Kolikšna je teža breztežnosti

Enoletno bivanje na mednarodni vesoljski postaji naj bi pokazalo, kako daljše bivanje v vesolju spremeni človekovo telo.

Objavljeno
02. april 2015 16.10
Silvestra Rogelj Petrič, Znanost
Silvestra Rogelj Petrič, Znanost
Mednarodna vesoljska postaja (ISS) je konec tedna dobila dva nova prebivalca: ruskega kozmonavta Mihaila Kornijenka in ameriškega astronavta Scotta Kellyja. Na ISS bosta prva neprekinjeno preživela leto dni. Oba že nekoliko v letih, a vajena vesolja, bosta deležna posebne pozornosti: raziskave dogajanja v njunih telesih naj bi pokazale, kako na človeško telo vpliva daljše bivanje v vesolju.

Raziskave procesov v njunih telesih med rekordno dolgim bivanjem na mednarodni vesoljski postaji približno 360 kilometrov nad Zemljo in zlasti analize sprememb po njuni vrnitvi naj bi pokazale, kaj bi se z ljudmi utegnilo dogajati med dolgotrajnejšimi vesoljskimi odpravami, na primer med poletom do Marsa in nazaj, ki naj bi v vsako smer trajal najmanj pol leta.

Za zdaj znanstveniki precej natančno vedo, kako na človekovo telo vpliva šestmesečno bivanje v vesolju. Skupek znanih dejstev ne kaže dobre slike: teža polletnega bivanja v breztežnosti je za človekovo telo silno velika. Bo pri daljšem bivanju še večja? Na odgovor bomo morali počakati do prihodnje pomladi, ko bosta Kornijenko in Kelly znova pristala na Zemlji. Že zdaj pa lahko pogledamo, kaj je znanega o vplivu večmesečnega bivanja v vesolju na človeški organizem.

Višji, bolj majavih nog in trhlih kosti

Spletni portal Business Insider je do zdaj znane vplive bivanja v vesolju na človeški organizem na podlagi podatkov Nase strnil v dvanajst točk in vse kažejo, da je teža breztežnosti lahko za naš organizem precejšnja. Kaj bi se nam torej lahko zgodilo, če bi se podali na nekajmesečno potovanje v vesolje?

Predvsem bi najprej nekoliko zrasli. Raziskave na astronavtih so pokazale, da se je njihova telesna višina med bivanjem v vesolju povečala za do tri odstotke. Torej, če merite 170 centimetrov, bi se s potovanja v vesolje lahko vrnili za pet centimetrov višji. To sicer ne pomeni, da bi nam za toliko zrasle kosti, ampak se v razmerah breztežnosti oziroma mikrogravitacije mehke hrbtenične ploščice med vretenci sprostijo pritiska in se razširijo. Tako pridobljeno dodatno višino bi izgubili šele nekaj mesecev po vrnitvi na Zemljo.

Naslednji učinek, ki se ga gotovo ne bi razveselili, bi se pokazal na mišicah: te bi takoj začele neizogibno plahneti. Ker v razmerah breztežnosti mišic skoraj ne potrebujemo, se namreč telo hoče znebiti zanj odvečnega tkiva. V delovnik prebivalcev mednarodne vesoljske postaje je zato vključeno obvezno dveinpolurno telesno razgibavanje na posebnih napravah, saj dviganje uteži, ki so v breztežnosti skoraj brez teže, ne bi imelo učinka. Z vsakodnevnimi vajami na teh napravah naj bi astronavti preprečili pretirano izgubo mišic oziroma ohranili vsaj toliko mišične mase, kot je potrebujejo za dostojno vrnitev na Zemljo – to je, da se med svoje bližnje ne bodo pripeljali na invalidskem vozičku, pač pa bodo sposobni hoditi.

