستی را مطالعه نماید. محققان ناسا در حال توسعه روش‌های منحصربفردی برای نظارت و اندازه‌گیری تاثیر تابش بر فضانوردان هستند. در نهایت، روش‌هایی هم برای محافظت از فضانوردان در سفرشان به مقصد مریخ طراحی خواهد شد.

۵- فاصله از زمین

برنامه‌ریزی و خوداکتفایی از جمله موارد کلیدی هستند. مریخ چقدر با ما فاصله دارد؟ بطور میانگین معادل ۲۲۵ میلیون کیلومتر. در حالیکه فاصله زمین با ماه فقط ۳۸۴۴۰۰ کیلومتر است. با توجه به تاخیر در برقراری ارتباط (تا ۲۰ دقیقه) در مریخ و همچنین احتمال از کار افتادگی تجهیزات، باید بتوانید عملیات را خودتان به پایان برسانید. اگر قرار باشد بدون دسترسی به فروشگاه مواد غذایی یا داروخانه عازم سفری سه ساله شوید، چه نوع غذاها و داروهایی را با خود بر می دارید؟ امیدواریم به درستی برنامه‌ریزی کرده باشید.

کلید حل مسئله: ناسا در حال استفاده از ایستگاه فضایی است تا ببیند چه نوع رویدادهای پزشکی در فضا بیش از شش ماه اتفاق می افتد و چه نوع مهارت‌ها، راهکارها، تجهیزات و داروهایی مورد نیاز است؛ بدین ترتیب، شما به خوبی خواهید فهمید که چه چیزهایی را با خود به مریخ ببرید. حتی اگر پزشک نباشید، شما و خدمه فضاپیما می توانید اسکن سونوگرافی روی خودتان انجام بدهید. در این راستا، آمورش‌هایی که در زمین دریافت کرده‌اید، به کمک‌تان خواهد آمد. ناسا همچنین در حال مطالعه سیستم‌های نگهداری، بسته‌بندی، فراوری و فرمولاسیون مواد غذایی است تا از پایدار ماندن مواد غذایی در شرایط فضایی اطمینان حاصل کند.

main installingcupola nasa large fullناسا اقدامات خوبی در خصوص کلیه این خطرات انجام می دهد و تلاش می کند تا اثرات منفی بر بدن انسان را به حداقل برساند. نتایج عملیات یکساله بینش دانشمندان ناسا را در رابطه با عملیات طولانی‌تر افزایش خواهد داد. وقتی انسانها را به مریخ می فرستیم، باید این نکته را تضمین کنیم که تمامی موارد ناشناخته را از قبل بررسی کرده‌ایم و فضانوردان از امنیت بسیار بالایی در فضا برخوردار خواهند بود.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: NASA

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *