Az élet súlytalanságban és leendő kolóniáinkon

Kapcsolódó

Zöld utat kapott a NASA Dragonfly küldetése

Ezzel az utolsó tervezési szakaszba léphet a Szaturnusz Titan...

Lezajlott az Ariane-6 bemutatkozása előtti utolsó földi teszt

A rakéta felső fokozatának tesztjét a Német Űrkutatási Szervezet...

Svédország 38. országként csatlakozott az Artemis Egyezményhez

Gyorsan sor került egy újabb aláírásra, már ami az...

A nap képe #1441 – Apollo-13 „mentőcsónak”

Az Apollo-13 misszió felvétele a Holdról, melyet a holdkompból...

A jövőbeli űrutazási tervek között egyre inkább a Hold vagy a Mars meghódítása van terítéken, majd egyszer talán bolygóközi fajjá is válhat az emberiség, ami a túlélésünket jelentheti. A téma kapcsán azonban a tudományos köröket leszámítva viszonylag ritkán merül fel az egyik talán legégetőbb problémakör, miszerint nem igazán tudjuk, hogy az emberi test hogy fog viselkedni, ha az eddig megtapasztaltnál lényegesen hosszabb ideig súlytalanságban vagy csökkent gravitációban kell léteznie. Takács Viktor vendégírónk bemutatkozó cikkében ezeket a problémákat fejti ki részletesebben.

Amikor manapság űrutazásról, űrkutatásról beszélünk, többnyire mindig az olyan jövőbeli tervek vannak terítéken, mint a Hold vagy a Mars meghódítása, illetve az ehhez kapcsolódó technológiai fejlesztések. Sokszor téma még a mély űr kutatása is, melyben egészen új utat nyitott a nemrégiben felbocsájtott és azóta már üzembe is helyezett James Webb űrteleszkóp. Mindkét „iparág” egyértelműen azon az igényen alapul, hogy az emberiség egyszer, a távoli jövőben csillagközi fajjá váljon. A téma kapcsán azonban a tudományos köröket leszámítva viszonylag ritkán merül fel az egyik talán legégetőbb problémakör, miszerint nem igazán tudjuk, hogy az emberi test hogy fog viselkedni, ha az eddig megtapasztaltnál lényegesen hosszabb ideig súlytalanságban vagy csökkent gravitációban kell léteznie. A jelenlegi „súlytalansági rekordot” egy orosz kozmonauta, Valeri Polyakov tarja 437 nappal és 18 órával (MIR űrállomás, 1994-1995), ami bődületesen hosszú időnek tűnik, azonban, ha a kutatók azon merészebb elképzeléseit vesszük alapul, melyekben 10, 15 vagy akár 20 éves utazások is szerepelnek, ez igencsak kevéske tapasztalatnak számít.

A súlytalanság

A súlytalanság kapcsán érdemes tisztában lenni azzal, hogy az ok nem a gravitáció hiánya! Az angol „zero gravity” kifejezés félrevezető, ugyanis Föld körüli pályán és útban a Hold felé is hat ránk az égitestek gravitációja, csupán túl nagy a sebességünk ahhoz, hogy becsapódjunk a felszínbe. Ahogy azt szokták mondani, gyakorlatilag túlzuhanjuk a gravitációt és a centrifugális erő a magasban tart minket. Ez, bárhova is utazunk majd a világegyetemben, jó eséllyel így marad, bár természetesen érhetnek majd minket meglepetések. A súlytalansággal kapcsolatban a rengeteg tudományos pozitívum mellett számunkra a legfontosabb dolog, hogy nagy veszélyt jelent az emberi szervezetre. A testünk sajnos nem képes jól funkcionálni ilyen körülmények között, ami nem csak az egyént, de a jövőbeli expedíciók sorsát is veszélyeztetheti. A veszély forrása a földi (vagy akár holdi vagy marsi) gravitáció okozta stressz hiánya (vagy csökkenése). A gravitációval való „küzdelmet” egyfajta jó stresszként éli meg a szervezet, számos élettani folyamat ennek a stressznek köszönhetően működik jól. Ennek pontos oka még a tudósok előtt is ismeretlen, de azt az élet sok más területén is tapasztalhatjuk, hogy a körülmények gyökeres változása esetén időre van szükség az adaptációhoz. Az eddigi űrben szerzett tapasztalatok azt mutatják, hogy az űrhajósok bizony rengeteg dologhoz nem tudtak adaptálódni a néhány hetes, néhány hónapos utazások során.