Teža breztežnosti se kaže tudi v zunanjem videzu: v zabuhlosti obraza. V breztežnosti se zlahka zavemo, kaj pomeni dejstvo, da naše telo sestavlja pretežno voda. Težnost na Zemlji vleče tekočine proti tlom, zato se nam je nekaj lahko nabere v nogah. V razmerah mikrogravitacije pa se tekočine v našem telesu enakomerneje razporedijo po vsem organizmu. Zato so astronavti bolj zabuhli v obraz, kot so bili na Zemlji, obenem pa so njihove noge videti bistveno bolj koščene.

Čeprav se jim po vrnitvi iz vesolja noge v nekaj tednih spet okrepijo, to ne pomeni, da je enako tudi s kostmi. Vsak mesec bivanja v vesolju astronavti izgubijo v povprečju odstotek kostne mase, če ne vadijo dovolj redno. Tako se lahko zgodi, da si po vrnitvi na Zemljo kaj hitro zlomijo kost; dogaja se jim torej podobno kot ljudem z osteoporozo. Ukrepa proti razredčenju kostne mase sta redna vadba in ustrezna prehrana.

Prebudijo se lahko latentni virusi

Med neželenimi učinki – pravzaprav so vsi učinki dolgega bivanja v vesolju na človeško telo neugodni – so težave z očmi. V raziskavi, ki so jo znanstveniki Nase opravili leta 2013 na 27 astronavtih, ki so na krovu ISS v povprečju preživeli 108 dni, so pri številnih po vrnitvi na Zemljo odkrili težave z vidom. Preiskave z magnetno resonanco so pokazale, da je devetim oteklo tkivo okoli vidnega živca, šestim pa so se očesna zrkla v ozadju očesa sploščila. Vsa ta znamenja vzbujajo skrb, toda noben od pregledanih astronavtov ni omenil, da bi imel kake težave z vidom. Kljub temu pa Nasa vpliv bivanja v vesolju na oči raziskuje še z dopolnilnimi študijami.

Med nevarnejšimi vplivi je tudi učinek na imunski sistem. V veliki raziskavi, opravljeni lani, so ugotovili, da bivanje v vesolju ta obrambni mehanizem telesa lahko občutno zatre. Brian Crucian, strokovnjak Nase za biologijo in imunologijo, ki je vodil raziskavo, opozarja: »Na podlagi ugotovljenega lahko predvidevamo, da se na daljših poletih v vesolje utegne povečati tveganje okužb, lahko se pojavi bolj izrazita preobčutljivost, mogoči so celo primeri avtoimunskega odziva.«

Preprosteje povedano, astronavti, ki bodo preživeli leto dni v vesolju, utegnejo hitreje zboleti, kot bi sicer. Raziskava opozarja tudi na možnost, da se zaradi zmanjšane odpornosti pri njih obudi kak star, latentni virus, na primer virus noric, čeprav do zdaj takih simptomov pri astronavtih še niso odkrili. Toda laboratorijske analize celic imunskega sistema astronavtov med bivanjem v vesolju so pokazale, da so te celice, namesto da bi bile utišane, bile celo bolj agresivne kot ponavadi. Morda to pojasnjuje, zakaj nekateri astronavti med bivanjem v vesolju dobijo znake, značilne za alergijo.

Kje je zgoraj in kje spodaj

Nemalo težav, če bi se odpravili v vesolje, bi imeli med spanjem. Astronavti se morajo za spanje pripeti v spalno vrečo. Ko zaspijo, jim v razmerah mikrogravitacije glava zdrkne naprej, roke pa se jim dvignejo in lebdijo v višini. Precej nenavaden položaj za spanec torej, ki se ga je, kakor poročajo astronavti, težko navaditi. Toda to ni edino, kar moti spanec v vesolju. Še bolj moteči so nenadni bleščeči bliski kozmičnih žarkov, ki povsem razsvetlijo vesoljsko postajo, ko švignejo mimo. Astronavti si zato med spanjem nadenejo masko za oči, kljub temu pa so meritve pokazale, da namesto priporočenih osem ur in pol zares spijo le okoli šest ur na noč.

