Ar pamenate tą įdomų jausmą, kurį patiriame sėdėdami automobilyje, dideliu greičiu lekiančiame per kelyje pasitaikiusį kalnelį? Parašiutininkams ir šuolių su guma mėgėjams šis jausmas dar geriau pažįstamas. Tai - laisvas kritimas, arba kitaip tariant - nesvarumo būsena.
Po intensyvaus pasirengimo, keletui laimingųjų astronautų tenka galimybė į Žemę pažvelgti pro erdvėlaivio iliuminatorių. Taip jie keliauja į aukštai virš mūsų planetos skriejančią Tarptautinę kosminę stotį, kurioje vėliau susiduria su įdomia, visą jų orientaciją erdvėje keičiančia patirtimi - nesvarumu.
Nesvarumo poveikis žmogaus organizmui
Stotyje nebėra tokių sąvokų, kaip „viršus“ ir „apačia“, o jos gyventojai tampa besvoriais. Jie gali levituoti ir tiesiai, ir aukštyn kojomis, atsispirti nuo sienų ir daryti kulversčius ore. Atsistojus ant rankų arba keletą minučių greitai pasisukus ratu, galva jiems neapsisuka. Nors gali pasirodyti, kad nieko nėra šauniau už tokią patirtį, adaptacija prie jos užtrunka ne vieną savaitę.
Pirmosiomis dienomis kosmose astronautai išgyvena savotišką jūros ligą ir pratinasi prie nestabilumo jausmo. Keistus potyrius sukelia pilve sklendžiantys vidiniai organai, o ir skaudžiai susidaužti galvą į kokį nors prietaisą labai lengva tinkamai neapskaičiavus judėjimo greičio. Astronautams tenka susitaikyti, kad ir miegas nebebus toks, koks anksčiau.
Minkšta, atpalaiduojanti lova ir puri pagalvė nebetenka reikšmės, nes miegoti vis tiek tenka levituojant. Ir nors prie tokių nepatogumų galima priprasti, ilgainiui nesvarumas gali turėti neigiamų pasekmių astronautų organizmams.
Dėl nuolatinio traukos nebuvimo pradeda po truputį atrofuotis raumenys, retėja kaulai. Norėdami išvengti rimtų ligų, astronautai kosmose valandų valandas lieja prakaitą dirbdami su treniruokliais ir taip stiprindami savo kūnus.
Apie tai, su kokiais iššūkiais susiduria žmogaus kūnas, esantis toli nuo Žemės, pasakojo astrofizikas ir gydytojas Kevinas Fongas, dirbęs Nacionalinėje aeronautikos ir kosmoso administracijoje (NASA). Pasak mokslininko didžiausia grėsmė yra nesvarumo būsena. Pradžioje tai atrodo linksmai, tačiau ilgainiui kūnui ši būklė turi labai daug neigiamų pasekmių: raumenys, kurie Žemėje veikia laikydami kūno karkasą ir priešinasi gravitacijai, kosmose netenka veiklos, pradeda nykti.
Galima galvoti, kad žmogaus kaulinis audinys yra amžinas, tačiau išties jis yra sukurtas panašiai kaip ir raumenys, taigi nuolat būnant nesvarumo būklėje kaulai pradeda retėti: „Žmogaus kaulai taip pat turi dirbti dėl Žemėje esančios gravitacijos ir išlaikyti žmogaus svorį, formą, o kosmose jie netenka veiklos. Dėl to ypač nukenčia didieji kojų, dubens bei stuburo kaulai: jie silpnėja ir netgi retėja“, - aiškino K. Fongas. Jis pridūrė, kad ilgą laiką kosmose praleidę ir iš jo į Žemę grįžę žmonės daug dažniau patiria kaulų lūžius.
Visi šie refleksai lėtai nyksta, kai žmogus yra kosmose, tačiau tikrosios problemos prasideda tada, kai astronautas grįžta atgal į Žemę: tada kūnas vėl turi kliautis refleksais, kurie ilgą laiką buvo pamiršti, ir keičiant kūno pozicijas aprūpinti krauju smegenis. Daugelis astronautų, pirmą kartą nuvykę į kosmosą, suserga.
