10 медицинских проблем, способных поставить крест на исследованиях дальнего космоса
Поскольку человечество начинает колонизацию Луны и других космических тел в нашей Солнечной системе в относительно недалеком будущем, вы, вероятно, захотите узнать об этих опасностях и проблемах со здоровьем, которые могут возникнуть у возможных космических колонизаторов.
Поскольку в относительно недалеком будущем человечество начнет колонизацию Луны и других внешних тел нашей Солнечной системы, возможно, вы хотели бы узнать о возможных опасностях и проблемах со здоровьем, которые могут возникнуть у возможных космических колонизаторов? Если да, то вот подборка десяти наиболее возможных проблем со здоровьем, с которыми столкнутся пионеры человеческой колонизации космоса (если не решат их ранее).
Проблемы с сердцем
Западные медицинские исследования и наблюдения 12 астронавтов показали, что человеческое сердце при длительном воздействии микросексуальных условий становится на 9,4% больше, что может привести к целому ряду проблем с его работой. Эта проблема особенно актуальна при длительных космических полетах, таких как полет на Марс.
Сердце в космосе работает иначе, чем на Земле, что может привести к потере мышечной массы, — говорит доктор Джеймс Томас из НАСА.
Все это имеет серьезные последствия для нашего возвращения на Землю, поэтому мы ищем способы избежать или хотя бы уменьшить потерю мышечной массы».
Эксперты отмечают, что после возвращения на Землю разум возвращается к своей первоначальной форме. Однако они отмечают, что никто не знает, как ведет себя один из самых важных органов нашего тела после длительного перелета. Врачам уже известны случаи, когда у вернувшихся астронавтов наблюдались головокружение и дезориентация. В некоторых случаях наблюдаются резкие изменения артериального давления (внезапное падение артериального давления), особенно при попытке встать. Кроме того, у некоторых астронавтов во время полетов возникает аритмия (ненормальный сердечный ритм).
Исследователи указывают на необходимость разработки методов и правил, которые позволят путешественникам в дальний космос избежать подобных проблем. Отметим, что такие методы и правила могут быть полезны не только для космонавтов, но и для обычных людей на Земле, то есть для тех, у кого проблемы с психикой и кому предписан постельный режим.
Сейчас начата пятилетняя исследовательская программа, цель которой — определить степень развития атеросклероза (сосудистого заболевания) у астронавтов в космосе.
Пьянство и психические расстройства
Анонимное исследование, проведенное НАСА, сняло все подозрения о частом употреблении алкоголя астронавтами, но в 2007 году произошло два инцидента, когда НАСА фактически разрешило опьяневшим астронавтам запрыгнуть в российский космический корабль «Союз». Они, как и другие члены миссии, были допущены к полету даже после того, как эти астронавты были подготовлены к полету и сообщили начальству об очень теплом состоянии своих коллег.
Согласно политике безопасности НАСА того времени, астронавтам было официально запрещено употреблять алкоголь за 12 часов до учебных полетов. Это правило должно было косвенно применяться и к космическим полетам. Однако после вышеописанного инцидента NASA было возмущено беспечностью астронавтов и решило формализовать космические полеты.
Бывший астронавт Майк Маллин однажды сказал, что астронавты пили алкоголь перед обезвоживанием, в итоге снимая напряжение мочевого пузыря и внезапно избавляясь от необходимости дробить время.
Психологический аспект также занял свое место среди опасностей космических полетов. Во время космической миссии «Скайлэб-4» астронавтам настолько надоело связываться с Центром управления полетами, что они почти на сутки закрыли радиосвязь и игнорировали сообщения НАСА. После этого инцидента ученые пытаются определить и устранить негативные психологические последствия самых стрессовых миссий на Марс.
Недостаток сна и использование снотворных
Десятилетнее исследование показало, что астронавты, очевидно, не спят в последние недели перед запуском и в начале космической миссии. Трое из четырех респондентов признались, что принимают лекарства, но употребление таких препаратов опасно во время работы космического корабля и использования другого оборудования. Наиболее опасная ситуация возникает, когда астронавты принимают одни и те же лекарства в одно и то же время. В таких случаях они могут просто заснуть в чрезвычайной ситуации, требующей срочного решения.
НАСА выделило на сон не менее восьми с половиной часов в день, но большинство из них отдыхали около шести часов в день во время миссии. Тяжесть этого физического напряжения усугублялась тем, что в течение последних трех месяцев предполетной подготовки люди спали менее трех с половиной часов каждый день.
«На будущих лунах, Марсе и далее нам необходимо разработать более эффективные меры по борьбе с недостатком сна и оптимизации работы человека во время космических полетов», — говорит исследователь доктор Чарльз Килер.
