Grawitacyjna wirówka doda zdrowia w kosmosie

Każdy astronauta, który wraca na Ziemię z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), uśmiecha się do kamer i stara się ukryć fakt, że ma kłopoty z utrzymaniem się na nogach.

Trudno sobie wyobrazić pierwszych ludzi wychodzących na powierzchnię Marsa po miesiącach podróży na niewielkiej przestrzeni w zerowej grawitacji. Prawdopodobnie będą mieli kłopoty z poruszaniem się, nie mówiąc już o „wielkim kroku ludzkości".

– Może wystąpić wiele dolegliwości – mówi Sharmila Bhattacharya, biolog z NASA. – Na pewno astronauci będą mieli zmniejszoną gęstość kości, będą cierpieć na utratę masy mięśni i mogą mieć zaburzenia widzenia.

Astronauci będą mieli trudności z utrzymaniem równowagi, będą odczuwać skutki braku snu. Wystąpią problemy z układem sercowo-naczyniowym, astronauci będą zmagać się ze wzdęciami, będą mieli zawroty głowy. Większość tych objawów to skutki przebywania w warunkach, w których grawitacja jest prawie zerowa. Od ponad pół wieku rejestruje je medycyna, od kiedy ludzie zaczęli latać w kosmos.

Ostatnie badania NASA prowadzone m.in. przez Sharmilę Bhattacharya do tego katalogu przypadłości każą dorzucić także upośledzenie układu odpornościowego.

Naukowcy nie złożyli broni i usiłują znaleźć sposób na zminimalizowanie wpływu nieważkości na organizm ludzki.

Astronauta, który wraca na Ziemię, uśmiecha się, ale ma kłopoty z utrzymaniem się na nogach

NASA wraz ze specjalistami rosyjskimi przez najbliższy rok będzie realizować na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) program ćwiczeń i diety. Naukowcy będą sprawdzać, jak i czy w ogóle dieta i treningi są w stanie pomóc w zwalczaniu skutków stanu nieważkości.

Jeśli ludzkość chce jednak dotrzeć na Marsa, księżyce Jowisza czy Saturna czy jeszcze dalej, potrzeba będzie pojazdów kosmicznych, które zapewnią ludziom odpowiednie warunki dla wieloletnich podróży. W latach 60. NASA zleciła badania na temat przyszłych stacji kosmicznych. Wszystkie podkreślały potrzebę uzyskiwania sztuczej grawitacji podczas wielomiesięcznych podróży kosmicznych. Ale takie rozwiązania zostały porzucone w roku 1970.

Wykorzystanie sztucznej grawitacji pokazane zostało w kultowym filmie na podstawie scenariusza Stanleya Kubricka i pisarza science fiction Arthura C. Clarke'a z 1968 roku pt. „2001 Odyseja kosmiczna". Pokazana w filmie międzynarodowa stacja kosmiczna ma kształt olbrzymiego młyńskiego koła, które obraca się, dzięki czemu ludzie wewnątrz mogą korzystać z dobrodziejstwa grawitacji i funkcjonować jak na Ziemi.

– Misje Skylab z połowy lat 70. dowodziły, że na stacji kosmicznej da się żyć w warunkach prawie zerowej grawitacji, którą dość dokładnie wtedy zbadano, więc porzucono ideę sztucznej grawitacji – powiedział David Baker, były inżynier NASA, obecnie szef magazynu „Spaceflight". – Teraz jednak trzeba rozważyć ponownie jej przywrócenie.

Nad koncepcją niewielkiej stacji kosmicznej przeznaczonej dla sześciu członków załogi pracował zespół inżynierów z Technology Applications Assessment Team z NASA. Stacja kosmiczna przystosowana do pracy w kosmosie przez dwa lata. Aby zminimalizować niekorzystny wpływ mikrograwitacji na organizm ludzki, stacja wyposażona będzie w gigantyczną wirówkę.

Na razie powstał jedynie projekt stacji zgodny z obecnymi standardami. Minimalny koszt takiego obiektu wyniósłby 3,7 mld dolarów. Stacja może być zbudowana w ciągu 64 miesięcy.

