Японский астронавт Норисигэ Канаи 8 января написал в «Твиттере», что в течение трех недель пребывания на Международной космической станции вырос на 9 см. Он выразил опасения, что не поместится на корабль «Союз», который должен возвратить его с МКС на Землю.
Впрочем, позже Норисигэ признал, что ошибся, и извинился за свой твит – на самом деле он вырос всего на 2 см.
Изменение роста – лишь одна из перемен, которые происходят с человеческим телом в условиях невесомости. В космосе организм подвержен и более серьезным испытаниям. Например, одна из вполне реальных опасностей – ухудшение и даже потеря зрения.
Феномен космического роста
Заявление Норисигэ Канаи разворошило целый пласт проблем, касающихся пребывания человека в космосе. И изменение роста – одна из них.
Обычно в космосе рост астронавта увеличивается на 3%, что в среднем составляет от 3 до 5 см. При отсутствии гравитации позвоночник человека теряет свои природные изгибы. Мышцы, которые обеспечивают плотное прилегание позвонков друг к другу, ослабевают. В результате промежутки между позвонками становятся больше, вытягивается позвоночный столб и рост человека увеличивается. В течение нескольких месяцев после возращения на Землю тело обретает прежнюю форму.
По словам главного медицинского работника НАСА Дж. Д. Полка, рост взрослого человека увеличивается не только в космосе. «Это обычное явление для человеческого тела, которое проявляется во время сна. Во сне позвоночник может разойтись на полдюйма [1,27 см]. Но когда человек встает, позвоночник снова возвращается в прежнюю форму», – объясняет он.
Главная проблема для астронавтов из-за увеличения роста – риск не уместиться в ложементе кресла. Кресла изготавливаются индивидуально для каждого космонавта. При производстве учитывается потенциальное увеличение роста, но порой предугадать, насколько может «вытянуться» человек в невесомости, невозможно. Чтобы держать мышцы в тонусе и контролировать процесс роста, при долгом нахождении в космосе астронавты вынуждены заниматься физическими упражнениями.
Космос портит зрение
По сравнению с изменением роста более серьезной проблемой является ухудшение зрения. Около 60% всех астронавтов жаловались на затуманенное зрение и головные боли.
Впервые проблемы со зрением обнаружили у американского астронавта НАСА Джона Филлипса, который в 2005 году пробыл полгода на МКС. За это время острота зрения у него сократилась с 1,0 до 0,2. Также об изменениях зрения сообщил американец Скотт Келли, который провел на МКС год.
Точная причина ухудшения зрения до сих пор не установлена. Ряд ученых и космических медиков считают, что зрение может падать из-за того, что в условиях невесомости происходит значительный приток крови к голове. Это оказывает давление на глазные яблоки и зрительный нерв.
«Когда усиливается давление на нерв, его функциональность нарушается и меняется работа глаз», – объясняет профессор Техасского медицинского колледжа A&M Дэвид Завейя.
Канадский астронавт и врач Боб Серск полагает, что негативное влияние на зрение может оказывать питание и высокий процент углекислого газа на борту, расширяющий сосуды. Также повышение внутричерепного давления может быть вызвано аппаратом Advanced Resistive Exercise Device (ARED), с помощью которого экипаж поддерживает физическую форму.
Согласно другому исследованию, изменение внутричерепного давления может быть спровоцировано спинномозговой жидкостью (СМЖ), которая в условиях невесомости меняет свои свойства.
По словам главного автора исследования Ноама Альперина из Университета Майами, одна из основных функций СМЖ – стабилизация давления. В связи с нарушением гравитации объем жидкости увеличивается и наносит человеку вред. СМЖ скапливается вокруг глаз и оптических нервов и буквально «сплющивает» их. Если астронавт будет находиться в космосе на протяжении длительного времени, жидкость в мозге будет только накапливаться. В дальнейшем есть риск потерять зрение или заработать дальнозоркость.
Примечательно, но на деформацию зрения жаловались только мужчины. Ученые это связывают с двумя факторами. Во-первых, у женщин лучше растягиваются сосуды. Во-вторых, средний возраст женщин-астронавтов немного меньше по сравнению с мужчинами-астронавтами.