Эти меры включают изменение рабочего времени с учетом воздействия на человека определенных световых волн, а также изменение поведенческих стратегий экипажа для наиболее комфортного вхождения в состояние сна. На следующий день. «
Потеря слуха
Исследования показали, что некоторые астронавты испытывают временные и менее значительные потери слуха после полетов на космическом автобусе. Они чаще встречались, когда люди подвергались воздействию высоких звуковых частот. Члены советской космической станции «Салют-7» и российской «Мир» после возвращения на Землю имели от небольшой до очень значительной потери слуха. Опять же, во всех этих случаях причиной частичной или полной временной потери слуха было воздействие высоких звуковых частот.
Членам экипажа Международной космической станции предписано ежедневно носить беруши. Для снижения шума на МКС было предложено использовать специальные звукоизолирующие прокладки внутри стен станции и установить более тихие вентиляторы.
Однако, помимо шумного фона, на потерю слуха могут влиять и другие факторы. Например, атмосферные условия на борту станции, повышенное внутричерепное давление и повышенный уровень углекислого газа на борту станции.
В 2015 году НАСА планирует начать исследование способов избежать последствий потери слуха во время ежегодных полетов с участием экипажа МКС. Ученые хотят выяснить, как долго можно будет избегать этих последствий и найти приемлемые риски, связанные с потерей слуха. Основная цель эксперимента — определить, как минимизировать потерю слуха в целом, а не только во время конкретных космических полетов.
Камни в почках
У каждого десятого жителя Земли рано или поздно возникнут проблемы с камнями в почках. Однако в отношении астронавтов проблема более серьезная. Это связано с тем, что в космической среде кости организма начинают терять питательные вещества быстрее, чем на Земле. Соли (фосфат кальция) попадают в организм, проходят через кровь и накапливаются в почках. Эти соли могут сжиматься и образовывать камни. Размеры этих камней варьируются от маленьких до очень серьезных, вплоть до размера грецкого ореха. Проблема заключается в том, что эти камни могут блокировать кровеносные сосуды и другие потоки, которые поставляют питательные вещества к органам и выводят избыточный материал из почек.
Для космонавтов риск образования камней в почках более опасен. Это связано с тем, что условия микрогравитации могут уменьшить объем крови в организме. Кроме того, многие космонавты потребляют не более двух литров воды в день. Это обеспечивает достаточное количество жидкости в организме и не дает частицам почечных камней выводиться с мочой и оседать.
Отмечается, что по меньшей мере у 14 американских астронавтов вскоре после завершения космических полетов развились проблемы с камнями в почках. В 1982 году на советской космической станции «Салют-7» один из членов экипажа испытывал сильные боли. Космонавт страдал от сильной боли в течение двух дней, а его напарник не мог ничего сделать, только беспомощно смотреть, как страдает его коллега. Сначала все думали, что это острый аппендицит, но через некоторое время с мочой астронавта появились мелкие камни в почках.
Ученые уже давно разработали специальные ультразвуковые приборы размером с настольный компьютер, которые могут обнаруживать камни в почках и удалять их с помощью импульса звуковых волн. Такая вещь, безусловно, пригодилась бы на космическом корабле, направляющемся на Марс.
Заболевания легких
Пока точно не известно, как именно пыль с других планет и астероидов будет негативно влиять на здоровье, но ученые знают, что воздействие лунной пыли может иметь очень неприятные последствия.
Наиболее серьезные последствия вдыхания пыли могут поражать легкие. Однако невероятно острые частицы лунной пыли могут нанести серьезный вред не только легким, но и сердцу, а также вызвать ряд заболеваний — от тяжелого воспаления органов до рака. Асбест, например, может иметь аналогичные последствия.
Острые частицы пыли могут вызвать раздражение и раны на коже, а также на внутренних органах. Для защиты следует использовать специальные многослойные материалы, похожие на кевлар. Лунная пыль может легко вызвать повреждение роговицы глаза, что оказывается самой серьезной чрезвычайной ситуацией для человека во Вселенной.
Ученые сожалеют, что не могут смоделировать лунный грунт и провести все тесты, необходимые для определения влияния лунной пыли на организм. Одна из трудностей в решении этой проблемы заключается в том, что частицы пыли не находятся в воздухе на Земле и не подвергаются постоянному воздействию радиации. Только дополнительные исследования пыли на самой Луне, а не в лаборатории, дадут ученым данные, необходимые для разработки эффективных способов защиты этих маленьких токсичных убийц.
Сбой иммунной системы
Наша иммунная система меняется и реагирует на все, даже на малейшие изменения в нашем организме. Недостаток сна, неадекватное потребление питательных веществ или даже простой стресс могут ослабить иммунную систему. Но это здесь, на Земле. Изменения в иммунной системе в космосе в конечном итоге оказываются просто простудой, и могут возникнуть более серьезные заболевания.
В космосе распределение иммунных клеток в организме практически не меняется. Наибольшую опасность для здоровья представляет изменение функции этих клеток. Когда функция клеток снижается, вирусы, которые уже подавлены в организме человека, могут вновь проявиться. И делают они это почти скрытно, без проявления симптомов болезни. Когда активность иммунных клеток повышается, иммунная система слишком сильно реагирует на раздражители, вызывая другие побочные эффекты, такие как аллергические реакции и кожные высыпания.
