Кто Заболеет В Космосе? Орбитальные Туристы Могут Предложить Лучшие Подсказки.
30 сентября 2021
Доктора годами тыкали и подталкивали астронавтов НАСА, а астронавты, как государственные служащие, в значительной степени согласились с их ролью подопытных животных в изучении того, как инопланетная среда - космическое пространство - влияет на человеческий организм.
Но профессиональные астронавты исторически были небольшой частью человечества. Первоначально их выбирали из рядов военных летчиков-испытателей - белых, физически здоровых мужчин. Позже, когда НАСА расширило свои критерии, оно по-прежнему отбирало только тех астронавтов, которые превысили свой физический порог.
Но это может измениться, поскольку частные космические полеты откроют космос для более разнообразных слоев человечества.
Для ученых это изменение создаст массу новых данных о том, как человеческое тело адаптируется к космосу.
Миссия Inspiration4, стартовавшая в среду, показывает, как медицинские исследователи могут извлечь выгоду из нового коммерческого космического путешествия. Экипаж из четырех человек, ни один из которых не является профессиональным космонавтом, проведет на орбите изрядное количество времени, помогая продвигать медицинские исследования.
Один из пассажиров, Хейли Арсено, демонстрирует эти возможности. В свои 29 лет она моложе, чем большинство космических путешественников, выжившая после рака и будет первым человеком в космосе с протезом - металлическими стержнями, которые были имплантированы после удаления опухоли с ее левой ноги.
«Мы собираемся изучить некоторые очень важные вещи», - сказала Дорит Доновил, исполнительный директор Института трансляционных исследований космического здоровья (TRISH) Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне, который координирует исследования во время полета Inspiration4.
На сегодняшний день исследования показали, что жидкости перемещаются вверх по телу в отсутствие силы тяжести - опухшие головы, сморщенные ноги. Отсутствие гравитации также ослабляет кости. Мало того, что радиация в космосе врезается в ДНК, вызывая мутации, необычные условия невесомости заставляют одни гены включаться, а другие - выключаться. Биологические последствия этих изменений еще не изучены.
Экипаж на борту Inspiration4 будет проходить 10 тестов, изначально предназначенных для ежедневной оценки умственных способностей астронавтов НАСА. На выполнение тестов уходит около 20 минут.
«Это должно было быть кратким, потому что астронавты ненавидят делать такие вещи», - сказал доктор Матиас Баснер, профессор психиатрии Пенсильванского университета, ведущий исследователь этого эксперимента.
Но в такой опасной среде, как космос, небольшие ошибки могут привести к катастрофе.
«Поэтому нам нужно, чтобы наши астронавты всегда работали с максимальной эффективностью», - сказал доктор Баснер. «Проблема в том, что люди особенно плохо оценивают свои способности к работе, особенно в ситуациях хронического воздействия. Если вы все время сидите в одной и той же обстановке, вы думаете, что с вами все будет в порядке, но на самом деле это не так».
Запуск в среду с мыса Канаверал во Флориде. Экипаж выполнит несколько тестов
Один тест - это просто квадрат, который появляется на экране, и нужно нажимать на него. Квадрат меняет положение и постепенно становится меньше. Это измеряет скорость реакции и координацию глаз и рук.
Другой измеряет так называемую психомоторную бдительность. Сначала испытуемый смотрит на прямоугольник на экране. В рамке внезапно появляется секундомер, отсчитывающий миллисекунды, пока испытуемый не нажимает кнопку. «Это очень чувствительно к недосыпанию», - сказал доктор Баснер.
Еще один тест измеряет способность человека распознавать эмоции в других людях.
В тесте отображаются 20 лиц, демонстрирующих различные эмоции - счастливые, грустные, гневные, напуганные или не выражающие никаких эмоций. В так называемом исследовании постельного режима - лежание в течение длительного периода времени имитирует многие физические эффекты невесомости в космосе - испытуемые все же смогли правильно идентифицировать большинство эмоций. Но им потребовалось больше времени, чтобы идентифицировать их, и их ответы были искажены в сторону более негативных выражений.
Марк Дж. Шелхамер, профессор медицины Джона Хопкинса, собирает данные о том, как космический полет влияет на вестибулярную систему - части человеческого тела, особенно внутреннее ухо, которые поддерживают равновесие.
Его исследование состоит из двух частей, которые будут проводиться до запуска и после возвращения на Землю. Один будет измерять позы членов экипажа. «Это просто то, на что это похоже», - сказал доктор Шелхэмер. «Это способность вставать. И способность вставать основана не только на силе мышц, но и на координации».
Члены команды Inspiration4 будут прижимать к груди планшет с Windows, складывать ноги вместе и закрывать глаза. Ускорители в планшете будут измерять, насколько они раскачиваются при стоянии.
«Это не так сложно сделать на Земле», - сказал доктор Шелхэмер. «Но это может быть непросто, проведя некоторое время в космосе».
Доктор Шелхамер также разработал тест с использованием планшета, чтобы изучить, вызывает ли невесомость смещение глаз. Это может указывать на то, как мозг может сбиться с толку, нарушив чувство равновесия.
Исследователи хотят узнать, как предсказать, кто заболеет в космосе. Удивительно, но нет никакой корреляции между теми, кто испытывает укачивание на Земле - на лодке, раскачивающейся назад и вперед, во время длительного автомобильного путешествия, даже коротких эпизодов плавания во время полетов на параболическом самолете - и теми, кто заболевает на орбите.
«Мы этого совсем не понимаем, - сказал доктор Шелхэмер. «Это смущает, потому что мы хотели бы думать, что это одни и те же фундаментальные механизмы - тот факт, что разные сенсорные системы не совпадают».
TRISH, организация, которую возглавляет доктор Доновил, создала базу данных для хранения результатов исследования, которая не только защищает конфиденциальность частных космических путешественников в соответствии с требованиями HIPAA, Закона о переносимости и подотчетности медицинского страхования, но также позволяет исследователям сравнить данные из разных исследований для одного человека.
Например, доктор Шелхамер может захотеть узнать, сталкивался ли человек, чья способность стоять прямо, не раскачиваясь, после полета в космос, также когнитивным замедлением во время прохождения тестов доктора Баснера в космосе. По его словам, это часто невозможно из-за того, как НАСА сообщает данные, собранные о своих астронавтах.
Кроме того, члены экипажа Inspiration4 носят часы Apple Watch, которые будут измерять их сердцебиение и уровень кислорода. Они также протестируют ультразвуковые устройства, которые могут отслеживать, как вода в их телах перемещается вверх, когда они плавают по орбите. Это может помочь решить загадку сдавливания глазных яблок и, как следствие, сдвига зрения, который испытывают некоторые астронавты.
Исследование действительно зависит от того, насколько хорошо команда Inspiration4 себя чувствует во время поездки. Поскольку невозможно предсказать, кто заболеет в космосе, вполне возможно, что все они заболеют, и тогда они не смогут провести много исследований во время трехдневного путешествия.
«Меня беспокоит то, что они не получат удовольствия от пребывания в космосе», - сказал доктор Доновил. «Возможно, они не смогут проводить эксперименты, которые мы отправляем. Так что это риск, на который я иду».
