کد خبر : 2229 چهارشنبه 29 بهمن 1393 - 09:32:29
حضور-در-فضا-به-قیمت-تضعیف-ارگان‌های-داخلی-بدن

بی‌وزنی در فضا، چه بلایی بر سر فضانوردان می‌آورد؟

حضور در فضا به قیمت تضعیف ارگان‌های داخلی بدن

سیناپرس: تصویری که از فضا به ذهن می‌رسد معلق بودن فضانوردان در شاتل‌ها و ایستگاه‌های فضایی است.‌ حالت بی‌وزنی جالب به نظر می‌رسد، اما عوارض شدیدی برای بدن انسان به وجود می‌آورد.

وقتی فضانورد برای بار اول در شرایط فضا و حالت بی‌وزنی قرار می‌گیرد، ابتدا احساس تهوع، سرگیجه و سردرگمی می‌کند، سینوس‌هایش متورم و پاهایش منقبض می‌شود. در دراز مدت، ماهیچه‌ها ضعیف شده و استخوان‌هایش شکننده می‌شوند. این عوارض در سفرهای طولانی‌ مدت، مثل سفر به مریخ، باعث آسیب جدی به بدن فضانوردان خواهد شد. 


حالت بی‌وزنی جالب به نظر می‌رسد، اما عوارض شدیدی برای بدن انسان به وجود می‌آورد.

بی‌وزنی یا میکروجاذبه

فضانوردی که لباس فضایی خود را پوشیده و در شاتل فضایی به پشت دراز کشیده‌ است، باید ساعت‌ها منتظر تدارکات اولیه پرتاب باشد. انسان در حالت طبیعی، زمانی‌که می‌ایستد،گرانش زمین خون بدن را به طرف پایین می‌کشد، بنابراین در رگ‌های پا حجم بیشتری از خون در جریان است. با این حال، به دلیل این‌که فضانورد به پشت دراز کشیده‌ است، خون به شکل متفاوتی در بدنش توزیع می‌شود. در این وضعیت، خون بیشتری به سمت سر جریان پیدا می‌کند و او کمی احساس خفگی و سنگینی می‌کند. این وضعیت بیشتر شبیه وضعیت شب هنگام فرد در خواب است.

پس از طی مراحل آماده‌سازی موتورهای عظیم سفینه روشن شده و شتاب مضاعفی روی بدن‌ فضانورد به وجود می‌آید. در این مرحله شتابی معادل 3 برابر شتاب گرانش زمین به او وارد می‌شود و همان‌طور که سفینه در حال اوج‌گیری است، به داخل صندلی‌ فرو می‌رود، بر سینه خود فشار سنگینی احساس می‌کند و در نفس کشیدن دچار مشکل می‌شود. حدود 5/8 دقیقه‌ بعد فضانورد به  فضا می‌رسد، جایی که احساس کاملا متفاوتی خواهد داشت؛ بی‌وزنی!

بهتر است به جای کلمه‌ بی‌وزنی از کلمه میکروجاذبه (جاذبه‌ کم) استفاده کرد. در واقع فضانورد در حالت مطلق بی‌وزنی نیست. چرا که جاذبه زمین او را در خود نگه داشته و تمام وسایل سفینه در حال گردش به دور آن هستند.

به این حالت سقوط آزاد نیز می‌گویند و این وضعیت بیشتر شبیه پرش از هواپیما است که البته حرکت به صورت افقی نیز با سرعت بسیار زیادی در جریان است.

