Šiuo metu „Artemis II“ įgula, apskriejusi Mėnulį, keliauja atgal, link Žemės, ir naktį iš penktadienio į šeštadienį turėtų nusileisti Ramiajame vandenyne. Baigusi kelionę, keturių astronautų komanda kosmose iš viso bus praleidusi 10 dienų – kur kas mažiau nei astronautai, gyvenantys Tarptautinėje kosminėje stotyje. Vis dėlto „Artemis II“ yra toliausiai į kosmosą nuskridusi pilotuojama misija – tokioje kelionėje pasitinka ne tik įspūdingi Mėnulio vaizdai, bet ir sveikatai nepalankios aplinkos sąlygos.
Po daugiau nei 53 metų nuo paskutinės „Apollo“ misijos žmonės sugrįžo prie Mėnulio su „Artemis II“ misija. Per ją trys amerikiečiai ir vienas Kanados astronautas apskrido Žemės palydovą. Tačiau tai tik „Artemis“ programos pradžia. 2028 m. NASA planuoja žmonių nusileidimą Mėnulyje. Ilgalaikis „Artemis“ programos tikslas – pilotuojamas skrydis į Marsą. Ši publikacija – žmonių sugrįžimui į Mėnulį skirto ciklo dalis.
Kitas publikacijas skaitykite čia.
STRAIPSNIS TRUMPAI
- Palikę Žemę astronautai susiduria su fiziniais išbandymais: pradeda retėti kaulai, nykti raumenys, taip pat nukenčia regėjimas ir t. t.
- Tolstant nuo Žemės magnetinio lauko apsaugos, astronautus pasiekiančios spinduliuotės dozės gali būti iki 700 kartų didesnės nei Žemėje, tad žymiai lengviau vystosi vėžys.
- Kosminiai skrydžiai vyrus ir moteris veikia skirtingai.
- Siekiant ištirti kosminės spinduliuotės poveikį moters kūnui, 2022 m. „Artemis I“ misijos metu erdvėlaivyje skrido du pagal moterų fiziologiją sukurti manekenai su daugybe jutiklių.
- Kosmose atliekami žmonių organizmo stebėjimai gali būti naudingi ir Žemėje.
Tarptautinėje kosminėje stotyje astronautai gali praleisti mėnesių mėnesius ar netgi metus – štai amerikiečių astronautas Scottas Kelly ten išbuvo net 520 dienų. Tuo metu „Artemis II“ misijos trukmė – dešimt dienų.
„Tarptautinė kosminė stotis vis dar yra arti Žemės – ten lengviau palaikyti ryšį, daugiau apsaugos nuo radiacijos, todėl ir astronautai gali ten išdirbti gana ilgą laiką. „Artemis II“ misijoje astronautai skrenda daug toliau – link Mėnulio. Tai reiškia dar didesnį atstumą nuo Žemės, daugiau radiacijos, stipresnį izoliacijos jausmą ir apskritai sudėtingesnes sąlygas. Kitaip sakant, jei Tarptautinė kosminė stotis jau yra iššūkis, „Artemis“ misijos tą iššūkį dar labiau sustiprina“, – pasakoja Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto doc. Nora Šlekienė.
Nors nuotraukose užfiksuotos kosmoso platybės, galaktikos, ūkai, tolimos žvaigždės stebina grožiu, iš tiesų už mūsų planetos ribų esanti erdvė nėra itin palanki žmonėms. Pakilus nuo Žemės paviršiaus tenka atsisveikinti su nuo kosminės spinduliuotės saugančia atmosfera, gravitacija ir deguonimi.
Kenčia kaulai, raumenys, miegas
Palikę Žemę, astronautai susiduria su fiziniais išbandymais – mūsų kūnai pripratę prie Žemės gravitacijos, tad jos nebelikus pradeda retėti kaulai, nykti raumenys.
„Kadangi nėra gravitacijos, kūnas nebeturi priežasties kaulus ir raumenis „laikyti stiprius“, todėl kaulai pradeda retėti, silpnėja raumenys, o ir širdis dirba mažiau, šiek tiek „atsipalaiduoja“, – teigia pašnekovė.