Решение проблемы с деформацией зрения имеет первостепенное значение. «Им [астронавтам] нужно добраться на орбиту, приземлиться, выполнить необходимые работы, а затем вернуться на Землю. Для этого жизненно необходимо сохранять зрение», – добавляет Дэвид Завейя.
Повышение температуры тела
Еще одна серьезная проблема со здоровьем, которая характерна для астронавтов, – это космическая лихорадка. До сих пор проблема остается малоизученной.
Как показывает новое исследование ученых из берлинского Медицинского университета Шарите, в условиях невесомости температура тела повышается и может возрастать по мере усиления физических нагрузок. При этом высокой температура становится не сразу. Повышение происходит на протяжении пары месяцев, когда организм человека приспосабливается к новым условиям жизни.
Для исследования была разработана система, которая снимает температурные показатели с тела человека при помощи датчиков. Информацию о температуре тела астронавтов ученые начали собирать за 90 дней до их полета, а завершили через 30 дней по возвращении. На протяжении этого времени 11 астронавтов носили на лбу датчики.
Согласно данным ученых, после того как астронавты пробыли на орбите два с половиной месяца их температура во время физической активности постоянно была выше 40 ?. При отсутствии нагрузок средняя температура составляла 37 ?.
Исследователи объясняют подобные изменения тем, что в космосе механизмы терморегуляции дают сбой. В связи с этим меняется уровень тепла и объем пота, который выделяет организм человека. Кроме того, пот хуже испаряется с кожи, что мешает охлаждению организма. По словам одного из исследователей проекта Ханнса-Кристиана Гунга, в невесомости человеческому телу трудно освободиться от ненужного тепла. При этом, как и в случае с ростом, терморегуляция восстанавливается после возвращения на Землю.
Вполне вероятно, что список проблем, связанных с длительным пребыванием человека в космосе, еще будет расширяться. Без их решения планы по космической экспансии выглядят не слишком радужно.
Ссылки:
Как пол влияет на адаптацию к пребыванию в космосе — The Impact of Sex and Gender on Adaptation to Space
Как изменяется температура тела космонавтов в длительных миссиях — Increased core body temperature in astronauts during long-duration space missions
Комментарии (40)
organizer4dev
12.01.2018 16:44Я как-то перед сном померял свой рост, а затем утром, сразу после пробуждения. За ночь вырос на 2,5 см. Удивлению моему не было предела. Оказалось это обычный процесс, за целый день на ногах позвоночник сжимается под действием тяжести, ну а за время ночного сна в кровати расслабляется и расширяется. Все логично.
KVL01
12.01.2018 17:46А зрение восстанавливается по возвращении? Полагаю, что да, иначе космонавты были бы одноразовыми, но хотелось бы уточнить.
Darina-Shvartsman Автор
12.01.2018 18:25В Science Daily пишут:
цитатаSpace travel may severely impair the body's ability to regulate blood rushing to the brain, which could contribute to the temporary or permanent vision problems experienced by astronauts ссылкаOllrite888
12.01.2018 18:01Ухудшение зрения у космонавтов в космосе можно затормозить, если организовать искусственную гравитацию! Например, раскручивать космический корабль и за счёт центробежной силы, космонавт будет ощущать гравитацию (притяжение к полу).
dfgwer
12.01.2018 21:32+1Одноразовые космонавты дешевле.
allter
13.01.2018 00:36Дело не в этом, а в том, что невесомость является существенной частью экспериментов, проводимых на орбите. Если её не будет, МКС совсем не нужна будет.
Ollrite888
13.01.2018 11:15Дело не в этом, а в том, что невесомость является существенной частью экспериментов, проводимых на орбите. Если её не будет, МКС совсем не нужна будет.
allter, МКС не приспособлена для долговременного пребывания в космосе, прошло всего лишь примерно 15 лет, а она вся «сыпется» — в смысле космонавты только и делают что чинят оборудование! Да и от радиации она не защищена, хотя постоянно отчитываются о нормальном уровне радиации!
