حضور در فضا به قیمت تضعیف ارگان‌های داخلی بدن

 

 حضور در فضا به قیمت تضعیف ارگان‌های داخلی بدن

            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.  

=============  

هشت اتفاق ناگوار که پس از غوطه ور شدن در فضا، برای بدن شما روی خواهد داد 

فضا همانند یک خلاء است که نه در آن هوایی برای تنفس وجود دارد و نه هیچگونه فشاری. اگر فضانوردان رو به خورشید قرار گرفته باشند، درجه حرارت برایشان بسیار بالاست و در غیر این صورت، درجه هوا در حد یخ بندان، پایین می آید. جدا از این موارد، تابش اشعه کشنده ی فرابنفش از طرف سایر ستارگان به سوی فضانوردان را نیز نباید نادیده گرفت.

به هر حال، اگر زمانی، به هر دلیلی خود را غوطه ور در فضا یافتید و لباس مخصوص فضانوردی را نیز بر تن نداشتید، به سرعت کارتان تمام است و سپس اتفاقات ناگوار و عجیبی برای بدن شما خواهد افتاد. پیشتر البته در خصوص سختی های کار فضانوردان و زندگی در فضا برایتان نوشته بودیم، اما این مطلب، شرایط خاص و غیر منتظره ای را مورد بررسی قرار می دهد. در ادامه با دیجیاتو همراه باشید تا برخی از این اتفاقات  ناگوار را با هم مرور کنیم.

۱- خفگی

در صورتی که بدون بر تن داشتن لباس مخصوص فضانوردی از یک شاتل فضایی، به بیرون پرتاب شوید، به سرعت احساس خواهید نمود که هوا، از شش های شما خارج می شود. همانگونه که گفتیم، در فضا «فشار» وجود ندارد و در صورتی که بخواهید نفس خود را برای مدتی بیشتر درون قفسه سینه نگه دارید، موفق نخواهید بود و این هوا در نهایت به شکل دردناکی از شش ها خارج می گردد. پس به این نتیجه می رسیم که اگر در چنین موقعیتی قرار گرفتید، همان ابتدای کار تسلیم شده و نفس خود را خارج کنید، زیرا چند ثانیه بیشتر زنده ماندن، ارزش به جان خریدن چنین دردی را ندارد.

در محیطی نظیر فضا که درصد اکسیژن، صفر است، صرفا ۱۵ ثانیه طول خواهد کشید تا بدن شما تمام اکسیژن موجود در خون را مصرف کند. لحظه ای هم که خون بدون اکسیژن به مغر رسد، کار تمام می شود.

۲- از دست دادن کنترل بدن

در نتیجه ی کمبود اکسیژن، کنترل عملکرد بدن از دست می رود. در سال ۱۹۵۶، دانشمندان آزمایشی را انجام دادند که در آن، ۱۰۰ عدد سگ در محیطی شبیه سازی شده با فضا و بدون وزن، قرار گرفتند. نتیجه ی آزمایش این بود که نه تنها شش های این حیوانات در چند ثانیه از هوا خالی شد، بلکه محتویات موجود در روده ها نیز به سرعت تخلیه شدند.

۳-  جوش آمدن خون

هر چقدر فشار پایین تر باشد، درجه جوش آمدن مایعات نیز پایین تر می آید. علت جوش آمدن سریع تر آب در ارتفاعات، برای مثال قله کوه، نیز همین موضوع است. در فضا فشاری وجود نداشته و درجه حرارت بدن شما، می تواند عامل جوش آمدن مایعات، نظیر بزاق دهان یا خون موجود در رگ ها شود.

۴- مسدود شدن گردش خون و انفجار مویرگ ها

در مرحله قبل، خونتان به جوش آمده بود. جوش آمدن خون، حباب هایی را ایجاد می نماید که از گردش خون در اندام حیاتی بدن جلوگیری می کنند؛ همین حباب ها در صورت رسیدن به قلب، باعث بروز سکته ی قلبی می گردند. حباب ها همچنین باعث ترکیدن مویرگ ها می شوند و زمانی که این اتفاق روی دهد، پوست انسان به شدت کبود خواهد شد.