Todėl astronautai privalo nuolat sportuoti ir rūpintis savo organizmu – „Orion“ kapsulėje tam įrengtas specialus treniruoklis, imituojantis irklavimo ir svorio kilnojimo judesius.
„Buvimas kosmose žmogui yra tikrai didelis išbandymas – ir ne tik dėl to, kad ten nėra gravitacijos. Taip, mikrogravitacija (nesvarumo būsena – LRT) yra vienas pagrindinių veiksnių, bet tuo viskas tikrai nesibaigia“, – komentuoja N. Šlekienė.
Astronautai turi vartoti tokius papildus, kaip kalcis, vitaminas D, baltymai, antioksidantai. Anot mokslininkės, palikus Žemę, pasikeitusi aplinka taip pat stipriai paveikia ir mūsų orientaciją, erdvės suvokimą – dėl to pradžioje astronautus apima sutrikimo jausmas, gali net pykinti.
„Kadangi kosmose nėra nei viršaus, nei apačios, smegenims reikia iš naujo išmokti suprasti erdvę. Dėl to pradžioje atsiranda sumišimas, galvos svaigimas – panašiai, kaip ilgiau pabuvus su 3D ar virtualiosios realybės akiniais, tik daug stipriau. Tai yra didelis krūvis mūsų vestibuliariniam aparatui“, – pasakoja N. Šlekienė.
Didžiausi iššūkiai kosmose, kalbant apie žmogaus kūną, kyla ne vienam konkrečiam organui, o kelioms sistemoms iš karto. Be kaulų, raumenų ir pusiausvyros, nukenčia ir regėjimas.
„Dar vienas dalykas – skysčiai kūne. Jie pasiskirsto visame kūne vienodai, todėl veidas, kuriame paprastai būna mažiau skysčių, gali atrodyti patinęs. Tai vadinamasis „mėnulio veido“ efektas, ir tai net gali paveikti regėjimą“, – priduria pašnekovė.
Palikus Žemės atmosferą, susiduriama su daug didesne radioaktyviąja spinduliuote, kuri gali padidinti vėžio ir retų vėžinių ligų riziką.
„Kosminė spinduliuotė laikoma pagrindiniu pavojumi žmonių sveikatai tiriamosiose kosmoso misijose. Tolstant nuo Žemės magnetinio lauko apsaugos, spinduliuotės dozės gali būti iki 700 kartų didesnės nei Žemėje. Energingos dalelės gali prasiskverbti pro metalą bei plastiką ir paveikti žmogaus ląsteles (mutuoja jų DNR – LRT)“, – pasakoja Vilniaus universiteto fizikė teoretikė dr. Mažena Mackoit-Sinkevičienė.
Taip pat yra efektų, apie kuriuos rečiau pagalvojama, pavyzdžiui, kritusi miego kokybė.
„Sutrinka miegas, nes, tarkime, Tarptautinėje kosminėje stotyje per parą gali pamatyti daugybę saulėtekių. Taip pat kosmose didesnis radiacijos poveikis, vietos yra labai ribotai, o visa aplinka dirbtinė“, – pastebi N. Šlekienė.
Kuo toliau nuo Žemės skrendama, tuo pokyčiai dar stipriau juntami. Tačiau fiziniai elementai – ne viskas, su kuo susiduria astronautai.
„Ne mažiau svarbus ir psichologinis aspektas. Astronautai yra labai toli nuo šeimos ir draugų – turbūt tai vienas tolimiausių darbų, kokį tik galima įsivaizduoti. Jie gyvena uždaroje erdvėje, su tais pačiais žmonėmis, valgo specialų, gana monotonišką „astronautų maistą“, kuris gal ir atrodo įdomiai pirmas kelias dienas, bet vėliau gali pradėti varginti. Visa tai gali kelti stresą, todėl psichologinis pasiruošimas yra labai svarbus“, – teigia mokslininkė.