Будет станция с искусственной гравитацией и часть проблем просто исчезнет!!!
voyager-1
13.01.2018 19:24МКС не приспособлена для долговременного пребывания в космосе, прошло всего лишь примерно 15 лет, а она вся «сыпется» — в смысле космонавты только и делают что чинят оборудование!
Станция с искусственной гравитацией что ли меньше будет «сыпаться»? Она будет сыпаться ещё быстрее, потому-что ко всему прочему там ещё трущиеся детали появятся.
Да и от радиации она не защищена, хотя постоянно отчитываются о нормальном уровне радиации!
Каждый космонавт носит свой личный дозиметр, ещё несколько стационарных и переносных расположены в разных местах станции. На станции всё время стоят два 3-местных «Союза» для того чтобы эвакуировать экипаж если что. Угроза солнечных вспышек несколько раз появлялась, но экипаж не эвакуировали ни разу.
Будет станция с искусственной гравитацией и часть проблем просто исчезнет!!!
И как по вашему вращающаяся станция поможет от радиации? А если её ещё и от радиации защищать — это получится циклопическая конструкция на тысячи тонн. Тем более что без невесомости она даже как развлекательный центр на орбите станет бесполезна, а уж для учёных — тем более.Ollrite888
14.01.2018 10:01voyager-1, конечно вращающаяся станция не защитит от радиации, но вы невнимательно читаете, а я писал следующее:«Будет станция с искусственной гравитацией и часть проблем просто исчезнет!!!»
Я имел в виду проблемы связанные с невесомостью! А это: ухудшение самочувствия космонавтов, плохая циркуляция воздуха, из-за чего быстро выходят из строя приборы и устройства, специальная конструкция устройств, которые должны работать в невесомости (а это дорого и ненадёжно), энергетическая насыщенность жилого пространства — что влияет пагубно как на человека, так и на электронику.
Конечно, вы правы, что такую станцию нельзя использовать для научных целей, для которых используется МКС. Для науки нужно использовать необитаемые автоматические модули, где научные результаты будут более «чистые», чем на МКС (уже доказано).
Ollrite888
14.01.2018 12:42voyager-1пишет: Каждый космонавт носит свой личный дозиметр, ещё несколько стационарных и переносных расположены в разных местах станции.
Согласен, что ведётся радиационный контроль на МКС (так и должно быть в опасных местах — это норма!), но я писал что МКС:… от радиации она не защищена, поскольку обшивка её накапливает радиацию. Уже сейчас уровень вторичной радиации приближается к опасному уровню и как известно специалисты рекомендовали сократить продолжительность полётов до полугода, хотя раньше летали больше года (например Поляков).voyager-1
14.01.2018 23:38Поляков летал на станцию Мир, у неё защита была ещё меньше чем у МКС. Про накопление вторичной радиации тоже далеко от истины — NASA только недавно отправляла экипаж в годичную экспедицию, и собираются ещё несколько таких отправить.
Для электроники на низкой земной орбите — радиация вообще безразлична, если вы только туда бытовую электронику не притащите. У неё предел накопленной дозы такой, что она там может 100 лет необходимую дозу накапливать.
Конечно, вы правы, что такую станцию нельзя использовать для научных целей, для которых используется МКС. Для науки нужно использовать необитаемые автоматические модули, где научные результаты будут более «чистые», чем на МКС (уже доказано).
Без науки не было бы самой МКС. Так что пока Маск, Безос или ещё кто-нибудь не снизит стоимость вывода грузов на орбиту примерно на 2 порядка (ну или если вдруг человечество не станет выделять на науку и космос не <1% мирового ВВП, а скажем 10% — но это ещё менее вероятно) никто не станет создавать в космосе особые условия для обитания людей: или космонавты будут довольствоваться тем что есть, или у нас вообще пилотируемой космонавтики не будет.
aram_pakhchanian
14.01.2018 23:49МКС может и не нужна искусственная гравитация, но для межпланетных перелетов она может оказаться полезной.
voyager-1
15.01.2018 00:35Для этого Роберт Зубрин в своём проекте Mars Direct предлагал связать корабль и последнюю ступень 800-метровым тросом — лишний вес при этом укладывается в тонну, а частота вращения ограничивается оборотом в минуту и не нагружает сильно направленные антенны и солнечные батареи (не считая того что для этого не надо городить специальный корабль и создавать новые технологии).