در این حالت از سقوط آزاد، هیچ‌گاه سطح زمین را نمی‌توان لمس کرد؛ زیرا سطح زمین در یک مسیر منحنی شکل دور می‌شود. از آنجایی که فضاپیماها و تمام تجهیزات درون آن با سرعت یکسانی در حال سقوط هستند، همه‌چیز شناور خواهد بود. اگر فضانورد موهای بلندی داشته باشد، درصورتش پراکنده می‌شود یا اگر یک لیوان آب را بریزد به شکل یک قطره بزرگ در خواهد آمد که می‌تواند آن را به قطره‌های کوچک‌تر تقسیم کند. مواد غذایی و آب نبات به آرامی در دهان‌ شناور می‌شود. حتی زمانی که بر روی صندلی نشسته‌ است، هیچ احساسی از نشستن ندارد، چون بدن هیچ فشاری به صندلی وارد نمی‌کند. از آنجا که برای جابه‌جایی احتیاج به سطحی است که به آن نیرو وارد شود باید از نگه‌دارنده‌های دست و پا کمک گرفت. به‌همین دلیل، مهندسان دستگیره‌های زیادی در فضاپیماها و ایستگاه‌ فضایی تعبیه کرده‌اند.

 

تجربه هم‌زمان احساس‌های ناخوشایند 

در لحظات نخست مواجهه با میکروجاذبه احساس‌ خوبی وجود نخواهد داشت: حالت تهوع، گیجی و سردرگمی، سردرد و گرفتگی؛ اینها نمونه‌های رایجی از حالت‌های مختلف فضانوردان، هنگام حضورشان در فضا است و اگر در مدت بیشتری در این شرایط اقامت کنند، بیشتر عضله‌ها و استخوان‌های بدن‌شان تضعیف می‌شوند. این عوارض به‌‌واسطه تغییر و تحولاتی در سیستم عملکرد بدن پدیدار می‌شوند. 

 

بیماری از نوع فضایی

احساس گیجی و حالت تهوعی که فرد در فضا تجربه می‌کند، مانند احساسی در معده است که وقتی با خودرو به طور ناگهانی وارد یک سرازیری می‌شود و یا سوار ترن هوایی است دچار می‌شود و چند روزی به‌طور مداوم آزارش خواهد دارد. این حالت همان بیماری حرکت در فضاست که ناشی از شرایط متفاوتی است که مغز از چشم‌ها و ارگان‌های دهلیزی گوش دریافت می‌کند.

چشم‌ها می‌توانند نحوه‌ بالا و پایین رفتن اجسام را در فضا ببینند. اما عملکرد سیستم ارگان‌های دهلیزی گوش‌ برای تشخیص صحیح جهت‌ها وابسته به کشش جاذبه ‌است و در میکروجاذبه، این سیستم کارایی ندارد. بنابراین در شرایطی ممکن است چشم‌ها به مغز اطلاع دهند که بدن به حالت وارونه درآمده است، ولی مغز نتواند ورودی قابل تفسیری از ارگان‌های دهلیزی گوش دریافت کند. در نتیجه چنین تناقض‌هایی، مغز را آشفته کرده و احساس تهوع و سردرگمی دست می‌دهد که می‌تواند منجر به استفراغ و کم‌اشتهایی شود.

خوشبختانه، پس ازگذشت چند روز، عملکرد مغز به‌ وسیله ورودی‌های بصری سازگار می‌شود و فرد بهبود پیدا می‌کند. از این ‌رو سازمان‌های فضایی، داروهایی را برای کمک به مقابله با حالت تهوع اولیه‌ فضانوردان تجویز کرده‌اند و فضانوردان تا موقعی که بدن‌شان با شرایط جدید خود را تطبیق نداده‌ است، مصرف این داروها را ادامه می‌دهند.  

 

تغییر جهت جریان خون و مایعات بدن 

روی زمین، خون در بدن انسان تحت جاذبه قرار می‌گیرد و باعث می‌شود، حجم قابل توجهی از آن در رگ‌های پا جریان یابد. هنگامی‌که فرد در میکروجاذبه قرار می‌گیرد، خون از پاها به قفسه سینه و سر جریان پیدا کرده و صورت‌ پف می‌کند و همچنین سینوس‌ها متورم می‌شوند. حتی این تغییر باعث می‌شود، اندازه پاهای فرد اندکی کوتاه شود. 

