Исследователи предлагают цилиндр для предотвращения потери мышечной массы астронавтами в условиях низкой гравитации.
В то время как люди готовятся вернуться на Луну после более чем полувекового отсутствия, исследователи нашли радикальный подход к поддержанию астронавтов в форме, когда они возятся вокруг каменного шара.
Чтобы исследователи Луны не стали слабыми и слабыми в условиях низкой гравитации, ученые предлагают астронавтам отправиться на пробежку. Но, поскольку речь идет о космосе, это не просто какой-то вид бега – исследователи советуют астронавтам бегать несколько раз в день вокруг «лунной стены смерти».
Используя арендованную Стену Смерти – гигантский деревянный цилиндр, используемый каскадерами на мотоциклах в их ярмарочном представлении, бросающем вызов гравитации, – 36-метровый телескопический кран и несколько банджи-шнуров, исследователи показали, что человек может бежать достаточно быстро в условиях лунной гравитации, чтобы не только оставаться на стене, но и генерировать достаточную боковую силу для борьбы с истощением костей и мышц.
«Я поражен тем, что никому не пришла в голову эта идея раньше», — сказал Альберто Минетти, профессор физиологии в Миланском университете. «Это может быть удобным способом тренироваться на Луне». И это проще, чем построить вращающуюся лунную базу, которая генерирует силу, как гигантское колесо на космической станции номер один в фильме «2001: Космическая одиссея».
Люди не ступали на Луну с момента окончания программы «Аполлон» в 1972 году, но НАСА и другие космические агентства готовятся к возвращению, с долгосрочными миссиями в постоянных местах обитания. Астронавты НАСА «Артемида» должны облететь Луну в следующем году, а последующая миссия на поверхность состоится уже в 2026 году.
Враждебная лунная среда создает несколько проблем, от обеспечения астронавтов воздухом, пищей и водой до надежной защиты от космической радиации. Но без нормальной гравитации, с которой можно было бы бороться, астронавты теряют костную и мышечную массу, а также тонкий контроль нервной системы, необходимый для скоординированных движений, что делает меры по борьбе с «декондиционированием» приоритетом.
Расчеты, проведенные Минетти и его коллегами, показывают, что людям было бы чрезвычайно трудно пробежать вокруг Стены Смерти на Земле, не упав вниз. Но в лунной гравитации, которая на одну шестую меньше, чем на Земле, подвиг намного проще. По его расчетам, бега со скоростью более 8 миль в час должно быть достаточно.
Чтобы проверить эту идею, два исследователя пробежали вокруг Стены смерти шириной 10 метров, будучи прикрепленными к тарзанке, подвешенной к крану. Установка имитировала лунную гравитацию, снимая пять шестых веса их тела. В сочетании с данными беговой дорожки, ученые пришли к выводу, что бег в течение нескольких минут в начале и в конце каждого дня должен генерировать достаточную боковую силу, или «искусственную гравитацию», чтобы поддерживать кости и мышцы сильными и поддерживать хороший контроль нервной системы.
Вместо того, чтобы транспортировать настоящую Стену Смерти на Луну, астронавты могут быть размещены в круглых помещениях, что позволит им бегать по стенам своих загородных домов, пишет команда в Royal Society Open Science.
«Горизонтальный движущийся цилиндр, безусловно, обещает быть полезной контрмерой, помогающей предотвратить декондиционирование в условиях пониженной гравитации на Луне», — сказала Мария Стоукс, профессор нейромышечно-скелетной реабилитации в Университете Саутгемптона. Но специальная подготовка для повседневной жизни и работы по-прежнему будет необходима, добавила она, чтобы поддерживать определенные навыки и гарантировать, что астронавты будут безопасно работать на поверхности.
Ник Каплан, профессор аэрокосмической медицины и реабилитации в Нортумбрийском университете в Ньюкасле, сказал, что это предложение было «безусловно новым», но усомнился в том, что ранние лунные среды обитания будут достаточно большими, чтобы вместить такие беговые дорожки. Вместе с коллегами он работает над новыми подходами к тренировкам в космосе и на Луне, включая надувные манжеты для сжатия конечностей и ограничения кровотока.
«В исследованиях на Земле было показано, что упражнения с ограничением кровотока дают аналогичные преимущества для тренировки мышц, костей и кардиореспираторной системы, которые обычно наблюдаются во время упражнений более высокой интенсивности, при гораздо меньшей интенсивности и продолжительности упражнений», — сказал Каплан. «Таким образом, это может сделать существующие контрмеры для поддержания здоровья астронавтов без необходимости создания лунной стены смерти».