Виклик невагомості всієї механіки тіла

Внутрішньочерепний тиск спричиняє втрату поля зору та зниження гостроти.

Кістки слабшають

Щільність мінеральних речовин у кістках зменшується на 1 - 2% на місяць: вони втрачають масу і псуються.

Серцево-судинна система старіє

За півроку артерії старіють від двадцяти до тридцяти років: їх стінки потовщуються і стають жорсткими.

Метаболізм стає невдалим

Фізична бездіяльність призводить до збільшення рівня жиру в крові та стійкості до інсуліну, що погіршує імунну систему.

М’язи атрофуються

За відсутності сили тяжіння м’язи нижніх кінцівок і спини перестають використовуватися: вони слабшають.

Зір нечіткий

Внутрішньочерепний тиск спричиняє втрату поля зору та зниження гостроти.

Кістки слабшають

Щільність мінеральних речовин у кістках зменшується на 1 - 2% на місяць: вони втрачають масу і псуються.

Серцево-судинна система старіє

За півроку артерії старіють від двадцяти до тридцяти років: їх стінки потовщуються і стають жорсткими.

Метаболізм стає невдалим

М’язи атрофуються

За відсутності сили тяжіння м’язи нижніх кінцівок і спини перестають використовуватися: вони слабшають.

"Відповідно до сучасних знань про космічну фізіологію, астронавти прибудуть живими на Марс, але вони будуть у такому поганому стані, що не зможуть з цим нічого зробити".

Результати остаточні. "Відповідно до сучасних знань у космічній фізіології, астронавти прибудуть живими на Марс, але вони будуть у такому жалюгідному стані, що не зможуть з цим нічого зробити", попередження П'єр Деніз, декан медичного факультету та президент Університету Кан.

Невміння стояти, ризик переломів та синкопе, погіршення зору, розлади нервової системи ... Через кілька місяців у космосі астронавти більше не матимуть нічого з гордих авантюристів, якими вони були на посадці.

Несправності з’являються дуже швидко

Після півроку при нульовій гравітації астронавти (тут Саманта Крістофоретті, у 2015 році) вже не можуть вистояти! З моменту першого перебування на борту МКС в 2000 році накопичувались дані, що виявляють пошкодження, які виникають протягом перших днів перебування на орбіті (праворуч, Кріста Маколіфф під час тренувань з мікрогравітації, в 1986 році).

Хмільні зображення левітації з Міжнародної космічної станції (МКС) або невагомі польоти вводять в оману. Ми не змушені плавати в повітрі. Сформоване земною гравітацією, наше тіло зазнає важких наслідків, як тільки покидає землю. Всі разом вони схожі на ... прискорене старіння (див. Протилежне) !

Поінформованість останнім часом. Це робилося поступово, вивчення за дослідженням, починаючи з першої експедиції людини на борту МКС у 2000 р. З кожною місією, завдяки моніторингу астронавтів-морських свинок науковими групами на місцях, з’являються нові фізичні та фізіологічні дані. накопичуються, надалі виявляючи згубні наслідки тривалого перебування в космосі.

Саме під час поїздки, на судні при постійному вільному падінні і, отже, за відсутності сили тяжіння, пошкодження є найважливішим. Литки півня і набряклі обличчя ... Кілька днів у космосі достатньо, щоб спостерігати перші перетворення на виліпленому тілі космонавтів. Атрофія м’язів, особливо в нижніх кінцівках, які стали непотрібними, безумовно, є найбільш відчутним ефектом. Але в цілому все відбувається так, ніби всі рідинні маси тіла - кров, лімфа, міжклітинна рідина ... - розподіляються по-різному, в результаті внутрішньочерепної гіпертензії та гіпопресії в нижніх кінцівках.

Мінерали, що містяться в колагенових матриксах кісток, не застраховані від цього явища. Деякі астронавти відчувають понад 20% втрати кісткової маси за півроку. "Ми спостерігаємо за його початком з першого місяця. І ситуація з часом погіршується. Від чотирьох до шести місяців ці втрати кісткової тканини значні і особливо локалізовані в так званих кістках-носіях: хребті та всіх нижніх кінцівках, таких як як стегнова кістка і гомілка ", повідомляє Лоуренс Віко, фахівець зі скелетів в Інсермі.