Nesvarumas taip pat padaro daug žalos vestibiuliariniam aparatui, kuris atsakingas už žmogaus judėjimo pojūčius ir balansą. Vidinėje ausyje yra dvi sistemos, kurios nustato judėjimo greitį. Viena gali reaguoti į sukimosi greitį, o kitą - į šoninį bei vertikalų judėjimą. Viena šių juslių, naudojama Žemėje, leidžia suvokti žmogui, kokioje pozicijose jis yra.
Kas nutinka kosmose? Nesvarumo būklėje informacija apie judėjimą visai kitokia, taigi kūnas kurį laiką to nesupranta ir jaučiasi itin keistai, nežino, kokioje padėtyje yra. „Šio jausmo pasekmės yra labai liūdnos: astronautą nuolat pykina, jis ima vemti ir daro tai nuo 48 iki 72 valandų. Tačiau ilgainiui visos nemalonios kūno reakcijos pranyksta. Beje, naujokams tai ištverti daug sunkiau nei astronautams - vilkams“, - sakė K. Fong.
„Kai nėra galimybės suprasti, kokioje pozicijoje yra astronautas, tai jam sunku susiorientuoti erdvėje - net jei tai ir yra gana maža kosminė stotis“, - pasakojo K. Fongas ir pridūrė, kad dažnai kosmose dirbantys žmonės ne visada ranka pataiko ten, kur nori, ar iš pirmo karto pataiko paimti norimą daiktą, nes sutrinka jų judėjimo ir atstumo iki objekto suvokimas.
Vienas tokių - neigiamas nesvarumo būklės efektas žmogaus imunitetui. Dar vienas ne itin ištirtas dalykas - kraujo skystėjimas, kuris dažnai vadinamas kosmoso anemija. Visai neseniai aptikta problema - „padidėjęs intrakranialinis spaudimas“. Dėl šio smegenų sukeliamo spaudimo pasikeičia ir akių obuolių forma.
Anksčiau jie gyvendavo daug ankštesnėse patalpose ir jautėsi daug vienišesni: tarkime, „Apollo“ misijų metu astronautai kelias dienas praleisdavo erdvėje ne didesnėse nei telefonų būdelė. Dabar TKS yra jiems palikta tiek vietos, kiek yra poroje keleivinių lėktuvų, o TKS negyvena daugiau nei devyni žmonės.
Kosmosas yra streso kupina aplinka. „Astronautas gyvena mašinoje, nuo kurios priklauso visas jo gyvenimas. Be to, jis yra atkirstas nuo visų artimųjų ir draugų. Visa tai sukuria aplinką, kuri - nori ar nenori - kelia įtampą, taigi dažniausiai astronautai kalbasi apie tuos dalykus, kurie vyksta ne kosminėje stotyje“, - pasakojo K. Fongas.
Jau kalbama apie planuojamas keliones į Marsą. Jei išties kada nors bus pasirengta bent vienai jų, tai šios ekspedicijos įgulai, tikėtina, kils dar daugiau sveikatos problemų.
Tarptautinė kosminė stotis ir visos nuo 1975 m. vykusios kosminės misijos organizuotos žemojoje Žemės orbitoje. Gydytojas pateikė pavyzdį: „jei Žemę įsivaizduotume kaip futbolo kamuolį, tai TKS yra maždaug per sprindį nuo jos.“
„Taip arti prie žemės esantys žmonės apsaugoti nuo radiacijos dėl planetą supančio magnetinio lauko. Apsauga išnyksta pasiekus kelionės į Mėnulį pusiaukelę. O tada ir prasideda…“, - pasakojo K. Fongas. Saulės magnetiniai laukai ir sintezės energija į kosmosą išspjauna radiacijos kamuolius, taigi jei astronautas nėra apsaugotas, tai tikėtina, kad tuo metu jo gyvenimas sutrumpės arba visai pasibaigs.
Jei TKS astronautui pasisekė ir jis yra tinkamoje orbitos vietoje, tai jis gali šokti į „Sojuz“ kapsulę ir grįžti namo. K. Fong pridūrė, kad būna nusileidimų ir ne itin aukštos kokybės medicinines paslaugas teikiančiose šalyje.
Jis buvo beveik užtikrintas, kad Marso misijų metu tokios galimybės astronautai neturės. Kad ir ką kas sakytų, keliauti į kosmosą verta.
Aut. nesvarùmas, vienalyčiame gravitacijos lauke slenkamai judančio materialaus kūno būsena, kai tas laukas nesukelia vienų kūno dalių slėgio į kitas. Nesvarumo būsenos kūno visi taškai juda vienodu greičiu ir pagreičiu, bet kurios 2 gretimos kūno dalys viena kitos neveikia jokia papildoma paviršine jėga.