На данный момент вращающиеся станции — это чрезвычайно дорогие и неоправданные ничем технологии, которые в данный момент не собираются создавать ни одно из известных мне космических агентств.Ollrite888
15.01.2018 18:43voyager-1: Про накопление вторичной радиации тоже далеко от истины — NASA только недавно отправляла экипаж в годичную экспедицию, и собираются ещё несколько таких отправить. — это не показатель радиационной обстановки на МКС!
NASA делает эксперименты! А я говорю, про подготовку к долговременным экспедициям в космос, которые уже запланированы! И чтобы эти экспедиции были успешными. необходима полная симуляция такого полёта, а на МКС такого не сделаешь только из-за того. что она находится под защитой Земли!
Актуальность МКС падает с каждым днём её эксплуатации и американцы это хорошо понимают в отличии от наших чиновников! Недаром после 2024г NASA передаёт МКС частникам и переключаются на окололунную станцию. Браво, американским специалистам!!!
alexhott
12.01.2018 20:30насчет повышения температуры при физической активности
там ведь конвекции нет, тепло не отводится от тела
dbubb
15.01.2018 11:01Там принудительная вентиляция есть. Иначе бы они нормально дышать не смогли (углекислый газ накапливался бы вокруг головы). У космонавтов даже правило есть: все потерявшиеся мелкие предметы искать на решетке вентиляции.
ARD8S
12.01.2018 22:41Вот если бы он в другом месте вырос на 9 см. (или хотя бы на 2 за три недели), тогда глядишь и потянулись бы в космос люди.
Zmiy666
14.01.2018 01:53По хорошему туда надо добавить модуль центрифуги, в котором будет привычная, земная сила тяжести и в котором будут места для сна и тренажеры (если космонавты там будут находится половину времени, то невесомость им больше страшна не будет) Не думаю, что это вот прям пцц как сложно сделать, просто на космонавтах экономят и болезни предпочитают лечить а не предотвращать их возникновение. А так простая как валенок конструкция из двух модулей присоединенных коридорами к модулю, обеспечивающему вращение и нормально, разве что сложно будет сделать герметичный вращающийся шлюз, связывающий модуль с остальной станцией…
vassabi
14.01.2018 02:15+1а вы сделайте большой неподвижный и герметичный цилиндр, а в нем — вращающийся негерметичный обод, на котором и будут жить люди. (а в обратную сторону — обод-противовес, и снаружи цилиндра — двигатели для его периодической разгрузки)
Vingilot
15.01.2018 11:01И окажется, что поворачивать такую конструкцию окажется очень трудно. И от значительной части экспериментов придется отказаться, поскольку по корпусу постоянно будет переходить вибрация. Перемещение людей на борту или краткие импульсы системы ориентации могут повлиять на рост кристаллов, что уж говорить про работу здоровенной центрифуги.
alexhott
15.01.2018 11:10Недавно про жизнь на марсе писали. Центрифугу надо делать довольного большого диаметра, иначе тоже неприятные вещи вылазят.
Ollrite888
14.01.2018 12:51vassabi прав: сочетание вращающейся части и не вращающейся части космической станции технически до сих пор не решена, поэтому специалистами рассматривалась только цельная вращающаяся конструкция!
Ollrite888
14.01.2018 17:10Если делать вращающийся негерметичный обод, то это нереализуемо, поскольку кинетическая энергия обода должна быть намного больше возмущений при движении внутри обода!