Серцево-судинна система далека від пощади. Стінки сонної та стегнової артерій зазнають значного потовщення та затвердіння. "Вони старіють від двадцяти до тридцяти років за півроку", говорить Філіп Арбей, директор відділу медицини та просторової фізіології в Університеті Тура. На думку фахівців, отже, команда старожилів висадиться на Марсі або де-небудь ще в космосі. !

До всього іншого, космічний мандрівник страждає від порушень обміну речовин, таких як резистентність до інсуліну, що призводить до стану переддіабету та гіперліпідемії (високий рівень жиру в крові). Експерименти, проведені на Землі, в яких добровольці шістдесят днів лежали, голови трохи нижче їхніх ніг під кутом - 6 °, імітуючи таким чином вплив невагомості, підтверджували ці порушення.

"Ми обираємо дуже здорові, спортивні профілі без генетичної схильності до ожиріння або діабету., уточнює Одрі Бергуйньян, спеціаліст з питань харчування в Мультидисциплінарному інституті імені Губерта Кур'єна у Страсбурзі.

Ми контролюємо споживання їжі, щоб уникнути збільшення ваги ... Однак наші морські свинки розвивають метаболічні профілі, подібні до тих, що мають люди з ожирінням та діабетом 2 типу; це дивно! "

ПОТРІБНА ІНТЕНСИВНА РЕАБІЛІТАЦІЯ

Врешті-решт, весь метаболізм людини стає невдалим. Звичайно, були вжиті певні контрзаходи: астронавти вклоняються двом годинам занять спортом щодня (їзда на велосипеді, біг на біговій доріжці тощо), щоб обмежити атрофію м’язів; вони можуть носити «штани Тхібіс», одяг, обшитий електронікою, що використовується з перших космічних місій, щоб залучити приплив крові до ніг та полегшити серце та артерії; їм також потрібно дотримуватися дієтичної дієти або приймати ліки (включаючи коктейлі з антиоксидантними та протизапальними властивостями). Але цього недостатньо.

Як доказ - досить просто: їхній фізичний стан після шести місяців перебування на борту МКС. "Коли вони повернуться на Землю, ми повинні витягти їх із капсули Союз. Потім вони отримують користь від інтенсивної реабілітації, пристосованої до їх втрат, і протягом трьох тижнів вони не мають права керувати автомобілем або здійснювати трансатлантичний рейс. Чи зможуть вони самостійно вийти з транспортного засобу на Марсі? Чи одужають? Я не знаю…", турбує Бріжит Годар, лікар-космонавт Європейського космічного агентства, яка відповідає, зокрема, за медичне спостереження Томаса Песке, який зараз знаходиться на борту станції.

ДВІ ГОДИНИ СПОРТУ НА ДЕНЬ ДЛЯ ОБМЕЖЕННЯ ШКОДИ
Для протидії впливу невагомості на м’язи і, меншою мірою, на кістки, космонавти поєднують вправи на витривалість (їзда на велосипеді, бігова доріжка) та вправи на опір (силові тренування тощо) ... але цього недостатньо.

Гірше, деякі спортивні заходи, такі як вправи на опір, які є досить ефективними для обмеження втрати м’язів та кісткової тканини, посилюють проблеми. Космонавти не тільки дуже швидко втрачають вагу, коли прибувають на МКС, як через космічну хворобу (нудота, діарея тощо) протягом перших трьох днів, так і через зменшення дієти, вони не можуть компенсувати витрати енергії, спричинені фізичним вправа.

"Вони можуть втратити до 5 кг на місяць, висловлює жаль з приводу Одрі Бергуйньян. За такої швидкості вони не прибудуть цілими на Марс ". Нові директиви, як правило, обмежують вправи місяцем до прибуття та надають перевагу харчовим добавкам ... Але тоді фуд м'язи та кістки? Змія кусає хвіст.

Тим паче, що до всіх цих проблем додаються й інші ефекти, які, якщо вони менш важливі, не менш тривожні для безперебійного виконання марсіанської місії. Вони дійсно можуть спричинити людські помилки, які можуть поставити під сумнів надійність технічних операцій. "Протягом останніх двох років неодноразово американці спостерігали помилки в судженнях ідеально підготовлених астронавтів під час ручних маневрів"., стосується Філіппа Арбея.