Taka stacja mogłaby być przystankiem dla astronautów podróżujących na Marsa. Mogłaby też w misjach księżycowych służyć jako baza zapasowa lub szpital na orbicie.

Konstrukcja modułowa pozwalałaby na używanie kilku portów do dokowania pojazdów kosmicznych w drodze na Marsa. Mógłby to być konstruowany przez NASA Orion lub komercyjny Dragon – w planowanej wersji załogowej. Silniki i paliwo mogą być dodawane w zależności od misji. Stacja może mieć również wysuwaną śluzę oraz taras dowodzenia, kontroli i obserwacji.

Wirująca z wielką prędkością konstrukcja kształtem przypominającym dętkę rowerową pozwoliłaby na osiągnięcie grawitacji podobnej do ziemskiej. Astronauci mogliby poruszać się wewnątrz tej rury zbudowanej z elastycznego materiału podobnego do tego, jaki użyty zostanie do budowy nadmuchiwanego modułu pomysłu Bigelow Aerospace, który ma być dołączony do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w 2015 roku.

– Powodem, dla którego stacja wygląda podobnie do ISS, jest konieczność montowania jej na orbicie – powiedział Mark Holderman, jeden z członków zespołu projektantów. Nautilus-X został zaprojektowany tak, aby zapewnić zaplecze logistyczne dla statków, które ostatecznie przewiozą załogę 9 – 12 ludzi na Marsa.

Niestety, ostatecznie projekt został anulowany przez NASA ze względu na zmieniające się priorytety i brak funduszy. Tańsze rozwiązanie zaproponowali naukowcy z MIT. Dokonali szeregu eksperymentów z wirówką i doszli do wniosku, że astronauci na statku kosmicznym mogliby się przypinać do wirującego fotela i kręcić się w kółko z dużą prędkością. W ten sposób symulowaliby grawitację. Choć takie obroty często wywołują objawy choroby lokomocyjnej – eksperymenty sugerują, że regularne sesje na tym fotelu mogłyby zrekompensować niektóre szkodliwe skutki nieważkości.

Specjaliści mają nadzieję, że pomysł z wielkimi wirówkami wróci. – Biorąc pod uwagę, że 50 proc. ludzi ma chorobę kosmiczną, hotele na orbicie będą musiały jakoś rozwiązać problem sztucznej grawitacji – uważa Baker.

Trudne życie na orbicie

Ewolucja nie przystosowała człowieka do życia w przestrzeni kosmicznej. Funkcjonowanie na stacji kosmicznej przy prawie zerowej grawitacji przysparza sporo kłopotów (nie licząc poważniejszych konsekwencji dla zdrowia). O myciu pod bieżącą wodą nie ma mowy, astronauci myją się w zamkniętej kabinie, nawilżając się gąbką. Kłopot jest z piciem. Możliwe jest wyłącznie picie przez rurkę z elastycznego pojemnika. Szczególnie uciążliwe jest korzystanie z toalety. Mimo że jest to zamknięta kabina, gdzie załatwieniu „sprawy" pomaga podciśnienie, astronauci muszą przejść specjalny instruktaż, jak korzystać z toalety w stanie nieważkości. Podczas snu członkowie załogi w śpiworach muszą przytroczyć się do nieruchomej części kabiny, w przeciwnym razie odbijaliby się od ściany podczas odpoczynku.

Jest też kwestia seksu na orbicie. NASA oficjalnie umywa ręce, twierdząc, że nie prowadzi żadnych badań związanych z życiem seksualnym w kosmosie. Ale problem jest. Gdyby na pokładzie statku doszło do zapłodnienia, płód nie miałby szansy rozwinąć się w stanie nieważkości.

Kosmos

Każdy astronauta, który wraca na Ziemię z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), uśmiecha się do kamer i stara się ukryć fakt, że ma kłopoty z utrzymaniem się na nogach.

Pozostało jeszcze 93% artykułu