Короче говоря, обод пойдёт вразнос, если любое движение не будет тут же компенсировано перемещающейся массой в обратную сторону. Пока, таких устройств не придумано — это фантастика!
tezqa
14.01.2018 19:34Такую фантастику придумал: поставить каждому космонавту шунт на артерию в мозг, чтоб давление регулировать, такие операции делают больным людям. А против невесомости использовать пружинящий экзоскелет оказывающий постоянное давление и сопротивление. А против радиации современные сверхпроводящие магниты по обшивке(в космосе же холод)- поле будет отражать заряженные частицы и притягивать стальные элементы экзоскелета, имитируя «гравитацию»
Ollrite888
15.01.2018 19:05То есть, вы предлагаете в космос отправить каких-то киборгов. А когда они прилетят на Землю или другую планету, опять снимать шунты из мозга?
dfgwer
14.01.2018 20:22Простейший способ создать гравитацию, связать тросом две массы и раскрутить. Для стыковки и снабжения, надо размотать трос до 3-5км, тогда угловая скорость станет маленькой и можно быстренько состыковаться. Потом обратно смотать трос до комфортного веса.
alexhott
15.01.2018 11:13Читал про подобный эксперимент с выводом груза на тросе — система получается очень нестабильной. И несмотря на все попытки ее уравновесить трос порвало или пришлось обрезать.
dfgwer
15.01.2018 11:40Вот тут, статья от @Lozga по тросам в космосе. Как-то многовато неудач с тросами в космосе, но непреодолимых проблем не видно. То замок не раскрылся, то трос работал как пружина и колебания возникли(специальный компенсатор уберет), то наведенное напряжение на проводящий трос привел к коротышу с обрывом или просто потеря связи.
JabbaTheHutt
15.01.2018 11:01Кожаным бурдюкам с мясом и костями не место в космосе. Хочешь полететь — выгружай сознание на твердый носитель.
alexhott
15.01.2018 11:14Еще из области фантастики можно через фотонный канал связи управлять роботами андроидами на корабле
JabbaTheHutt
15.01.2018 12:31Из области реальной технологии — нужно пилить слабый ИИ, который бы дополнял оператора, удаленно управляющего аватаром-роботом. Пилить в плане предсказания простых действий и компенсации ошибок, вызванных световой задержкой сначала в несколько секунд, потом — несколько минут. Базы на Луне и Марсе все равно придется строить руками роботов, и лучше, чтобы оператор управлял ими с Земли, а не с орбиты. Так комфортнее, безопаснее и дешевле.
Ollrite888
15.01.2018 19:13Тогда зачем мы космонавтику развиваем?
По вашему бы «пуляли и пуляли » одноразовые спутники и горя нет. Однако есть задачи, которые недоступны для роботов!
Ollrite888
15.01.2018 18:57voyager-1 пишет: Для этого Роберт Зубрин в своём проекте Mars Direct предлагал связать корабль и последнюю ступень 800-метровым тросом…
А если трос оборвётся, что будет?
Недаром специалисты NASA обсуждая концепцию Зубрина заявили: «Нам необходима безопасность миссии, чтобы все астронавты вернулись на Землю живыми».
Про деятельность космических агентств я сужу не только по бюрократическим отчётам, но как специалист, я на 100% знаю, что проводили научный поиск по проектированию космических станций с искусственной силой тяжести за счёт вращения.vassabi
15.01.2018 20:27А если трос оборвётся, что будет?
А если в корпусе дырка появится, что будет?
А если баки с топливом взорвутся, что будет?
и т.д.
PS: или вы думаете, там будет простой трос?Ollrite888
15.01.2018 21:11PS: или вы думаете, там будет простой трос?
Нет. я не думаю. что там будет трос, который на грузоподъемных механизмах.
Это вопрос безопасности, а именно: в космических технологиях и конструкциях есть требование — дублирование важных систем. от которых зависит безопасность полёта (надёжность функционирования).
Также из-за длины троса, резко повысится вероятность прямого попадания метеорита/космического мусора, а это уже риск достаточный!
Если метеорит попадёт в обшивку модуля, то существует противометеоритная защита и ряд аварийных мер, которые нивелируют опасность, поэтому риск намного меньше.
OKyJIucT
К этому можно добавить следующее: