Космос - последний рубеж для понимания того, как внеземные условия влияют на физиологию человека. А вы представляете на сколько экстремальные условия в космосе? В этой статье вы узнаете о том, что космос меняет людей генетически и тормозит их старение. Зачем американская астронавтка сломала космический туалет и просверлила отверстие в российской части МКС? Как открытый клапан убил трех космонавтов? И причем здесь гравитация! Приятного просмотра.
Факторы, которые делают космос опасным
Представьте себе, что вы отправляетесь в захватывающее приключение за пределы нашей планеты. Но подумайте: что делает космос настолько опасным для человека? Давайте вместе исследуем несколько факторов, которые делают космическую среду столь удивительно жестокой.
Допустим, вы выходите за пределы атмосферы Земли. Здесь нет воздуха, как на поверхности нашей планеты. Нет давления, которое мы привыкли ощущать. Это значит, что вы окажетесь в окружении пустоты, где даже дышать становится невозможно.
А что насчет космической радиации? Представьте, что это как дождь из крошечных невидимых стрел, способных проникнуть сквозь самые толстые слои защиты и повредить вашу ДНК, как будто это пазл, который сложно восстановить.
А какие изменения с вашим телом будут в невесомости? Вот, например знаете, что ваша костная ткань, обычно крепкая и плотная, может начать растворяться, словно сахар в чашке чая. Кажется невероятным, но это и есть эффект микрогравитации, который испытывают космонавты в космосе.
И наконец, температуры в космосе - они могут быть такими капризными, что вам придется переживать и жаркое пекло, и ледяной мороз, словно в самом крупном холодильнике и самой горячей печи одновременно.
Так что, готовы ли вы отправиться в это захватывающее, но опасное путешествие? Ведь все эти факторы требуют особой подготовки и защиты для космических путешествий.
Астронавт-доктор Серена Ауньон-Канцлер
В космосе каждый шаг открывает новые тайны и вызовы. Но что скрывает этот космический мир за своими звездными дверьми? Знакомьтесь Серена Ауньон-Канцлер - врач, ставший астронавтом. Она провела 197 дней в космосе на борту Международной космической станции в 2018 году, проводя исследования в рамках различных научных аспектов. Она проводила исследования на космической станции лекарств от рака.
Как летный хирург, она была хорошо осведомлена об изменениях, происходящих с организмом, включая воздействие на глаза и спину, а также о изменениях в костях и тканях, связанных с пребыванием в космосе. Но самый поразительный эффект оказывается случился у неё самой и на психологическом уровне.
Во время полёта она почувствовала дискомфорт в космосе. К сожалению, в то же время произошёл сбой в работе «чудо-туалета» в американском сегменте станции. По всей видимости, его повредила она, так как последней посещала исправную кабинку. Дальше ситуация приобрела трагический момент. После того, как американцы не смогли починить свой туалет, они попросили россиян пользоваться их помещением, но им было отказано так как один туалет не мог обслужить весь экипаж. Из-за этого Серена начала ненавидеть русских. Американцы решили хранить свои памперсы в скафандрах, предназначенных для выхода в открытый космос. Астронавтка жаловалась на запах в станции и требовала особого отношения. Пресса сообщала, что она устроила скандал и хочет покинуть станцию.
Командир экипажа сообщил в Хьюстон о критической ситуации на американском сегменте. Он попросил прислать корабль для эвакуации женщины. Однако НАСА отказало в помощи, ссылаясь на отсутствие средств в бюджете на российское космическое такси.
Далее российские космонавты провели около шести часов в открытом космосе, выполняя различные задачи, однако они отказались утилизировать контейнеры с памперсами.
По возвращении на МКС, космонавты обнаружили сигнал о разгерметизации. С помощью специального оборудования было найдено небольшое отверстие в корпусе, которое было просверлено неумелой рукой. Было обнаружено несколько неудачных попыток просверлить дырки.
Российские космонавты закрыли отверстие с помощью специальной герметизирующей ленты. Скотч он и в космосе скотч.
Глава «Роскосмоса» заявил, что они знают, кто совершил это, но не будут называть его имя, чтобы не раздувать международный скандал.
Однако позже в сети появился приказ директора НАСА о том, что Серена была наказана за нарушение правил поведения на МКС и повреждение государственного имущества. В соответствии с контрактом, из её вознаграждения были удержаны расходы на ремонт туалета в американском модуле и восстановление корпуса МКС в российском сегменте.
Трагедия в космосе
Говоря о космосе и о достижениях, связанных с этим направлением. Нельзя не сказать и о том какой ценой они нам даются. Помимо здоровья которые отбирает безвоздушное пространство, оно еще иногда забирает и саму жизнь.
