هوا فضا محققان چگونه می‌توانند سلامت فضانوردان در مریخ را تضمین کنند؟
- نویسنده موضوع abrak
- تاریخ شروع
اطلاعات موضوع
ایسنا نوشت: برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی حفظ سلامت مسافران فضایی در چنین ماموریت‌های طولانی، سایت نیو اطلس با "راشل بلیسل" (Rachel Bellisle) و "تام ابیتانت" (Tom Abitante) دانشمندان دانشگاه‌های "هاروارد" و "ام آی تی" در مورد دو فناوری جدید که پتانسیل حفظ سلامت فضانوردان در شرایط جاذبه صفر را در دارد، مصاحبه‌ای انجام داده است که در ادامه به پرسش‌های این سایت و پاسخ‌های آنها پرداخته‌ایم.
نیو اطلس:
مدت هاست که افراد مختلفی به فضا رفته‌اند و زمانی را در آنجا گذرانده‌اند و حتی برخی از آنها بیش از یک سال نیز در آنجا بوده‌اند، اما گویا باز هم مشکلاتی در زمینه سلامت فضانوردان وجود دارد، اکنون مشکل ما چیست که باید در اینجا حل شود؟
ابیتانت:
مشکل اصلی این است که فضانوردان در فضا دچار مشکلاتی مانند از دست دادن استخوان و توده عضلانی خود می‌شوند. آنها می‌توانند با خیال راحت زمان خود را در فضا سپری کنند، اما وقتی پس از یک سال اقامت در فضا، به زمین می‌آیند، باید برای انجام عملیات فیزیوتراپی آماده شوند. وقتی فضانوردان به مریخ بروند، از آنها انتظار می‌رود که کار‌های فیزیکی متعددی انجام دهند، اما از دست دادن عضلات و استخوان، آنها را در معرض خطر ابتلا به برخی آسیب‌ها قرار می‌دهد. روش فعلی برای جلوگیری از این امر ورزش است. با این حال، هنگام رفتن به ماه یا مریخ، نمی‌توانید وسایل ورزشی بزرگ را با خود حمل کنید. ما به دنبال راه‌هایی هستیم که فضانوردان بتوانند بدون حمل تجهیزات ورزشی عظیم به مریخ، بدن خود را آماده کرده و از شرایطی مانند از دست دادن عضلات و استخوان خود جلوگیری کنند.
نیواطلس: پس هدف شما جلوگیری از تحلیل استخوان و عدم رشد عضله فضانوردان است؟
بلیسل: هدف ما فراتر از این موضوع است. حقیقت این است که بدن افراد در شرایط گرانش نمی‌تواند طبیعی عمل کند. استخوان و عضلات دو نمونه از اعضای بدن هستند که تحت تاثیر قرار می‌گیرند. البته ممکن است اندام‌های دیگر نیز تحت تاثیر قرار گیرند.
نیواطلس: مانند چه چیزی؟
ابیتانت: یکی از آنها، اعضای کوچک گوش درونی شماست که همیشه به شما می‌گوید چه حال بدی دارید که این حس در فضا وجود ندارد. در حالی که این اثر اولیه ممکن است خودش را در حالاتی مانند بیماری حرکت یا برخی از بی نظمی‌های فضایی نشان دهد، اما در دوره‌های زمانی طولانی در واقع می‌تواند به نوعی بر هماهنگی و حس عمقی شما مانند وضعیت بدنی و راه رفتن تاثیر بگذارد. بسیاری از مواقع زمانی که فضانوردان به زمین بازمی‌گردند، چند روز طول می‌کشد تا دوباره به حالت عادی بازگردند.
نیواطلس: در ماموریت‌های طولانی به ماه یا مریخ، چه چیز‌هایی می‌توانند جایگزین تجهیزات ورزشی شوند؟
بلیسل: احتمالا تجهیزات ورزشی کوچکتری وجود خواهند داشت. هدف ما تکمیل آن است. من فکر می‌کنم راه‌هایی برای انجام این کار با ابزار‌های پوشیدنی وجود دارد. من در حال مطالعه لباس پوستی (skinsuit) هستم که مقداری از آن بار مکانیکی بدن را دوباره به بدن بازمی‌گرداند. این لباس در اصل یک فشار عمودی به بدن وارد می‌کند و بسیاری از گیرنده‌های بار (load receptors) را که معمولا در محیط ریزگرانش غیرفعال می‌شوند را دوباره فعال می‌کند.
بلیسل: هدف ما فراتر از این موضوع است. حقیقت این است که بدن افراد در شرایط گرانش نمی‌تواند طبیعی عمل کند. استخوان و عضلات دو نمونه از اعضای بدن هستند که تحت تاثیر قرار می‌گیرند. البته ممکن است اندام‌های دیگر نیز تحت تاثیر قرار گیرند.