Vyrus ir moteris veikia skirtingai
„Artemis II“ taip pat yra pirmoji misija, kurios metu aplink Mėnulį keliavo moteris, – „Apollo“ misijų įgulas sudarė vien vyrai. Tiek vyrai, tiek moterys patiria jau minėtą didelį kaulų tankio sumažėjimą, širdies ir kraujagyslių sistemos pokyčius, stresą. Tačiau, kaip pasakoja Molėtų astronomijos observatorijos vadovė habil. dr. Gražina Tautvaišienė, kosminiai skrydžiai vis dėlto vyrus ir moteris veikia skirtingai.
„Pastebimai skiriasi fiziologinė adaptacija, nors abiejų lyčių atstovai susiduria su panašia bendra rizika. Tyrimai rodo, kad vyrai yra labiau linkę į regėjimo problemas, o moterys gali patirti didesnius kraujospūdžio sutrikimus po nusileidimo“, – pasakoja astrofizikė.
Tyrimai taip pat rodo, kad moterys gali būti atsparesnės ilgalaikių kosminių skrydžių sukeltam stresui. Tačiau taip pat žinoma, kad moters kūnas paprastai yra jautresnis jonizuojančiajai spinduliuotei. Kalbant apie žalingą kosminės spinduliuotės poveikį, manoma, kad krūtys ir kiaušidės turi didesnę vėžio išsivystymo riziką.
Vis dėlto duomenų apie kosminės spinduliuotės poveikį moters kūnui yra nedaug, todėl 2022 m. „Artemis I“ misijos metu, aplink Mėnulį skriejant „Orion“ kapsulei be žmonių, viduje buvo ir du moteriški manekenai – Helga ir Zohar.
„Helga ir Zohar atliko itin svarbų vaidmenį užpildant šią žinių spragą. Jos buvo aprūpintos daugybe detektorių, skirtų nustatyti rizikas, su kuriomis ateityje gali susidurti moterys astronautės“, – pasakoja M. Mackoit-Sinkevičienė.
Plastikiniuose manekenuose buvo įrengta daugiau kaip po 5 600 jutiklių, skirtų jonizuojančiosios spinduliuotės apkrovai matuoti skrydžio aplink Mėnulį metu. Saulės pliūpsniai per trumpą laiką gali sukelti labai dideles spinduliuotės dozes.
„Helga ir Zohar patyrė du intensyvios spinduliuotės pliūpsnius – pirmosiomis valandomis po pakilimo ir grįžtant į Žemę. Manekenai imitavo moteris. Jie sudaryti iš 38 specifinių medžiagų sluoksnių, atkartojančių kaulų, raumenų ir organų tankį. Panašūs manekenai naudojami ligoninėse siekiant tiksliai nustatyti radiacijos dozes vėžio terapijose“, – komentuoja fizikė.
Maždaug 5 600 mažų kristalų buvo tolygiai paskirstyti manekeno labiausiai spinduliuotei jautriose kūno vietose: plaučiuose, skrandyje, gimdoje ir kaulų čiulpuose. Šie kristalai kaupė jonizuojančiąją spinduliuotę ir padėjo sudaryti jos poveikio žmogaus kūnui žemėlapį. Kol tūkstančiai pasyvių dozimetrų fiksavo spinduliuotės dozę nuo paleidimo iki sugrįžimo į Žemę, 34 baterijomis maitinami detektoriai kas penkias minutes visos misijos metu matavo spinduliuotės dozę tiek manekenų „odoje“, tiek „vidaus organuose“.
„Pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų manekenų tas, kad Zohar vilkėjo apsauginę liemenę nuo radiacijos, o Helga – ne. Pagaminta iš polietileno, kuris geriau sulaiko kenksmingus protonus, liemenė visiškai dengė Zohar kūną. Lygindami jos gautą spinduliuotės dozę su neapsaugotos Helgos duomenimis, mokslininkai siekia suprasti, kaip geriau apsaugoti būsimas įgulas“, – komentuoja M. Mackoit-Sinkevičienė.