Csontritkulás

A legegyértelműbb és mérhetőbb változás, melyet a súlytalanság (és adott esetben egy másik égitesten tapasztalt kisebb gravitáció) okoz, a csontrendszerünkben következik be. Ahogy azt a fekvőbetegeknél is tapasztalhatjuk itt a Földön, a megváltozott gravitációs erők negatívan hatnak a csontanyagcserére és már kevés idő elteltével is jelentős csontvesztés alakul ki. Természetesen ennek mértéke egyénenként változó, de a folyamat egyértelmű. Mivel a csontrendszernek nem kell elviselnie a megszokott erőhatásokat, a csontképzésért felelős osteoblast sejtek képződése csökken, mely a csonttömeg csökkenéséhez vezet. A folyamat további hozadéka, hogy a csontokban található kalcium bekerül a véráramba és növeli pl. a vesekövek kialakulásának esélyét. Szumma szummárun, a csontjaink folyamatosan gyengülnek, ami egy idő után akár csonttöréshez is vezethet. Ennek elkerülése érdekében az űrhajósok napi legalább 2,5 órát töltenek testmozgással, azonban a speciális gépek és módszerek ellenére ezzel nem tudják teljes egészében ellensúlyozni a negatív folyamatokat. Az űrhajósok átlagos csontvesztése így is 1-1,5% havonta, így könnyen kiszámolható, hogy egy hosszabb utazás esetén mi maradna belőlünk néhány év elteltével… Több kutatás is folyik a témában és az űrhajósok étrendjét is próbálják úgy alakítani, hogy a bevitt tápanyagok (kalcium, D-vitamin, különböző biszfoszfonátok stb.) támogassák a csontok egészséges működését, azonban egyelőre ez a kérdés még nagyon nyitott és továbbra is a hosszútávú űrutazás egyik gátjaként tekinthetünk rá.

A csontsűrűség változása hosszútávú űrrepülések során. Forrás: nature.com

A keringési rendszer felborulása

A földi gravitávió hatással van a keringésünkre is. Mind a vér, mind pedig a nyirokkeringés megszokott egyensúlyát a gravitációs erők adják. Ennek okán pl. más a vérnyomásunk mondjuk a fejünkben és más (magasabb) a lábainkon. Lefelé húzó erők hiányában ez az egyensúly felborul. Míg a Földön az agy vérnyomása nagyjából harmada a lábak vérnyomásának, addig az űrben ez az arány kiegyenlítődik vagyis a test minden részén ugyanaz lesz a nyomás (nagyjából 100 mmHg). Ez nem jó! Ennek legegyértelműbb jele az űrhajósok felpuffadt arca és elvékonyodott lábai. Az agyi vérnyomás megnövekedése veszélyes, ugyanis vérzéses reakciókat indíthat be a szervezetben, mivel a testünk azt hiszi, hogy túl sok a vér a rendszerben. Ezen vérzések legveszélyesebb formája a stroke, melynek legvalószínűbb kialakulási helye az agy képalkotásért felelős területe, a nyakszirti lebeny.

Peggy Whitson arca földi és űrbéli körülmények között. Forrás: https://neuwritesd.org/2022/05/11/brains-in-space/

A test drasztikusan változása mikrogravitációban. Forrás: https://www.nature.com/scitable/blog/scibytes/cosmic_travels_inc_the_effect/

Látásromlás

A megnövekedett vérnyomás nincs jó hatással a látásra sem. A szemben található sejtek megduzzadhatnak, amelynek köszönhetően homályos látás alakulhat ki.

Szenzoros térérzékelés zavara

A fülben található vesztibuláris rendszer, mely az egyensúlyért és ez által a koordinációért is felelős, szintén földi gravitációs körülmények közé lett kitalálva. Az űr e rendszer számára is nagy kihívást jelent, azonban az eddigi tapasztalatok alapján viszonylag gyorsan hozzászokik a megváltozott környezethez, igaz, a fent és lent kérdése gyakorlatilag megszűnik az űrhajósok számára, képtelenek meghatározni ezeket az irányokat.

Fogamzásképesség/képtelenség, egyedfejlődés

Egy másik égitesten, esetleg űrállomáson tervezett kolóniák egyik legnagyobb kérdése a szaporodás. Anélkül, hogy szaftos találgatásokba bocsátkoznánk, miként lehet megoldani a dolgot súlytalanságban, illetve más gravitációs környezetben (pl. a Holdon) mennyire lehet sikeres egy romantikus éjszaka, annyit azért leszögezhetünk, hogy a tudománynak köszönhetően a megtermékenyítés valószínűleg valamilyen úton-módon sikeres lehet. A kérdés az, hogy a fent említett és a további, még nem ismert biológiai változások miatt egyáltalán ki tud-e fejlődni egy egészséges emberi lény az anyaméhben, illetve a gyerekkor évei alatt képes azt a sok-sok fejlődési és tanulási folyamatot hiba nélkül lehozni, amihez szükség van egy minőségi élet leéléséhez. Azután, hogy az ember képes lesz túlélni egy hosszú utazást az űrben, talán ez a legnagyobb kérdés a jövő felfedezőit illetően!

Dark mode powered by Night Eye