نیواطلس: مانند چه چیزی؟
ابیتانت: یکی از آنها، اعضای کوچک گوش درونی شماست که همیشه به شما می‌گوید چه حال بدی دارید که این حس در فضا وجود ندارد. در حالی که این اثر اولیه ممکن است خودش را در حالاتی مانند بیماری حرکت یا برخی از بی نظمی‌های فضایی نشان دهد، اما در دوره‌های زمانی طولانی در واقع می‌تواند به نوعی بر هماهنگی و حس عمقی شما مانند وضعیت بدنی و راه رفتن تاثیر بگذارد. بسیاری از مواقع زمانی که فضانوردان به زمین بازمی‌گردند، چند روز طول می‌کشد تا دوباره به حالت عادی بازگردند.
نیواطلس: در ماموریت‌های طولانی به ماه یا مریخ، چه چیز‌هایی می‌توانند جایگزین تجهیزات ورزشی شوند؟
بلیسل: احتمالا تجهیزات ورزشی کوچکتری وجود خواهند داشت. هدف ما تکمیل آن است. من فکر می‌کنم راه‌هایی برای انجام این کار با ابزار‌های پوشیدنی وجود دارد. من در حال مطالعه لباس پوستی (skinsuit) هستم که مقداری از آن بار مکانیکی بدن را دوباره به بدن بازمی‌گرداند. این لباس در اصل یک فشار عمودی به بدن وارد می‌کند و بسیاری از گیرنده‌های بار (load receptors) را که معمولا در محیط ریزگرانش غیرفعال می‌شوند را دوباره فعال می‌کند.
نیواطلس: این گیرنده‌های بار چه هستند و چه کار می‌کنند؟
بلیسل: بدن شما مملو از یک سری حسگر‌های بیولوژیکی است که آنها نحوه اعمال گرانش بر بدن شما را روی زمین اندازه‌گیری می‌کنند. مقداری از آن حسگر‌ها در استخوان‌های شما وجود دارد که استخوان شما را وادار به حفظ استحکام می‌کند و مقداری نیز در عضلات شما وجود دارد. عضلات شما باید دریابند که برای راه رفتن چقدر نیرو نیاز دارند. وقتی همه آن ورودی‌های حسی را به دلیل گرانش از دست دهید، این فرآیند‌ها قطع می‌شوند. گیرنده‌ها باید خود را با شرایط ریزگرانش تطبیق دهند و پس از بازگشت فضانوردان به زمین نیز باید دوباره با شرایط زمین سازگار شوند. این یک مشکل بزرگ برای سازگاری بدن با مریخ پس از یک سفر طولانی در گرانش صفر است.
بلیسل: بدن شما مملو از یک سری حسگر‌های بیولوژیکی است که آنها نحوه اعمال گرانش بر بدن شما را روی زمین اندازه‌گیری می‌کنند. مقداری از آن حسگر‌ها در استخوان‌های شما وجود دارد که استخوان شما را وادار به حفظ استحکام می‌کند و مقداری نیز در عضلات شما وجود دارد. عضلات شما باید دریابند که برای راه رفتن چقدر نیرو نیاز دارند. وقتی همه آن ورودی‌های حسی را به دلیل گرانش از دست دهید، این فرآیند‌ها قطع می‌شوند. گیرنده‌ها باید خود را با شرایط ریزگرانش تطبیق دهند و پس از بازگشت فضانوردان به زمین نیز باید دوباره با شرایط زمین سازگار شوند. این یک مشکل بزرگ برای سازگاری بدن با مریخ پس از یک سفر طولانی در گرانش صفر است.
نیواطلس: ممکن است کمی در مورد لباس پوستی خود توضیح دهید؟
بلیسل: این لباس‌های پوستی یک لباس پارچه‌ای غیرفعال هستند، بنابراین هیچ عملگر مکانیکی وجود ندارد و کمی شبیه یک اسکلت بیرونی نرم یا یک لباس تنگ هستند. نحوه پوشیدن آنها نیز بدین صورت است که ابتدا از روی شانه‌ها پوشیده می‌شود، سپس پارچه را کشیده و آن را تا زیر پا‌ها می‌آوریم.
نیواطلس: چه مدت باید این لباس‌ها را بر تن داشت؟
بلیسل: بستگی به برنامه فضانوردان دارد. آژانس فضایی اروپا در واقع بر روی این لباس‌ها کار کرده است تا از کمردرد فضانوردان در فضا جلوگیری کند و از برخی از افراد نیز خواسته شده تا هشت ساعت این لباس را بپوشند. اما ایده‌های دیگری وجود دارد که طی آن فضانوردان باید آن را برای یک یا دو ساعت و آن هم در حین ورزش بپوشند.
بلیسل: این لباس‌های پوستی یک لباس پارچه‌ای غیرفعال هستند، بنابراین هیچ عملگر مکانیکی وجود ندارد و کمی شبیه یک اسکلت بیرونی نرم یا یک لباس تنگ هستند. نحوه پوشیدن آنها نیز بدین صورت است که ابتدا از روی شانه‌ها پوشیده می‌شود، سپس پارچه را کشیده و آن را تا زیر پا‌ها می‌آوریم.