Padeda suprasti ligas Žemėje
Kosmose labiausiai stebima astronautų širdies veikla, kraujospūdis, raumenų ir kaulų būklė, taip pat miegas, pusiausvyra bei bendri organizmo rodikliai, tokie kaip kūno svoris, mityba, kraujo rodikliai, kad būtų galima sužinoti, kaip kūnas prisitaiko prie neįprastų sąlygų. Šie stebėjimų duomenys pravartūs ne tik kosmose, bet ir Žemėje.
„Kosmose galima pamatyti, kaip žmogaus organizmas veikia itin ekstremaliomis sąlygomis – tarsi pagreitintai. Tarptautinėje kosminėje stotyje nuolat atliekami įvairūs medicininiai tyrimai: tiriamos ląstelės, mikroorganizmai, augalai, vaistų veikimas ir net naujos jų formos. Kadangi ten nėra gravitacijos, procesai vyksta kitaip, todėl mokslininkai gali geriau suprasti ligas ir jų mechanizmus“, – pasakoja N. Šlekienė.
Pavyzdžiui, kaulų retėjimas kosmose padeda geriau tirti osteoporozę, raumenų silpnėjimas – įvairias raumenų ligas, o imuninės sistemos pokyčiai padeda suprasti, kaip organizmas kovoja su infekcijomis.
„Kosmose buvo sukurta ar patobulinta nemažai dalykų, kurie naudojami ir Žemėje: nuo medicininių technologijų iki tam tikrų medžiagų ar net vaistų kūrimo metodų. Mikrogravitacijoje galima išauginti stabilesnes vaisto kristalines formas. Pavyzdžiui, „Ritonavir“, vienas pirmųjų veiksmingų vaistų nuo AIDS, po sėkmingo pasirodymo rinkoje susidūrė su problema dėl to, kad buvo skirtingų mažiau efektyvių jo formų. Tačiau vėliau kosmose buvo tiriama ir išgauta stabilesnė III forma. Kosminė aplinka leidžia kurti saugesnius ir veiksmingesnius gydymo ne tik nuo AIDS, bet ir nuo kitų virusinių ligų būdus“, – pabrėžia mokslininkė.
Kosmoso tyrimai taip pat labai prisidėjo prie kai kurių technologijų plėtojimo, patobulinimo ir pritaikymo Žemėje.
„Tai yra natūralu – paprastai projektai ar misijos, kurias plėtoja kosmoso agentūros, yra labai gerai finansuojamos, juose dirba didelė komanda ne tik kosmose, bet ir Žemėje. Pavyzdžiui, nors infraraudonųjų spindulių technologijos neatsirado kosmose – jos buvo kuriamos ir anksčiau, būtent kosmoso misijos jas „pagimdė iš naujo“, kai atsirado poreikis itin tiksliai matuoti temperatūros skirtumus ir stebėti objektus iš toli“, – pasakoja N. Šlekienė.
Vėliau šie patobulinimai persikėlė ir į mediciną – šiandien infraraudonųjų spindulių technologijos naudojamos termovizijai, temperatūros matavimams ar kraujotakai stebėti. Kaip dar vieną technologijos, kuri buvo ištobulinta kosmoso pramonėje, pavyzdį N. Šlekienė pateikia 3D spausdinimą.
„3D spausdinimas tapo labai svarbus todėl, kad į kosmosą negali pasiimti visų reikalingų detalių – jas reikia pasigaminti vietoje. Dėl to ši technologija buvo smarkiai patobulinta, o dabar ji plačiai naudojama medicinoje – kuriami protezai, implantai, net individualiai pritaikytos detalės pacientams“, – komentuoja pašnekovė.
Stebint astronautų sveikatą atsirado telemedicina ir įvairūs nešiojamieji jutikliai, kurie dabar naudojami kasdien, pavyzdžiui, širdies ritmui ar kitiems rodikliams sekti.
„Net medicininiai vaizdai, tokie kaip magnetinio rezonanso ar kompiuterinė tomografija, tapo tikslesni, nes buvo pritaikyti metodai, kurie pirmiausia buvo sukurti kosminiams vaizdams analizuoti. Kitaip tariant, sprendimai, sukurti astronautams, šiandien padeda gydyti žmones čia, Žemėje“, – apibendrina N. Šlekienė.
