NASA ir Kinijos nacionalinė kosmoso agentūra (CNSA) planuoja išsiųsti astronautus į Marsą jau kitą dešimtmetį.
Natūralu, kad šis ambicingas tikslas reikalauja daug planavimo, tyrimų ir iš anksto numatyti bei pasiruošti visiems galimiems iššūkiams. Tarp jų svarbiausia yra astronautų sveikata ir saugumas.
Be pavojų, susijusių su ilgu tranzito laiku – radiacijos ir ilgo mikrogravitacijos laikotarpių poveikio – yra ir paties Marso problema.
Be padidėjusio radiacijos lygio, Marso gravitacija sudaro apie 38 procentus Žemės.
Tai gali sukelti ilgalaikį pavojų sveikatai. Tarptautinė mokslininkų komanda šiuo metu tiria, kaip Marso gravitacija paveiks pagrindinį žmogaus sveikatos aspektą: skeleto raumenis.
Šis raumuo, kuris yra gausiausias žmogaus kūno audinys (sudarantis daugiau nei 40 procentų visos kūno masės), yra būtinas judėjimui ir medžiagų apykaitai.
Be to, šis audinys yra ypač jautrus, o dėl mažesnės gravitacijos gali smarkiai sumažėti raumenų jėga, dydis ir našumas. Todėl svarbu nustatyti, kaip šis raumenų audinys veiks Marso aplinkoje.
Tyrimo grupę sudarė mokslininkai iš Tsukubos universiteto Medicinos instituto, Tohoku Medical Megabank organizacijos, Naujos kartos medicinos naujovių pažangių tyrimų centro (INGEM), Beth Israel Deaconess medicinos centro, Brigham ir moterų ligoninės, Japonijos aviacijos ir kosmoso tyrimų agentūros kosmoso centro (JAXA).
Jų tyrimų rezultatai pasirodė žurnale Mokslo pažanga.
Savo eksperimento metu komanda ištyrė, kaip mažesnė gravitacija paveikė skeleto raumenų audinį 24 pelėms, išsiųstoms į JAXA Kibo eksperimentinį modulį.
Tada šios pelės buvo patalpintos į JAXA sukurtą centrifugos įrenginį, vadinamą Multiple Artificial-gravity Research System (MARS), kur joms buvo taikomi keturi skirtingi gravitacijos lygiai – mikrogravitacija, 0,33 g, 0,67 g ir 1 g – per 28 dienas.
Pelės buvo išbandytos prieš skrydį prieš paleidimą NASA Kenedžio kosminiame centre, kur jos buvo grąžintos mėginiams paimti po skrydžio.
Tada šiuos mėginius ištyrė Rod Ailendo universiteto (URI) Mitybos katedros Metabolizmo ir raumenų biologijos laboratorijos (MMBL) mokslininkai. Kaip MMBL vadovaujanti profesorė Marie Mortreux patvirtino „Rhody Today“ naujienų istorijoje:
„Nors galime imituoti žmonių skrydį į kosmosą, tai nepaprastai sudėtinga ir brangu. Turime centrifugų, kuriomis galima laikinai paveikti žmones tam tikru gravitacijos lygiu, tačiau jis nėra homogeniškas ar pastovus.
Mes naudojome vienodai atskirtus gravitacijos lygius, kad gautume geresnį kiekvienos sistemos dozės ir atsako į gravitaciją vaizdą. Bandomoji grupė, kuriai buvo skirta 0,33 g, buvo labai artima Marso gravitacijai (0,38 g). Mūsų išvados apie šią grupę gali būti paverstos veiksmais, leidžiančiais tyrinėti Marsą.
Mortreux ir jos komanda išanalizavo pelių svorį, jėgą ir judėjimą, kai jos buvo grąžintos į NASA Kenedžio kosminį centrą. Jų analizė parodė, kad 0,33 g sušvelnino skrydžio į kosmosą sukeltą raumenų atrofiją, o 0,67 g – visišką prevenciją.
Jie taip pat išmatavo pelių priekinių galūnių sugriebimo jėgą naudodami elektrinės varžos miografiją (EIM), kuri parodė, kad raumenų veiklai palaikyti pakako 0,67 g.
Jų rezultatai bendrai parodė, kad 0, 67 g yra kritinė riba, siekiant sumažinti raumenų atrofiją, kurią sukelia ilgalaikis skrydis į kosmosą.
Be to, pelių kraujo plazmos analizė nustatė 11 metabolitų, kurie parodė nuo gravitacijos priklausomus pokyčius, o tai rodo, kad jie gali būti potencialūs biomarkeriai stebint astronautų fiziologinę adaptaciją.
Šis darbas grindžiamas ankstesniais tyrimais, kuriuos Montreux atliko kartu su profesore Mary Bouxsein (tyrimo bendraautoriu) Harvardo medicinos mokykloje.
Nors Bouxseinas 2010-ųjų pradžioje sukūrė antžeminį dalinės gravitacijos pelės modelį, Montreux Harvarde sukūrė dalinės gravitacijos žiurkės modelį. Taigi jie abu yra gerai susipažinę su skirtingų gravitacijos lygių poveikiu raumenų ir kaulų audiniams.
„Kadangi šios misijos tikslas buvo įvertinti gravitaciją kaip tęstinumą, buvome puikioje pozicijoje, kad pamatytume, ar mūsų antžeminiai rezultatai turėjo panašių rezultatų, kai orbitoje buvo taikoma sumažinta mechaninė apkrova“, – sakė Montreux.
„Darbas su tarptautine komanda buvo sudėtingas ir įdomus. Manau, kad mano patirtis dirbant Italijoje, Prancūzijoje ir Jungtinėse Amerikos Valstijose parengė mane dideliam bendradarbiavimui.”
Viena iš šio tyrimo išvadų yra ta, kad būsimos misijos į Marsą turės atsižvelgti į tai, kaip sumažinti skeleto raumenų nykimą ilgo tranzito tarp Žemės ir Marso metu.
Astronautai atlieka reguliarias mokslines operacijas ir turi išlaikyti judrumą bei raumenų jėgą. Tas pats pasakytina ir apie jų fizinę sveikatą grįžus į Žemę.
Susiję: Skrydis į kosmosą gali pakeisti žmogaus smegenų padėtį, tyrimo rezultatai
Šios išvados rodo, kad besisukantys torai būtų protingas priedas prie bet kokių ateities skrydžio į kosmosą planų, a la NASA Neatmosferinis universalus transportas, skirtas ilgalaikiams JAV tyrinėjimams (NAUTILUS-X) ir panašiais aspektais.
Šį straipsnį iš pradžių paskelbė „Universe Today“. Skaitykite originalų straipsnį.