Радиация, бактерии, беспокойство, микросепсис, нарушения сна и даже изоляция могут повлиять на иммунную систему экипажа, — говорит иммунолог НАСА Брайан Крузин.
‘Длительные космические полеты повышают риск инфекций, гиперчувствительности и аутоиммунных проблем у астронавтов’.
НАСА планирует использовать новые методы защиты от радиации для решения проблем иммунной системы, сбалансированного питания и нового подхода к медицине.
Радиационные угрозы
Сегодняшнее очень редкое и очень продолжительное отсутствие солнечной активности может способствовать опасным изменениям в уровнях космической радиации. За последние 100 лет ничего не произошло, — говорит доктор Герхард Келер.
Натан Швадрон из Института Земли сказал: «Такие события не являются сдерживающим фактором для долгосрочных миссий на Луну, астероиды и даже Марс, но само галактическое космическое излучение является фактором, который может ограничить запланированное время этих миссий.» и Институт океана и космоса.
Последствия такого облучения варьируются от лучевой болезни до развития рака или поражения внутренних органов. Кроме того, опасные уровни фонового излучения снижают эффективность радиационной защиты космических аппаратов примерно на 20%.
В ходе одного полета на Марс астронавты могут подвергнуться воздействию, в худшем случае, двух третей безопасной дозы, которой человек подвергается за всю свою жизнь. Это излучение может вызвать изменения в ДНК и повысить риск развития рака.
С точки зрения кумулятивной дозы это то же самое, что компьютерная томография всего тела каждые пять-шесть дней», — говорит ученый Кэри Цейтлин.
Когнитивные проблемы
Моделируя условия в космосе, ученые обнаружили, что даже малые дозы воздействия высокозаряженных частиц заставляют лабораторных животных гораздо медленнее реагировать на окружающую среду, делая грызунов более гиперчувствительными. Наблюдения на крысах также показали изменения в синтезе белков в мозге.
Однако ученые быстро отмечают, что не все крысы испытывали одинаковые результаты. Если это правило применимо к космонавтам, исследователи считают, что смогут определить биологические маркеры, которые указывают и предсказывают признаки этих надвигающихся последствий у космонавтов. Возможно, этот показатель поможет найти пути снижения негативных последствий радиационного облучения.
Более серьезной проблемой является болезнь Альцгеймера.
Невролог Келли О’Банион говорит: «Воздействие тех же уровней радиации, которые люди испытывают во время полета на Марс, может вызвать когнитивные проблемы и ускорить изменения в работе мозга, обычно связанные с болезнью Альцгеймера.
«Чем дольше вы находитесь в космосе, тем выше риск развития заболевания».
Одно утешение — ученым удалось исследовать один из самых печальных сценариев воздействия радиации. Они подвергли лабораторных мышей единовременному воздействию уровня радиации, характерного для времени жизни миссии на Марс. Затем люди будут подвергаться воздействию радиации в течение трехлетнего полета на Марс. Ученые считают, что человеческий организм может адаптироваться к таким малым дозам.
Кроме того, следует отметить, что пластмассы и легкие материалы могут обеспечить человеку лучшую защиту от радиации, чем используемый в настоящее время алюминий.
Потеря зрения
У некоторых астронавтов после космических полетов развились серьезные проблемы с глазами. Чем дольше космический полет, тем выше вероятность таких инцидентов.
Из более чем 300 американских астронавтов, прошедших медицинское обследование с 1989 года, 29% астронавтов, проведших две недели в космосе, и 60% астронавтов, проведших несколько месяцев в космосе на Международной космической станции, имели проблемы со зрением.
Врачи из Техасского университета провели сканирование мозга 27 астронавтов, которые провели в космосе более месяца. У 25% из них объем передне-задней оси одной или обеих луковиц уменьшился одновременно. Эти изменения приводят к озарениям. Опять же, было отмечено, что чем дольше человек находится в космосе, тем больше вероятность таких изменений.
Ученые считают, что этот негативный эффект связан с подъемом жидкости к голове в условиях движения. В этом случае спинномозговая жидкость начинает скапливаться в черепе, повышая внутричерепное давление. Поскольку жидкость не может просочиться через кости, в глазах начинает нарастать давление. Исследователи пока не знают, уменьшится ли этот эффект у астронавтов, находящихся в космосе более шести месяцев. Однако очевидно, что его следует изучить до отправки людей на Марс.
Если проблема связана исключительно с внутричерепным давлением, можно создать условия искусственной гравитации на восемь часов каждый день, пока астронавты спят. Однако пока рано говорить о том, поможет ли такой подход.
‘Эта проблема должна быть решена. В противном случае, говорит ученый Марк Шеллхаммер, это может стать основной причиной невозможности длительных космических путешествий.