Trumpalaikio nesvarumo sąlygos atsiranda lėktuve, skrendančiame paraboline trajektorija. Nesvarūs būna dirbtiniai Žemės palydovai, erdvėlaiviai (ir visi juose esantys kūnai), skriejantys orbita aplink Žemę arba kitą kosminį kūną, t. p. Nesvarumas turi įtakos žmogaus organizmui.
Dėl nesvarumo pakinta ne tik kosmonauto organizmo santykis su aplinka, bet ir daugelio organų ir sistemų funkcinė būklė: nyksta skeleto raumenys, iškorija kaulai, sutrinka širdies darbas, atsiranda kraujodaros, neuroendokrininės ir kitų sistemų pokyčių, nepageidaujamų pojūčių (pvz., gali sutrikti orientacija, judesių koordinacija, svaigti galva ir kita). Nesvarumo sukeltą kenksmingą poveikį skridimo metu sumažina fizinės treniruotės su specialia apranga arba specialiais treniruokliais, dirbtinis sunkis, farmakologinės priemonės.
Kaulų problemos nesvarumo būsenoje
Žmogaus skeleto kauluose yra sukaupta beveik 99% viso organizme esančio kalcio. Tačiau kauliniame audinyje vyksta nuolatinė kalcio apykaita ir jo atsargas reikia kasdien papildyti. Taip nutinka, kai sutrinka natūralus kalcio pasisavinimas žmogaus organizme ir tuomet, kai stokojama dviejų geram kalcio pasisavinimui reikalingų vitaminų: vitamino D3 ir vitamino K2.
Taigi labai svarbu, kad kartu su kalciu žmogaus organizmas gautų pakankamą kiekį vitamino D3. Vitaminas K2 - svarbus formuojantis kauliniam audiniui, jis būtinas, kad kalcis galėtų patekti į kaulinį audinį ir čia likti.
Kaulų masė didėja iki 30 metų, po 30 metų kaulinis audinys pamažu nyksta. Osteoporozė dar vadinama tyliąja liga, nes dažniausiai diagnozuojama tik tada kai įvyksta kaulų lūžis. Osteoporozę galima įtarti, kai kaulai lūžta įvykus nedidelei traumai ar įprasto apkrovimo metu, kai pradeda mažėti ūgis ar formuojasi stuburo kupra.
Moterims osteoporozė vystosi greičiau, nes jų kaulų masė būna mažesnė, o menopauzės metu, staigiai krenta estrogenų kiekis, šis hormonas padeda atstatyti bei išlaikyti sveikus kaulus. Osteoporoze dažniau serga išsivysčiusių šalių gyventojai, lyginant su besivystančių šalių.
Stuburo lūžiai gali sukelti nugaros, kaklo skausmus, sąlygoti kūno mažėjimą, stuburo deformacijas. Žmogus lenkiasi, mažėja vietos plaučiams, prastėja jų funkcija, nes negali pilnai užsipildyti oru. Nors moterims lūžiai įvyksta dažniau, tačiau vyrų mirštamumas per pirmus metus būna 2x dažnesnis. Dažnai tokie lūžiai baigiasi didesnės apimties operacijomis, o ligoniai ilgam prikaustomi prie lovos.
Pati pagrindinė būtų menopauzė. Vyresniame amžiuje atsiranda vitamino D apykaitos sutrikimai ir kalcio įsisavinimo sumažėjimas. Prasta mityba, didelis kofeino vartojimas. Keturi puodeliai kavos per dieną, sumažina kalcio kiekį organizme.Tačiau, vieno tyrimo metu buvo nustatyta, kad moterų išgeriančių 16 vnt. alkoholio (8 buteliai alaus) per savaitę, kaulų masės tankis buvo 5-10% didesnis nei tų, kurios išgerdavo per savaitę 2 vnt. (1 butelį).
Astronautams vystosi osteoporozė, dėl nesvarumo sukelto kūno svorio sumažėjimo.Tai kaip mums apsisaugoti nuo osteoporozės ar bent sumažinti jos požymius? Pagrindinė apsisaugojimo priemonė nuo kaulų retėjimo, tai aktyvus gyvenimo būdas.