زمانی‌که خون به سمت قفسه سینه تغییر جهت دهد، اندازه قلب‌ افزایش پیدا می‌کند و در هر ضربان، خون بیشتری را به سوی بخش‌های مختلف بدن پمپاژ می‌کند.کلیه‌ها نیز شبیه به موقعی که چند لیوان پر از آب ‌نوشیده شده است، با تولید ادرار بیشتر به این تغییر واکنش نشان می‌دهد. با افزایش مقدار خون و مایعات در بدن، غده هیپوفیز، هورمون ضد ادرار را ترشح می‌کند و سبب می‌شود کمتر احساس تشنگی شود. بنابراین فرد کمتر از میزان مصرف بر روی زمین، آب می‌نوشد.

به طور کلی این دو عامل کمک می‌کنند که قفسه سینه و سر از شر مایعات اضافی رهایی یابند و پس از مدتی، میزان مایعات بدن‌ کمتر از میزانی است که روی زمین بود. گرچه هنوز کمی صورت‌ فرد متورم باقی مانده است، ولی به بدی روزهای اول نیست!

به محض بازگشت فرد به زمین، جاذبه، خون و مایعات را دوباره از سر و سینه به سمت پاها کشیده و باعث خواهد شد احساس غش و ضعف شدیدی کند. اما دوباره با نوشیدن مایعات بیشتر، پس از مدتی میزان مایعات بدن‌ به حالت طبیعی بازخواهد گشت. 

 

کاهش تولید گلبول قرمز

با خروج مایعات اضافی توسط کلیه‌ها و کم شدن کاهش میزان مایعات بدن، هورمونی که عامل تحریک تولید گلبول قرمز خون توسط سلول‌های مغز استخوان است نیز، کاهش می‌یابد. همچنین کم‌شدن تعداد گلبول‌های قرمز خون با کاهش حجم پلاسمای خون تطابق دارد، به‌طوری که هماتوکریت (درصد حجم اشغال‌شده توسط گلبول‌های قرمز) به همان میزان طبیعی باقی می‌ماند. پس از بازگشت به زمین، تعداد گلبول‌های قرمز خون فرد نیز افزایش پیدا خواهد کرد و به حالت طبیعی برمی‌گردد. 

 

تضعیف عضلات

مادامی که فرد در فضا روزگار می‌گذراند، فرم بدنش متمایل به حالت یک جنین در رحم مادر می‌شود به طوری که با خم‌ شدن پاها و دست‌ها به داخل بدن‌، به آرامی جمع می‌شود. در میکروجاذبه بیشتر عضلات مورد استفاده قرار نمی‌گیرند، به ویژه عضلاتی مانند پا و کمر که روی زمین کمک می‌کردند فرد بایستید و یا در وضعیت خود ثابت بماند.

همان‌طورکه اقامت در ایستگاه فضایی طولانی‌تر می‌شود، جرم ماهیچه‌ها نیز کاهش یافته و تغییر فرم می‌دهند. ساختار ماهیچه‌های بدن از عضلاتی با کشش کند که در زمین برای ایستادن و راه رفتن احتیاج است، به عضلاتی با کشش سریع که برای کشیدن فرد در ایستگاه فضایی بیشتر به آنها نیاز است، تبدیل می‌شوند.

هرچه مدت بیشتری در ایستگاه فضایی سپری شود، عضلات بیشتر تحلیل خواهند رفت. این عارضه پس از مدتی فرد را بسیار ضعیف می‌سازد. این مشکل یکی از موانع مهم برای سفرهای طولانی‌مدت انسان به فضا است. 

 

شکننده شدن استخوان‌ها

روی زمین، استخوان‌ها، وزن بدن انسان را حمل می‌کنند. اندازه و جرم استخوان‌ها به وسیله نوع خاصی از سلول‌ها تنظیم می‌شود. سلول‌های «استئوبلاست» که وظیفه ساخت لایه‌های جدید مواد معدنی برای استخوان را بر عهده دارند و سلول‌های «استئوکلاست» وظیفه دارند لایه‌های قبلی را از بین ببرد. 

در ‌میکروجاذبه، دیگر لازم نیست استخوان‌ها وزن بدن را تحمل ‌کنند. بنابراین تمام استخوان‌ها به ویژه استخوان‌هایی که وزن را بیشتر تحمل می‌کردند (باسن، ران و کمر)، به شدت کم کار می‌شوند.