۵- تورم بدن

در صورتی که خون در بدن به جوش آید، بخارهایی به همراه خواهد داشت که در نهایت باعث تورم می گردد. ناسا در این خصوص معتقد است که بر خلاف تصور موجود در فیلم های علمی-تخیلی، بدن انسان در این شرایط منفجر نشده و حتی چشم ها نیز از حدقه بیرون نمی زنند؛ اما در هر صورت اندام شما می توانند به شکل دردناکی باد کنند.

۶- سوختگی ناشی از نور خورشید

در این مرحله شما خیلی وقت است که فوت کرده اید و البته بدنتان هم باد کرده، اما هنوز هم دردسرها، پایانی ندارند. درصورتی که هنگام بیرون کشیده شدن از شاتل فضایی، با نور خورشید رو به رو شوید، در اصل باید با گرمایی معادل با 121 درجه سلسیوس مقابله کنید. این درجه، به معنای سوختگی بسیار سریع پوست است.

۷- پرتوهای مضر

جدا از مشکلاتی که یاد شد، بدن شما از سوی سایر ستارگان نیز پرتوهای کشنده ای را جذب خواهد کرد. اشعه گاما، X-Ray و UV برخی از این تشعشعات مضر هستند. اگر طرفدار کتاب های مصور و کامیک هستید، باید بگوییم که متاسفانه بر خلاف تصورتان، این تشعشعات شما را به یک ابرقهرمان نظیر Superman، بدل نخواهد کرد. حتی زمانی که بدون لباس مخصوص، از شاتل بیرون کشیده شوید و لحظاتی بعد دوباره به هر طریقی، به آن برگردید، احتمال مرگ زودهنگام شما به دلیل تحت تاثیر قرار گرفتن بدن با اشعه های مضر و درنتیجه جهش سلولی بسیار بالا خواهد بود. در حالتی خفیف و خوش بینانه تر، مبتلا به سرطان خواهید شد.

۸- یخ زدن

قبلا گفتیم که رو به رو شدن با نور خورشید، گرمای ۱۲۱ درجه را به همراه خواهد داشت. اگر با نور خورشید رو به رو نشوید، سرمای منفی ۲۲۶ درجه انتظار شما را خواهد کشید.البته ناسا معتقد است این درجه در فضا موجب مرگ شما نخواهد شد.

علت علمی مساله این است که گرما، انتقال پیدا می کند. زمانی که در فضا سرگردان هستید، عضله های شما همچنان گرما تولید می کنند و این گرما، در محیطی نظیر فضا، جایی برای منتقل شدن نخواهد یافت. در نتیجه می توانید یخ زدن را از بلاهای این لیست خط بزنید.

در صورت گیر افتادن در فضا، امید خود را از دست ندهید

دانشمندان در سال ۱۹۵۶، بر روی شامپانزه ها آزمایش مشابهی را صورت دادند. آنها این حیوانات را برای مدت ۳.۵ دقیقه در خلاء و بدون هوا، در محیطی دقیقا مشابه با فضا نگه داشتند. برخی از شامپانزه ها هیچ مشکلی نداشتند ولی یکی از آنها، بر اثر حمله ی قلبی جان خود را از دست داد. از سوی دیگر ۳ دقیقه پس از خارج شدن این حیوانات از محیط مذکور، یکی دیگر از آنها نیز به زندگی خاتمه داد.

در نهایت می توان گفت بزرگ ترین مشکلی که شما را در چنین شرایطی تهدید می کند، خفگی است و در صورتی که در کمتر از ۶۰ ثانیه بتوانید خود را از آن محیط خارج کرده و به داخل فضاپیما برگردید، شاید بتوانید زنده بمانید.

==========================