В судьбоносный вечер 30 июня 1971 года все происходило по плану. Космический корабль «Союз-11» с космонавтами: Добровольским, Волковым и Пацаевым, успешно отстыковался от орбитальной станции «Салют-1». Бортинженер сообщил, что визуально видно, как станция отдаляется слева. Земля дала указания на посадку. В районе приземления была ясная погода. Глава подготовки космонавтов напомнил о важности вести непрерывную связь на коротких и ультракоротких волнах при спуске. После посадки необходимо было соблюдать инструкцию, не двигаться резко, не открывать люк и ожидать прибытия группы поиска.
К тому моменту, как полет закончился, прошло более 23 суток, что стало мировым достижением. Все члены экипажа чувствовали себя хорошо и заняли свои места в креслах. В Центре управления полетами попрощались с экипажем до следующего разговора, не зная, что его больше не будет. Через две минуты после приземления к аппарату подбежали спасатели. Они постучали по стенке, но внутри никто не ответил. Затем они открыли люк и увидели страшную картину. Трое космонавтов сидели неподвижно в креслах, на их лицах были видны подтёки крови из носа и ушей, а на коже были заметны синие пятна. Так что же произошло с исследователями космоса?
Врачи, находившиеся на месте, подтвердили, что причиной смерти стало разгерметизация. Она произошла из-за неожиданного открытия одного из двух вентиляционных клапанов. В результате расследования было выяснено, что космонавты поняли о проблеме, когда давление в кабине начало быстро падать. Они отстегнули плечевые ремни, чтобы выключить радиоаппаратуру и определить утечку по звуку. Командир и инженер-исследователь попытались закрыть вентиль, но из-за быстро наступающей потери сознания им не удалось это сделать за 20 секунд. Эксперименты показали, что физически здоровому человеку, не страдающему от удушья, требуется не менее 55 секунд, чтобы закрыть вентиль. Однако у экипажа не было столько времени. Также не было скафандров потому, чтобы увеличить полезную нагрузку на старте, было решено отказаться от них.
В течение долгого времени комиссия старалась выяснить причины необычного поведения клапана, проводя различные эксперименты. Однако он ни разу не открывался самостоятельно.
Юрий Гагарин
А теперь вспомним Юрия Гагарина, первого человека, смело взлетевшего в космос. Представьте, как он вернулся на Землю, а его организм столкнулся с загадочными проблемами. Равновесие и координация движений подверглись испытанию, а сердечно-сосудистая система подала сигналы тревоги. Это как будто игра в космическую гимнастику, где тело должно перестроиться после невесомости, словно космический акробат возвращается на землю и ищет свое равновесие. Все знают его знаменитое «Поехали». Но мало кто слышал "Я горю! Прощайте!". И это тоже его слова из первого полета. Эти слова долго оставались тайной, но именно так их произнес Гагарин, когда, вглядываясь в иллюминатор при спуске увидел нескончаемые языки пламени и потоки расплавленного металла. На самом деле разрушилась обшивка корабля, а высокая температура расплавила металл, начался спуск на Землю.
При возвращении у Гагарина наблюдалась, неустойчивость при ходьбе и проблемы с ориентацией в пространстве. Это связано с тем, что в космосе человек не испытывает гравитационной нагрузки на свои вестибулярные и сенсорные системы, которые отвечают за равновесие и координацию движений. Поэтому при возвращении на Землю эти системы требуют некоторого времени для восстановления.
Произошли изменения в сердечно-сосудистой системе. В космосе сердце не работает так же интенсивно, как на Земле, так как оно не борется против притяжения для поддержания кровообращения. Поэтому после возвращения на Землю сердце должно приспособиться вновь к повышенной нагрузке и восстановить свою нормальную функцию.
Эти эффекты, которые испытал Юрий Гагарин, были важными для понимания влияния невесомости на организм человека. Они помогли ученым и космическим агентствам разработать методы и процедуры для минимизации негативных последствий гравитации и поддержания здоровья людей в космосе. С тех пор было сделано много исследований и улучшений в этой области, и современные исследователи космоса имеют доступ к более продвинутым методам подготовки и медицинскому обслуживанию, чтобы справиться с побочными эффектами.
Скотт Келли
А вот американский астронавт Скотт Келли провел год в космосе в рамках миссии НАСА "Один год в космосе" в 2015-2016 годах.
Три года спустя после тщательного изучения крови, артерий, генов, глаз, костей и кишечных бактерий астронавта, команда из более чем 80 ученых опубликовала подробный анализ того, как изменилось тело Келли, что пришло в норму после возвращения 55-летнего исследователя на Землю. В документе, получившем название "Исследование близнецов НАСА», сравнивались биологические изменения Скотта Келли с биологическими изменениями его однояйцевого близнеца Марка Келли, который провел этот год на Земле.
Биологи и врачи провели тысячи измерений тела на точных молекулярных уровнях, которые никогда ранее не проводились в таком масштабе. Находясь на борту космической станции, Келли даже отправил образцы крови обратно на Землю через возвращаемые капсулы. И вот некоторые важные выводы.
91,3 процента генной активности Скотта вернулись к норме через шесть месяцев после возвращения на Землю. Важно отметить, что его гены никогда не мутировали. Скорее, они изменили свою активность в ответ на окружающую среду, что известно как "экспрессия генов".
Вакцина от гриппа сработала так же и в космосе.
Интересно, что концевые крышки хромосом немного удлинились в космосе, но затем снова укоротились по возвращении. А как известно они являются биологическим маркером старения.
Состав бактерий в кишечнике Келли значительно изменился, поскольку популяция обычных микробов стала значительно более доминирующей, чем была до годичного космического полета.
Так же во время этого пребывания он столкнулся с потерей мышечной массы, ослаблением костей и изменениями в иммунной системе. После возвращения на Землю ему понадобилось несколько месяцев для восстановления.
"Эффект невесомости" и как он влияет на человеческий организм
Эти примеры показывают, что длительное пребывание в космосе может оказывать серьезное воздействие на здоровье и жизнь космонавтов.
Давайте и мы разберемся что же такое «эффект невесомости". Оказывается, это состояние, которое возникает при отсутствии гравитационной силы или при практически полном отсутствии силы тяжести на тело.
Эффект невесомости оказывает разнообразное влияние на человеческий организм. Вот некоторые из его основных последствий:
В условиях невесомости мышцы перестают испытывать нагрузку, что приводит к их атрофии и потере силы. Особенно затронуты мышцы ног и спины, которые уже через несколько дней начинают утрачивать свои функции.
Происходит ослабление костей. В результате кости становятся более хрупкими и подвержены болезни, поражающей соединительные ткани. Самым частым заболеванием является поражение позвоночника, а также костей рук и ног. Кости становятся хрупкими, что увеличивает риск частых переломов. Развитие болезни зависит от количества костной ткани, накопленной в организме, и степени ее последующего уменьшения из-за невесомости.
Отсутствие гравитационной нагрузки на сердце приводит к уменьшению его объема и силы сокращений. Это может вызывать изменения в кровообращении и увеличение объема жидкости в верхней части тела.
Люди так же могут испытывать головокружение, тошноту и проблемы с ориентацией в пространстве. Это связано с тем, что гравитационные силы, к которым они привыкли на Земле, отсутствуют в космосе.
Длительное пребывание в невесомости может влиять на иммунную систему, делая организм более уязвимым перед инфекциями и болезнями. И как мы видим из примера, приведенного ранее психическое здоровье тоже подвержено удару и это не выдумки голливудских сценаристов и писателей фантастов.
Это лишь некоторые из примеров того, как эффект невесомости влияет на человеческий организм. Космические агентства исследуют эти эффекты и разрабатывают методы и технологии, чтобы минимизировать их отрицательное воздействие на астронавтов во время космических полетов.
Космонавты проходят специальную тренировку
Космонавты проходят специальную тренировку и готовятся к трудностям невесомости, чтобы минимизировать негативные последствия для своего здоровья. Вот некоторые из методов и процедур, которые они используют.
Астронавты проводят интенсивные тренировки, включающие упражнения для поддержания мышечной массы и силы. Они используют специальные тренажеры, такие как тренажеры для сопротивления и беговые дорожки с эластичными платформами, чтобы симулировать эффект гравитации и нагрузку на мышцы и кости.
Люди, находящиеся в космосе, следуют специальной диете, которая разработана для обеспечения оптимального питания и здоровья в космической среде. Диета включает в себя достаточное количество белка, витаминов и минералов, чтобы поддерживать мышцы и кости, а также укреплять иммунную систему.
Все исследователи проходят регулярные медицинские проверки и процедуры для контроля своего здоровья в космосе. Это включает измерение пульса, артериального давления, уровня кислорода в крови и других показателей. Они также проходят медицинские эксперименты и исследования, чтобы изучить влияние невесомости на различные системы организма.
И всё же изменения в зрении являются распространенной проблемой в космосе. Чтобы её избежать, астронавты используют специальные очки и проводят упражнения для глаз, а также принимают дополнительные меры по защите глаз от воздействия космической радиации.
Так же все космические агентства предоставляют психологическую поддержку и тренинг астронавтам, чтобы помочь им справиться с психологическими аспектами длительного пребывания в космосе. Это включает консультации с психологами, тренинг по управлению стрессом и командным взаимодействием. Почему это не помогло Серене Ауньон так и осталось в тайнах вселенной.
Эти методы и процедуры помогают астронавтам подготовиться к трудностям невесомости и поддерживать свое здоровье в космосе. Однако, несмотря на все усилия, некоторые эффекты невесомости все равно могут проявиться, и их изучение остается активной областью исследований в космической медицине.
Заключение
Невесомость не только увлекательна и опасна, но и открывает перед нами новые горизонты науки и технологий. Давайте исследуем этот феномен и продолжим удивляться возможностям, которые предлагает космос. Погружайтесь в мир космоса и оставайтесь в восторге от всего, что он может предложить. Приятного полета!