در این استخوان‌ها، نرخ ذخیره‌سازی مواد معدنی کاهش می‌یابد، در حالی که سلول‌های کاهنده لایه‌ها با همان نرخ سرعت طبیعی در حال کاهش بافت‌های استخوانی‌اند (دلیل اصلی آن هنوز روشن نیست، اگرچه ممکن است به علت تغییر در نیروها و تنش‌های وارده باشد). نتیجه این‌که اندازه و جرم این نوع استخوان‌ها، با نرخی حدود 1 درصد در ماه کاهش می‌یابد. اینگونه عارضه‌ها، استخوان‌ها را ضعیف و شکننده می‌کنند. به علاوه با تضعیف استخوان‌ها، کلسیم خون‌ افزایش یافته و کلیه‌ها اقدام به دفع آنها می‌کنند. در این میان، کلیه‌ها نیز مستعد تشکیل سنگ کلیه‌های دردآور می‌شوند.

تحقیقات بیشتری به منظور مقابله با تغییرات بدن در میکروجاذبه نیاز است

مقابله با میکروجاذبه

هر جسمی در سفینه‌های فضایی باید در بسته‌هایی جمع شده و یا به جایی متصل شوند. به‌عنوان مثال، وقتی فضانورد در حال خوردن یک وعده غذایی در سفینه فضایی است، در حالی که به کمک گیره‌هایی که به پایش متصل است، نگه داشته می‌شود، سینی غذا را هم باید با بندی به خود ببندد. برای جلوگیری از شناور شدن مواد غذایی، غذاهای مصرفی‌ بیشتر اشکال چسبنده و خمیری دارند (مثل کره بادام زمینی). همچنین تجهیزات قابل حمل، مانند لپ‌تاپ، باید با ریسمانی به بدن‌ متصل شوند.

 

حفظ سلامتی در ایستگاه فضایی 

فضانورد باید به یاد داشته باشد که با سه تغییر عمده باید مقابله کند. این تغییرات کاهش مایعات بدن، از دست‌دادن بافت‌های عضلانی و کاهش جرم استخوان‌ها هستند.

یک راه مقابله با مشکل کاهش مایعات بدن ، دستگاهی با نام کاهش‌دهنده فشار منفی بدن است. این دستگاه، شامل یک مکنده خلاء است که با درازکشیدن در آن، خون را به طرف پاها می‌کشد. فضانورد باید روزانه 30 دقیقه از وقتش را در این دستگاه بگذراند تا سیستم گردش خون خود را در وضعیتی نزدیک به زمین نگه دارد. همچنین می‌تواند لحظاتی پیش از بازگشت به زمین، حجم زیادی آب یا الکترولیت برای جبران کمبود مایعات بدن بنوشد. این روش کمک می‌کند هنگام خروج‌ از سفینه، احساس غش نداشته باشد.

ناسا و سازمان فضایی روسیه، پی‌برده‌اند بهترین راه برای کاهش و مقابله با تخریب عضلات و استخوان‌ها ورزش مداوم است. ورزش کردن، عضله‌ها را ورزیده کرده و از تحلیل رفتن آنها جلوگیری می‌کند. به علاوه به استخوان‌ها نیرو وارد کرده و به آنها احساسی شبیه به شرایط حضور در زمین می‌دهد. فضانوردان روزی 2ساعت با دستگاه‌های مختلف (تردمیل، دوچرخه ثابت و غیره) ورزش می‌کنند و آنها در حین ورزش‌کردن هم باید با ریسمان‌ها بسته شوند.

در آخر باید گفت به تحقیقات بیشتری به منظور مقابله با تغییرات بدن در میکروجاذبه نیاز است. این پژوهش‌ها باید هم در زمین و هم در ایستگاه فضایی ادامه پیدا کنند. نتیجه این تحقیقات، راه انسان را برای سفرهای طولانی مانند سفر به مریخ هموار می‌کند. چرا که سلامت فضانوردان در این سفر بسیار حایز اهمیت است.  

نظرات شما

[کد امنیتی جدید]