نیواطلس: چه مدت باید این لباس‌ها را بر تن داشت؟
بلیسل: بستگی به برنامه فضانوردان دارد. آژانس فضایی اروپا در واقع بر روی این لباس‌ها کار کرده است تا از کمردرد فضانوردان در فضا جلوگیری کند و از برخی از افراد نیز خواسته شده تا هشت ساعت این لباس را بپوشند. اما ایده‌های دیگری وجود دارد که طی آن فضانوردان باید آن را برای یک یا دو ساعت و آن هم در حین ورزش بپوشند.
نیواطلس: تام، شما رویکردی کاملا متفاوت در این مورد دارید. می‌توانید درباره آن به ما بگویید؟
ابیتانت: رویکرد من کمی فعال‌تر است. من به دنبال استفاده از تحریک الکتریکی، به ویژه تحریک عصبی عضلانی، برای افزایش عملکرد روزانه استخوان‌های افراد هستم. این رویکردی است که پزشکان برای بیماران مبتلا به آسیب طناب نخاعی بسیار استفاده می‌کنند. آنها از الکترود‌هایی روی عضله استفاده می‌کنند که پالس الکتریکی را از طریق عضله می‌فرستند و این عمل باعث انقباض آن عضله می‌شود. این به طور بالقوه می‌تواند به کاهش از دست دادن استخوان ناشی از عدم استفاده از صندلی چرخ‌دار یا قرار گرفتن در فضا کمک کند. ایده من این است که اگر این انقباضات مصنوعی چند صد بار در روز صورت گیرد، می‌توان به اندازه کافی استخوان را تحریک کرد که این حسگر‌های کوچکی که راشل به آن اشاره کرد به بدن بگویند که استخوان را از دست ندهد. اما یک نکته وجود دارد و آن این است که از آنجایی که این افراد سالم هستند، دچار بی‌حسی مانند بیماران فلج نیستند و برای همین ممکن است این روش برایشان چندان راحت نباشد. بیماران پاراپلژی لزوما نمی‌توانند این موضوع را احساس کنند که این امر به پزشکان این امکان را می‌دهد که برای مدت طولانی‌تری عملیات را انجام دهند. در مورد افراد سالم، یک محدودیتی وجود دارد، زیرا از آنها خواسته می‌شود تا در همان حین تحریک الکتریکی برخی کار‌ها را نیز انجام دهند. ما باید اینجا آزمایشاتی را انجام دهیم تا درک کنیم که این روش چقدر موثر خواهد بود و چه مدت فضانوردان می‌توانند از آن استفاده کنند. نمی‌توانیم صبر کنیم تا به مریخ برویم و ببینیم که آیا روش ما در آنجا کار می‌کند یا خیر.
ابیتانت: رویکرد من کمی فعال‌تر است. من به دنبال استفاده از تحریک الکتریکی، به ویژه تحریک عصبی عضلانی، برای افزایش عملکرد روزانه استخوان‌های افراد هستم. این رویکردی است که پزشکان برای بیماران مبتلا به آسیب طناب نخاعی بسیار استفاده می‌کنند. آنها از الکترود‌هایی روی عضله استفاده می‌کنند که پالس الکتریکی را از طریق عضله می‌فرستند و این عمل باعث انقباض آن عضله می‌شود. این به طور بالقوه می‌تواند به کاهش از دست دادن استخوان ناشی از عدم استفاده از صندلی چرخ‌دار یا قرار گرفتن در فضا کمک کند. ایده من این است که اگر این انقباضات مصنوعی چند صد بار در روز صورت گیرد، می‌توان به اندازه کافی استخوان را تحریک کرد که این حسگر‌های کوچکی که راشل به آن اشاره کرد به بدن بگویند که استخوان را از دست ندهد. اما یک نکته وجود دارد و آن این است که از آنجایی که این افراد سالم هستند، دچار بی‌حسی مانند بیماران فلج نیستند و برای همین ممکن است این روش برایشان چندان راحت نباشد. بیماران پاراپلژی لزوما نمی‌توانند این موضوع را احساس کنند که این امر به پزشکان این امکان را می‌دهد که برای مدت طولانی‌تری عملیات را انجام دهند. در مورد افراد سالم، یک محدودیتی وجود دارد، زیرا از آنها خواسته می‌شود تا در همان حین تحریک الکتریکی برخی کار‌ها را نیز انجام دهند. ما باید اینجا آزمایشاتی را انجام دهیم تا درک کنیم که این روش چقدر موثر خواهد بود و چه مدت فضانوردان می‌توانند از آن استفاده کنند. نمی‌توانیم صبر کنیم تا به مریخ برویم و ببینیم که آیا روش ما در آنجا کار می‌کند یا خیر.