به گزارش اطلاعات آنلاین، اکنون بیش از یک قرن است که مشکلات مرتبط با ترک سیاره زمین مورد مطالعه قرار گرفته اند و میلیون ها ساعت مطالعه و پژوهش در این باره انجام شده است. در سال های اخیر روی این مطلب که انسان چگونه می تواند برای مدت زمان طولانی تری در فضا به زندگی خود ادامه دهد و در آنجا کار کند پژوهش های بیشتری انجام شده است. این پژوهش ها نیازمند دخالت علوم فیزیک و زیست شناسی است و در حال حاضر در کنار بحث سرمایه گذاری به بزرگ ترین چالش کاوش های فضایی بشر تبدیل شده است. گام اساسی در مواجهه با این چالش پی بردن به اثرات پرواز فضایی دراز مدت بر بدن انسان است.
پیامدهای بی وزنی طولانی مدت در فضا
انسان ها از لحاظ فیزیولوژیکی به خوبی برای زندگی در زمین سازگاری دارند اما سفرهایی که به فضا انجام می دهند اثرات منفی زیادی بر بدنشان می گذارند. زیان آورترین پیامد بی وزنی طولانی مدت در فضا، ضعف و کاهیدگی عضلانی و زوال اسکلت (spaceflight osteopenia) است. از دیگر اثرات آسیب رسان به سلامت فضانوردان می توان به کند شدن عملکرد دستگاه قلبی عروقی، کاهش تولید سلول های قرمز خون، اختلال در تعادل و ضعیف شدن سیستم ایمنی بدن اشاره کرد. علائم خفیف تر شامل بازتوزیع مایعات بدن، کاهش وزن، گرفتگی بینی، اختلال در خواب و زیاد شدن نفخ شکم اشاره کرد. بیشتر این اثرات به سرعت پس از بازگشت به زمین از بین می روند.
کمبود اکسیژن و فشار هوا
اثرات وارده بر سلامتی فضانوردان به دو گروه اثرات جسمانی و اثرات روانی تقسیم بندی می شوند. محیط فضا بدون برخورداری از لباس و تجهیزات محافظت کننده برای انسان مرگبار است. بزرگ ترین تهدید در خلأ فضا نبود اکسیژن و فشار هوا است؛ اگرچه دما و تشعشات نیز خطراتی به همراه دارند. انسان ها و دیگر جانوران اگر در معرض خلأ قرار گیرند در عرض چند ثانیه بیهوش می شوند و در مدت چند دقیقه در اثر کمبود اکسیژن در بافت های بدن جان خود را از دست می دهند.
خون و دیگر سیالات بدن زمانی که فشار به زیر ۳/۶ کیلوبار، معادل ۴۷ تور (۱ اتمسفر ۷۶۰ تور است) کاهش یابد به جوش می آیند؛ یعنی فشار بخار آب در دمای بدن. به این وضعیت «ابولیسم» (ebullism) یا «برون جوش» می گویند که شامل شکل گیری حباب های گاز در مایعات بدن به علت افت فشار است. بخار ناشی از آن علاوه بر این که گردش خون را آهسته می کند می تواند بدن را متورم کرده و به دو برابر اندازه عادی آن برساند، اما بافت ها به قدر کافی کشسان و منفذدار هستند که پاره نشوند. فشار موجود در رگ های خونی ابولیسم را کند می کند، در نتیجه مقداری خون در حالت مایع باقی می ماند. به تن داشتن لباس فضانوردی تورم بدن و ابولیسم را کاهش می دهد. قرارگیری کوتاه مدت در خلأ اگر از ۳۰ ثانیه بیشتر نشود آسیب جسمانی دائمی به دنبال ندارد. آزمایش هایی که روی جانوران انجام شده نشان داده اند که بازیابی کامل وضعیت عادی بدن در صورتی که قرارگیری در خلأ بیش از ۹۰ ثانیه نباشد طبیعی است.
تغییرات فیزیولوژیکی بدن انسان در فضا
در خلأ هیچ ابزاری برای خارج کردن گرما از بدن چه از طریق رسانایی و چه از طریق انتقالی وجود ندارد. خارج شدن گرما از طریق تشعشات از ۳۱۰ کلوین که دمای بدن یک انسان است به ۳ کلوین که دمای فضا است صورت می گیرد. این روند کند است، به خصوص برای شخصی که لباس فضانوردی به تن دارد، بنابراین خطر یخ زدگی فوری فرد را تهدید نمی کند. سرد شدن با تبخیر سریع رطوبت پوست در خلأ منجر به تشکیل شبنم منجمد، به ویژه در دهان می شود که البته خطری جدی نیست.
