«ЭкзоМарс-2016» стартует на ракете «Протон-М» на Байконуре, Казахстан, 14 марта 2016 года. (Stephane Corvaja/ESA via Getty Images) | Epoch Times Россия
«ЭкзоМарс-2016» стартует на ракете «Протон-М» на Байконуре, Казахстан, 14 марта 2016 года. (Stephane Corvaja/ESA via Getty Images)

Скоро на Марс! Поиски идеальной модели длительного пребывания человека в невесомости

В качестве базовой была использована проверенная клиническая математическая модель
Автор: 21.09.2022 Обновлено: 21.09.2022 11:05
Специалисты по космической медицине из Австралийского национального университета (ANU) разработали математическую модель для оценки влияния на организм человека космических полётов на Марс.

Ведущий автор работы Лекс ван Лун, научный сотрудник Медицинской школы ANU, сообщил в пресс-релизе, что с появлением космических путешествий полёты на Марс вызывают много опасений в плане здоровья из-за длительного пребывания в условиях микрогравитации, часто называемой «нулевой» гравитацией.

Ван Лун сказал, что длительное пребывание в невесомости в сочетании с воздействием вредного солнечного излучения может вызвать «фундаментальные» изменения в организме человека. В качестве примера можно привести изменения в структуре кровеносных сосудов человеческого тела и сокращение сердечных мышц, которые происходят, когда человек живёт в невесомости длительное время, например, во время шести-семимесячного путешествия на Марс.

Чтобы изучить эти изменения, исследователи ANU смоделировали влияние длительного пребывания в условиях невесомости на сердечно-сосудистую систему — сердце, кровь и кровеносные сосуды. Эта информация позволила им создать модель, которая может послужить важным инструментом в решении вопроса о высадке людей на поверхность Марса и использована для оценки влияния как коротких, так и длительных космических путешествий на организм человека.

Нулевая гравитация негативно влияет на организм человека

Соавтор исследования Эмма Такер, врач, астрофизик и научный сотрудник ANU, говорит, что в условиях невесомости сердце становится ленивым, потому что ему не приходится работать так интенсивно, чтобы перекачивать кровь по организму. В условиях почти полного отсутствия гравитации сердцу не нужно преодолевать силу тяжести, чтобы перекачивать кровь вверх.

«Когда вы находитесь на Земле, гравитация притягивает жидкость к нижней половине нашего тела, поэтому некоторые замечают, что к концу дня их ноги начинают отекать», — говорит Такер.

«Но когда вы выходите в космос, гравитационное притяжение исчезает, что означает, что жидкость перемещается в верхнюю половину тела, и это вызывает реакцию, которая обманывает организм, заставляя его думать, что жидкости слишком много».

«В результате вы начинаете часто ходить в туалет, избавляетесь от лишней жидкости, не чувствуете жажды и мало пьёте, что означает обезвоживание в космосе».

По её словам, именно из-за эффекта невесомости в новостях показывают обмороки астронавтов, когда они возвращаются к вертикальному движению на Земле.

«Это довольно распространённое явление в результате космических путешествий, и чем дольше вы находитесь в космосе, тем больше вероятность того, что вы упадёте в обморок, когда вернётесь к гравитации».

«Цель нашей модели — предсказать с большой точностью, сможет ли астронавт безопасно прибыть на Марс без обморока. Мы считаем, что это возможно».

Обморок — критическая проблема при исследовании космоса

Астронавты должны быть в состоянии выполнять свои обязанности без срочной помощи экипажей поддержки, поскольку существует задержка в передаче сообщений между Марсом и Землёй.

По данным НАСА, радиосигналу с Марса обычно требуется от 5 до 20 минут, чтобы достичь Земли, в зависимости от положения планет. Ван Лун сказал, что продолжительность задержки зависит от положения планеты относительно Солнца.

Планеты обращаются вокруг Солнца с разной скоростью, Земля проходит по орбите примерно за 365 дней, а Марсу требуется около 687 дней, планеты сближаются и отдаляются друг от друга по мере своего движения.

«Если астронавт упадёт в обморок при выходе из космического корабля или если возникнет экстренная медицинская ситуация, на Марсе ему никто не поможет», — отметил Ван Лун.

«Вот почему мы должны быть абсолютно уверены, что астронавт пригоден к полёту и сможет адаптироваться к гравитационному полю Марса. Они должны быть в состоянии работать эффективно и результативно с минимальной поддержкой в эти критические первые несколько минут».

В своём электронном письме в редакцию The Epoch Times Ван Лун сказал, что сам по себе обморок не так уж проблематичен.

Однако поскольку обморок приводит к падению, это увеличивает риск возникновения непредсказуемых проблем со здоровьем, а при отсутствии медицинской поддержки важно предсказать степень, до которой астронавт может потерять сознание.

Создание модели

«В качестве базовой модели была использована проверенная клиническая математическая модель», — сказал Ван Лун.

«Эта базовая модель широко используется в (земной) медицине врачами для моделирования, прогнозирования и обучения сложным физиологическим процессам».

Для оценки параметров модели использовались данные НАСА об астронавтах, отправлявшихся в космос и прилетавших из него.

«Модель точно соответствует требованиям, которые мы предъявляли во время разработки. А именно: физиология сердечно-сосудистой системы, выполнение теста стоя, различные уровни гравитации и космические путешествия».

«Очевидно, что это не охватывает весь спектр проблем, связанных со здоровьем, которые возникают при космических путешествиях (радиация и другие системы органов)».

В 2019 году исследователи из Юго-западного медицинского центра Техасского университета обнаружили, что ежедневные физические упражнения могут помочь предотвратить потерю сердечной мышцы у астронавтов в космосе.

«Многочисленные исследования показывают, что эти протоколы упражнений являются важными контрмерами для поддержания сердечно-сосудистой системы в форме», — сказал Ван Лун.

«Женщины, как оказалось, более точно придерживаются таких протоколов, и поэтому у них меньше проблем с возвращением на Землю. Для моделирования Марса мы предположили, что человек должен придерживаться строгого протокола выполнения физических упражнений».

Расширение возможностей модели

Хотя данные, использованные для определения параметров модели, были собраны у астронавтов среднего возраста и с хорошей физической подготовкой, исследователи намерены расширить возможности модели, чтобы дать более полное представление о том, как космическое путешествие повлияет на обычного человека.

Для этого они планируют смоделировать воздействие длительного космического путешествия на людей с заболеваниями сердца.

Ван Лун сказал, что благодаря развитию коммерческих космических полётов Space X и Blue Origin, у людей, которые не всегда здоровы, появляется всё больше возможностей испытать космические путешествия, включая будущие коммерческие полёты на Марс.

Лили Келли, австралийский репортёр The Epoch Times.

Комментарии
Дорогие читатели,

мы приветствуем любые комментарии, кроме нецензурных.
Раздел модерируется вручную, неподобающие сообщения не будут опубликованы.

С наилучшими пожеланиями, редакция The Epoch Times

Упражения Фалунь Дафа
ВЫБОР РЕДАКТОРА