Πώς θα επηρεάσει η βαρύτητα στον Άρη τους ανθρώπους; Μια νέα μελέτη αποκαλύπτει μια ένδειξη.

Η NASA και η Εθνική Διαστημική Υπηρεσία της Κίνας (CNSA) σχεδιάζουν να στείλουν αστροναύτες στον Άρη ήδη την επόμενη δεκαετία.

Φυσικά, αυτός ο φιλόδοξος στόχος απαιτεί μεγάλο προγραμματισμό, έρευνα, καθώς και την πρόβλεψη και προετοιμασία για όλες τις πιθανές προκλήσεις εκ των προτέρων. Μεταξύ αυτών, η υγεία και η ασφάλεια των αστροναυτών είναι πρωταρχικής σημασίας.

Εκτός από τους κινδύνους που σχετίζονται με τους μεγάλους χρόνους διέλευσης – την ακτινοβολία και τις επιπτώσεις των μεγάλων περιόδων στη μικροβαρύτητα – υπάρχει το θέμα του ίδιου του Άρη.

Εκτός από την έκθεση σε υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας, η βαρύτητα του Άρη είναι περίπου το 38 τοις εκατό της γήινης βαρύτητας.

Αυτό έχει τη δυνατότητα να οδηγήσει σε μακροπρόθεσμους κινδύνους για την υγεία. Μια διεθνής ομάδα ερευνητών μελετά επί του παρόντος πώς η βαρύτητα του Άρη θα επηρεάσει μια βασική πτυχή της ανθρώπινης υγείας: τους σκελετικούς μύες.

Αυτός ο μυς, ο οποίος είναι ο πιο άφθονος ιστός στο ανθρώπινο σώμα (που αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 40 τοις εκατό της συνολικής μάζας σώματος), είναι απαραίτητος για την κίνηση και τη μεταβολική υγεία.

Επιπλέον, αυτός ο ιστός είναι ιδιαίτερα ευαίσθητος και η χαμηλότερη βαρύτητα θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε σημαντική απώλεια μυϊκής δύναμης, μεγέθους και απόδοσης. Είναι επομένως σημαντικό να καθοριστεί πώς θα πάει αυτός ο μυϊκός ιστός στο περιβάλλον του Άρη.

Η ερευνητική ομάδα απαρτιζόταν από επιστήμονες από το Ινστιτούτο Ιατρικής του Πανεπιστημίου της Τσουκούμπα, τον Οργανισμό Ιατρικής Megabank Tohoku, το Κέντρο Προηγμένων Ερευνών για Καινοτομίες στην Ιατρική Επόμενης Γενιάς (INGEM), το Ιατρικό Κέντρο Beth Israel Deaconess, το Νοσοκομείο Brigham and Women’s, το Japan Aerospace Exploration Centre, UJAXA and Multiple Exploration Agency πανεπιστήμια.

Τα αποτελέσματα της έρευνάς τους εμφανίστηκαν στο περιοδικό Προόδους της Επιστήμης.

Για το πείραμά τους, η ομάδα μελέτησε πώς η χαμηλότερη βαρύτητα επηρέασε τον σκελετικό μυϊκό ιστό σε 24 ποντίκια που στάλθηκαν στην πειραματική ενότητα Kibo της JAXA.

Αυτά τα ποντίκια τοποθετήθηκαν στη συνέχεια σε μια συσκευή φυγόκεντρου που αναπτύχθηκε από την JAXA που ονομάζεται Multiple Artificial-Gravity Research System (MARS), όπου υποβλήθηκαν σε τέσσερα διαφορετικά επίπεδα βαρύτητας – μικροβαρύτητα, 0,33 g, 0,67 g και 1 g σε μια περίοδο 28 ημερών.

Τα ποντίκια υποβλήθηκαν σε δοκιμές πριν από την πτήση πριν από την εκτόξευση στο Διαστημικό Κέντρο Κένεντι της NASA, όπου επιστράφηκαν για δειγματοληψία μετά την πτήση.

Αυτά τα δείγματα εξετάστηκαν στη συνέχεια από επιστήμονες στο Εργαστήριο Μεταβολισμού και Βιολογίας Μυών (MMBL) στο Τμήμα Διατροφής του Πανεπιστημίου του Ρόουντ Άιλαντ (URI). Όπως επιβεβαίωσε η καθηγήτρια Marie Mortreux, η οποία ηγείται του MMBL, σε μια είδηση ​​του Rhody Today:

“Ενώ μπορούμε να προσομοιώσουμε τη διαστημική πτήση στη Γη στους ανθρώπους, είναι εξαιρετικά περίπλοκη και δαπανηρή. Έχουμε φυγόκεντρες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εκθέσουν προσωρινά τους ανθρώπους σε ορισμένα επίπεδα βαρύτητας, αλλά δεν είναι ομοιογενές ούτε σταθερό.