Stengtis kuo daugiau judėti, vaikščioti, važiuoti dviračiu it k.t. Sveikai maitintis, nevengti pieno produktų. Vartoti vit. D3 praturtintus produktus (riebi žuvis, žuvų taukai, liesas pienas, natūralūs jogurtai, jautienos, menkių kepenys ir k.t.).Maksimaliai išnaudoti visas saulėtas dienas.
Liga, pavadinta „Ilgas buvimas nesvarumo aplinkoje”, turi didelį poveikį žmogaus anatomijai, ypač raumenų ir kaulų sistemai, taip pat kraujotakos ir vestibuliarinėms sistemoms. Nesvarumo aplinkoje raumenys ir kaulai patiria mažesnį apkrovimą, o tai lemia raumenų atrofiją ir kaulų mineralų tankio sumažėjimą. Pagrindinės „Ilgo buvimo nesvarumo aplinkoje” ligos priežastys yra ilgas buvimas kosminėje erdvėje, kur gravitacijos jėga yra sumažinta.
Diagnostika dažniausiai apima fizinius tyrimus ir vaizdinius tyrimus. Medicininiai sprendimai gali apimti fizinę terapiją, kuri padeda atkurti raumenų jėgą ir pusiausvyrą. Taip pat gali būti skiriami vaistai, kurie padeda reguliuoti kraujo spaudimą ir kitus simptomus. Nemedicininiai sprendimai apima reguliarų fizinį aktyvumą, specialiai pritaikytas treniruotes, skirtas raumenų ir kaulų stiprinimui, bei tinkamą mitybą, užtikrinančią reikiamą mineralų ir vitaminų kiekį organizme.
Jau kelis dešimtmečius mokslininkai ieško būdų, kaip sustabdyti astronautų kaulų tankio mažėjimą. Mokslininkai nustatė, kad po 4-6 mėnesių skrydžio kaulų tankis buvo mažiau sumažėjęs tiems astronautams, kurie valgė daugiau žuvies.
Astronautai kosmose nė dienos neapsieina be krevečių ir krienų - tai patvirtina jų mitybos tyrimas. Atlikusi dalį tarptautinio masto tyrimų ji mėgino nustatyti apetito sutrikimo kosmose priežastis. Jos teigimu, gausiai prieskoniais pagardinti patiekalai ten yra populiarūs todėl, kad nesvarumo būklėje dingsta apetitas. Nenoras valgyti ir judėjimo stoka skatina kaulų retėjimą, raumenų atrofiją ir kitas problemas.
Sutrikusi mityba, judėjimo stoka turi neigiamų padarinių - tokiu būdu nugarkaulio ir šlaunikaulio tankis kosmose sumažėja iki 1,2 procento. Labiausiai nukenčia žemėje svorį laikantys kaulai, nes nesvarumo būsenoje jie tampa nebereikalingi. Todėl ilgose kelionėse ši blogybė būtų didžiulė. Viena iš priemonių kaulų retėjimui sustabdyti - visavertis kaloringas maistas. Kita priemonė - nesvarumo būklėje įmanomas sportas. Tai ir bėgimas specialiu takeliu, dviračio mynimas, pratimai su espanderiu ar kitais jėgos įtaisais.
Marsha Ivins dalyvavo penkiose Space Shuttle misijose (STS-98, STS-32, STS-46, STS-62, STS-81). Jau 9-ją minutę po starto, erdvėlaiviui atsiskyrus nuo raketinės dalies, prasideda nesvarumo pojūčiai: ląstelės ir visas kūnas nebesuvokia, kur yra viršus, kur apačia; pasikeičia kai kurių genų ekspresija; silpsta rega. Ilgiau trunkančiose kelionėse būtina mankštintis ir kitaip priešintis sindromams, pvz tobulesniu aRED (Advanced Rezistive Exercise Device - priešinimosi pratimų įtaisu), 2008 m. pakeitusiu ankstesnį.
Astronautas S. Kelly per metus TKS orbitoje įveikė 230 Gm nuotolį, jo kūnas pailgėjo 3,8 cm, 7 % DNR pakito ir į pirminę būklę negrįžo. Nejaučiant sunkio mažėja kraujo slėgis; pėdos tampa minkštos kaip kūdikio, bet formuojasi nuospaudos viršuose nuo trinties į kojų turėklus (judant TKS moduliuose); miegoti kebliau nei lovoje bei nuo triukšmo ausims reikia kištukų.