موضوع نگران کننده ای که از دیدگاه علمی مورد توجه قرار گرفته این است که مسافرت های فضایی طولانی مدت توانایی بدن برای محافظت خود در مقابل بیماری ها را کم می کند. تابش های موجود در فضا می توانند به بافت های زنده نفوذ کنند و آسیب کوتاه مدت و دراز مدت به سلول های بنیادی مغز استخوان برسانند؛ یعنی همان سلول هایی که خون و سیستم ایمنی بدن را تشکیل می دهند. همچنین ارتباطی بین تابش ها و بروز آب مروارید در فضانوردان وجود دارد. فضانورد شوروی سابق، «ولنتین لبدف» که ۲۲۱ روز را در سال ۱۹۸۲ در مدار زمین سپری کرد و رکورد طولانی ترین زمان در مدار زمین را از آن خود کرد، حس بینایی خود را در اثر پیشروی آب مروارید از دست داد.
با ظهور ایستگاه های فضایی که اقامت در فضا را برای مدتی طولانی امکان پذیر کرده اند، قرارگیری در وضعیت بی وزنی هم اثرات زیان آور خود را بیشتر نمایان کرده است. رانش یا میکروگرانش نیز وضعیتی مشابه بی وزنی و گرانش صفر است، اما تفاوت آن در این است که نیروی گرانش کاملاً به صفر نمی رسد و مقدار اندکی گرانش وجود دارد.
سیستم های فیزیولوژیکی بدن انسان در پاسخ به بی وزنی تغییر می کنند. اگرچه این تغییرات معمولاً موقتی هستند اما برخی از آنها در طولانی مدت بر سلامتی فضانوردان تأثیر می گذارند.
برای مثال پژوهشگران پس از انجام مطالعات به این نتیجه رسیده اند که سلول های قلب هنگام پرواز فضایی تغییر می کنند، اما پس از بازگشت به زمین به حالت عادی خود باز می گردند. ضربان قلب و فشار خون نیز در پرواز به فضا افت می کنند و میزان خون پمپ شده از قلب را بالا می برند. دانشمندان دانشگاه استنفورد مطالعات در این باره انجام دادند و نخستین گروهی از دانشمندان هستند که با استفاده از سلول های بنیادی پرتوان انسان قصد دارند اثرات پرواز در فضا بر عملکرد قلب انسان را بررسی کنند.
شایع ترین مشکلی که انسان ها در نخستین ساعت های بی وزنی تجربه می کنند «سندرم تطبیق با فضا» (SAS) است که به زبان ساده تر به آن «بیماری حرکت» می گویند. علائم این بیماری شامل حالت تهوع، استفراغ، سرگیجه، سردرد، رخوت و بی حالی و احساس ناراحتی در سراسر بدن است.
تأثیر منفی دیگری که از بی وزنی ناشی می شود کاهش جرم ماهیچه ها و استخوان ها است. بدون نیروی گرانش، ماهیچه های اسکلتی دیگر نیازی به حفظ حالت بدن ندارند و گروه ماهیچه هایی که در محیط بی وزن وظایف حرکتی بر عهده دارند متفاوت از ماهیچه هایی هستند که در حرکت روی زمین فعال می شوند. برای مثال در محیط بی وزن، فضانوردان تقریباً هیچ وزن یا فشاری روی ماهیچه های پشت یا پاها که برای ایستادن هستند وارد نمی کنند. با پیشرفت در پژوهش هایی که روی انجام نرمش، مکمل های هورمونی و داروها انجام می شوند می توان جلوی کاهش جرم بدن و ماهیچه ها را گرفت.
فضاپزشکی، راه حلی برای مشکلات فضانوردان
دانشی که کمک بزرگی به ارتقای وضعیت جسمانی فضانوردان و بررسی مشکلات فیزیکی آنها می کند «فضاپزشکی» است. فضاپزشکی یکی از شاخه های رو به گسترش پزشکی است که به مطالعه سلامتی فضانوردانی می پردازد که در خارج از اتمسفر زمین زندگی می کنند. هدف اصلی این تخصص این است که پزشکان دریابند افراد با چه کیفیت و تا چه مدت می توانند شرایط دشوار در فضا را تحمل کنند و با چه سرعتی می توانند پس از بازگشت به زمین دوباره خود را با شرایط زمین سازگار کنند. یکی دیگر از اهداف فضاپزشکی ایجاد اقدامات پیشگیری کننده و تسکین دهنده برای کم کردن رنج و ناراحتی هایی است که در طول زندگی در محیطی مغایر با ویژگی های فیزیولوژیکی انسان بروز می کنند.