Будущие космические корабли придется оснащать модулями, которые вращаются и искусственно создают гравитацию. Международная группа ученых выяснила, исследователям Марса потребуется сила тяжести на уровне не менее 0,67 g. Это поможет сберечь здоровье мышц во время перелетов. К такому выводу исследователи пришли после того, как вместе завершили эксперимент с мышами на борту Международной космической станции.
Космические агентства США и Китая планируют отправить людей на Марс в следующем десятилетии. На этой планете сила тяжести составляет всего 0,38 g. Когда гравитация понижена, человек быстро теряет мышечную массу. Скелетные мышцы занимают больше 40% тела, они помогают людям двигаться и поддерживают нормальный обмен веществ. Чтобы космонавты могли работать на Марсе и затем вернуться домой здоровыми, инженерам нужно защитить их ткани, пока длится долгий перелет.
Чтобы узнать, как именно марсианская гравитация влияет на организм, ученые отправили 24 мыши в японский модуль Kibo. Там животных поместили в центрифугу MARS. Устройство вращалось и за счет центробежной силы создавало искусственное притяжение. Внутри центрифуги исследователи поддерживали 4 разных уровня гравитации: полную невесомость, 0,33 g, 0,67 g и земную силу тяжести 1 g. Эксперимент шел 28 дней. На Земле сложно создать постоянную частичную гравитацию, поэтому космическая центрифуга помогла биологам точно оценить, как ткани реагируют на разные уровни притяжения. Уровень 0,33 g в эксперименте почти совпадает с реальной марсианской гравитацией.
После того, как мыши вернулись на Землю, ученые из Университета Род-Айленда изучили животных. Исследователи измерили вес, силу и подвижность грызунов. Чтобы оценить силу хвата передних лап, они применили метод электрической импедансной миографии. При таком подходе прибор пропускает через мышцу слабый электрический ток и измеряет, как ткани его проводят. Это помогает врачам понять, насколько мускулатура плотная и здоровая.
Анализ показал, что при гравитации 0,33g мышцы теряют массу медленнее, чем в полной невесомости. Однако только притяжение на уровне 0,67g не дает мышцам истощаться и полностью сохраняет силу хвата.
Также биологи изучили плазму крови мышей. В ней они обнаружили 11 метаболитов. Это молекулы, которые образуются, когда клетки перерабатывают питательные вещества. Количество этих веществ меняется строго в зависимости от уровня гравитации. В будущем врачи смогут использовать эти молекулы как биологические маркеры, чтобы с помощью простого анализа крови следить, как организм космонавта привыкает к условиям полета.
Ранее ученые уже моделировали частичную гравитацию в наземных лабораториях. Эксперимент на орбите подтвердил их выводы. Теперь инженерам предстоит применить эти данные на практике при создании конструкции с центрифугой в проекте будущих межпланетных кораблей.
#космос #международная_космическая_станция #космические_исследования #наука #космические_полеты #астронавт #космический_корабль #космические_эксперименты