Причиною є втрата зору, яка у більшості випадків оборотна, але вражає 60% космонавтів. А також нервова система, на яку впливає невагомість - чого і слід було очікувати ... ця саме базується на сприйнятті земного тяжіння. Це стосується вестибулярної системи внутрішнього вуха, центральної рівноваги та орієнтації, а також пропріоцептивної системи. "Кілька типів чутливих датчиків у суглобах дозволяють здійснювати дрібні рухи та досить широкі координаційні дії., пояснює Бріджит Годар. Однак після повернення на Землю ці датчики зазнають впливу ". Занепокоєння, коли ми знаємо, що команда, яка висадиться на Марсі, повинна буде взяти все самостійно ...

Чи зможуть космонавти самостійно вийти з транспортного засобу на Марсі? Чи одужають? Не знаю ... - БРІЖІТ ГОДАРД, лікар-астронавт з Європейського космічного агентства

БРИЖІТ ГОДАРД
Лікар-космонавт Європейського космічного агентства
Чи зможуть космонавти самостійно вийти з машини на Марсі? Чи одужають? Я не знаю…

Серед цього вражаючого списку пошкоджень фахівці вважають, що найбільше турбує втрата кісткової маси. І з поважної причини: це єдиний момент, який є частково незворотним. "Деякі космонавти все ще мають проблеми через рік після повернення додому, підтверджує Лоуренс Віко.

Крім того, після шести місяців і більше космічних подорожей ми ніколи не застраховані від травм, які можуть призвести до перелому кістки. Як би це відремонтувалося в марсіанських умовах ... Ми не маємо уявлення ". Але навіть зворотні явища викликають занепокоєння. Тому що вони будуть на Марсі? Хороша новина полягає в тому, що на Червоній планеті існує сила тяжіння. Погана новина полягає в тому, що вона втричі менша за земну. Як реагуватиме тіло при виході з судини? Важко пережити це перед великою поїздкою. Однак дослідники зробили оцінки: "Третини нашої сили тяжіння було б достатньо, щоб не викликати значних порушень у здоровому тілі.з іншого боку, це не призведе до оборотності вже встановлених явищ ", резюмує П’єр Деніз. Словом, стан sine qua non життєздатної марсіанської місії передбачає ... прибуття астронавтів у прекрасній формі.

Штучне тяжіння ЗАВЖДИ ІСНУЄ ТІЛЬКИ НА ПАПЕРІ
NASA вивчає плани щодо космічних кораблів, які, повернувшись до себе, генеруватимуть силу, порівнянну з гравітацією: модуль Nautilus-X (вгорі) може бути підключений до МКС; AG-Cycler (зліва) літають автономно. Але їх вартість залишається нездоланною перешкодою.

"ЛЮДСЬКИЙ ЦЕНТРИФУГ"

Тому альтернативи немає: ми повинні знайти спосіб генерування штучної гравітації під час подорожі. Це можливо. У просторі обертання судини може завдяки відцентровому ефекту генерувати силу, порівнянну з гравітацією. Цей принцип багато разів детально викладався в художній літературі - про що свідчить гігантське обертове кільце корабля. Гермес з фільму Поодинці на Марсі. Це навіть серйозно вивчається в більш економічному варіанті. Таким чином, NASA детально розробило конструкцію судна з двох частин, з'єднаних кабелем і обертових відносно один одного. Але ця робота на даний момент залишається теоретичною: такий варіант передбачає концептуальне скидання суден і, отже, непереборні витрати.

Залишається одне останнє рішення: інтегрувати пристрій, який обертає тіло всередині посудини - своєрідну центрифугу для людини! Ця ідея була прийнята в дуже всеосяжному сценарії місій Марсія, опублікованому в 2004 році Європейським космічним агентством. А з 2007 року Інститут космічної медицини та фізіології в Тулузі оснащений такою центрифугою діаметром 7 м, яку можна інтегрувати в посудину.

"Це рішення сприймається дедалі серйозніше, реагує П’єр Деніз. Мова йшла б про те, щоб регулярно піддавати астронавтів впливу центрифуги з довгими руками, що відтворюють удвічі більше земної гравітації ". За винятком того, що сьогодні єдина центрифуга, яка мала місце на борту МКС, призначена для ... мишей. І що жодне із суден, передбачених для пілотованої місії на Марс, ані проекти NASA, ані навіть міжпланетний космічний корабель SpaceX не інтегрують цю опцію ... Якщо ми не хочемо перетворити космічну мрію в кошмар, нам доведеться переглянути плани.