Ne le med spanjem, tudi sicer bi v razmerah mikrogravitacije izgubili občutek za to, kje je zgoraj in kje spodaj. Astronavti, ki so na vesoljski postaji preživeli pol leta, so izgubili občutek za koordinacijo v prostoru, saj njihovo čutilo za ravnotežje v breztežnostnem prostoru ni moglo določiti, kje je strop in kje so tla. Po vrnitvi na Zemljo se jim je telo znova umerilo, a kar nekaj časa so bili še majavih nog.

Pa to še ni konec sprememb v občutenju. Med bivanjem na vesoljski postaji ali med dolgim poletom bi se vam prav tako spremenilo občutenje okusov. Zaradi spremembe tlaka v vesolju, ki učinkuje na telesne tekočine in zaradi katere so astronavti v vesolju zabuhli v obraz, jim tudi nabreknejo sluznice. Zdi se, kot da bi bili prehlajeni ali imeli seneni nahod. Zaradi zamašenega nosu slabše zaznavajo vonje, kar vpliva še na občutek za okus. Zato ni presenetljivo, da se pritožujejo, kako je hrana v razmerah mikrogravitacije brez pravega okusa.

Psihična trdnost najtrši oreh

Astronavti se posebej urijo in morajo opraviti zahtevne psihološke teste in treninge, še preden se sploh začnejo pripravljati na polet in bivanje v vesolju. Kljub temeljitim pripravam pa niso imuni pred občutki izolacije in omejenosti na majhni prostor postaje. Če prištejemo še pomanjkanje spanja, odsotnost udobja težnosti in omejene zaznave, si morda lahko predstavljamo, kako velika je psihološka cena dolgega bivanja v vesolju. Številni astronavti namreč pravijo, da je bilo prav psihično počutje med bivanjem v vesolju zanje največja težava.

Vsi našteti občutki in preglavice pa se še stopnjujejo ob slabi, nepopolni prehrani. Astronavte muči pomanjkanje vitamina D, saj niso izpostavljeni sončni svetlobi, ki sproži nastajanje tega vitamina. Tudi sicer je oksidativni stres za človeka v vesolju veliko bolj izrazit, zato astronavti potrebujejo obilo antioksidantov. Poleg tega sam vesoljski polet vpliva na spremembo presnove železa. Tako imajo astronavti v krvi povečane vrednosti železa, saj se masa rdečih krvnih celic med bivanjem v vesolju zmanjša. Da bi preprečili težave, si morajo za vsak teden pisati, kaj so jedli, in skrbeti, da zaužijejo dovolj raznih hranilnih snovi. Raven železa v krvi se jim običajno normalizira šele nekaj mesecev po vrnitvi na Zemljo.

Veliko nevarnost za zdravje pomenijo kozmični žarki oziroma visoki odmerki sevanja. Na Zemlji nas atmosfera varuje kar pred 99 odstotki tega sevanja. Žal take zaščite astronavti v vesolju nimajo. Po oceni Ese se pri njih tveganje za nevarnosti sevanja med bivanjem v vesolju poveča skoraj za tretjino. Med bivanjem na mednarodni vesoljski postaji so zato opremljeni z dozimetri, ki merijo, koliko sevanja so prejeli. Prav zaradi povečanega sevanja je njihova kariera razmeroma kratka oziroma med njimi ni mladih ljudi.

Kako bo z vplivom sevanja in drugimi učinki na telo med bivanjem, ki bo trajalo dlje kot pol leta, znanstveniki še ne vedo. Nekateri učinki utegnejo biti enaki, nekateri se utegnejo poslabšati, pojaviti pa se utegnejo tudi novi. Enoletno bivanje dveh novih prišlekov na mednarodni vesoljski postajo bo zato ključnega pomena za razumevanje tveganj, povezanih z načrtovanimi dolgotrajnimi poleti človeka na Mars.