Χρησιμοποιήσαμε επίπεδα βαρύτητας που ήταν εξίσου διαχωρισμένα για να έχουμε καλύτερη εικόνα της δόσης-απόκρισης κάθε συστήματος στη βαρύτητα. Η ομάδα δοκιμής που εκτέθηκε σε 0,33 g ήταν εξαιρετικά κοντά στην αρειανή βαρύτητα (0,38 g). Τα ευρήματά μας για αυτήν την ομάδα μπορούν να μεταφραστούν σε ενέργειες που θα επιτρέψουν την εξερεύνηση του Άρη».

Η Mortreux και η ομάδα της ανέλυσαν το βάρος, τη δύναμη και την κίνηση των ποντικών μόλις επέστρεψαν στο Διαστημικό Κέντρο Κένεντι της NASA. Η ανάλυσή τους έδειξε ότι 0,33 g μετριάζουν τη μυϊκή ατροφία που προκαλείται από διαστημικές πτήσεις, με πλήρη πρόληψη στα 0,67 g.

Μέτρησαν επίσης τη δύναμη λαβής των μπροστινών άκρων των ποντικών χρησιμοποιώντας μυογραφία ηλεκτρικής σύνθετης αντίστασης (EIM), η οποία έδειξε ότι 0,67 g ήταν επαρκή για τη διατήρηση της μυϊκής απόδοσης.

Τα αποτελέσματά τους έδειξαν συλλογικά ότι τα 0,67 g είναι ένα κρίσιμο όριο για τον μετριασμό της μυϊκής ατροφίας που προκαλείται από παρατεταμένη διαστημική πτήση.

Επιπλέον, μια ανάλυση του πλάσματος του αίματος των ποντικών εντόπισε 11 μεταβολίτες που έδειξαν αλλαγές εξαρτώμενες από τη βαρύτητα, υποδηλώνοντας ότι θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως πιθανοί βιοδείκτες για την παρακολούθηση των φυσιολογικών προσαρμογών στους αστροναύτες.

Αυτή η εργασία βασίζεται σε προηγούμενη έρευνα που έκανε ο Montreux με την καθηγήτρια Mary Bouxsein (συν-συγγραφέα της μελέτης) στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ.

Ενώ ο Bouxsein ανέπτυξε το επίγειο μοντέλο μερικής βαρύτητας ποντικιού στις αρχές της δεκαετίας του 2010, το Montreux ανέπτυξε το μοντέλο μερικής βαρύτητας αρουραίου στο Χάρβαρντ. Ως εκ τούτου, και οι δύο γνωρίζουν καλά την επίδραση που έχουν τα διαφορετικά επίπεδα βαρύτητας στους μυοσκελετικούς ιστούς.

«Δεδομένου ότι αυτή η αποστολή είχε ως στόχο να αξιολογήσει τη βαρύτητα ως συνέχεια, ήμασταν σε τέλεια θέση για να δούμε εάν τα επίγεια αποτελέσματά μας είχαν παρόμοια αποτελέσματα όταν εφαρμόστηκε μειωμένη μηχανική φόρτιση σε τροχιά», δήλωσε ο Montreux.

“Η συνεργασία με μια διεθνή ομάδα ήταν προκλητική και συναρπαστική. Νομίζω ότι η εμπειρία μου από τη δουλειά στην Ιταλία, τη Γαλλία και τις Ηνωμένες Πολιτείες με προετοίμασε για αυτές τις μεγάλης κλίμακας συνεργασίες.”

Ένα στοιχείο από αυτήν τη μελέτη είναι ότι οι μελλοντικές αποστολές στον Άρη θα πρέπει να προσέχουν τον μετριασμό της απώλειας σκελετικών μυών κατά τη μακροχρόνια διέλευση μεταξύ Γης και Άρη.

Οι αστροναύτες πραγματοποιούν τακτικές επιστημονικές επιχειρήσεις και πρέπει να διατηρήσουν την κινητικότητα και τη μυϊκή τους δύναμη. Το ίδιο ισχύει και για τη σωματική τους υγεία κατά την επιστροφή τους στη Γη.

Σχετικά: Η διαστημική πτήση μπορεί να αλλάξει τη θέση του ανθρώπινου εγκεφάλου, ευρήματα μελέτης

Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι οι περιστρεφόμενοι κορμοί θα ήταν μια σοφή προσθήκη σε οποιαδήποτε μελλοντικά σχέδια διαστημικών πτήσεων, a la της NASA Μη ατμοσφαιρική καθολική μεταφορά που προορίζεται για μακρά εξερεύνηση των Ηνωμένων Πολιτειών (NAUTILUS-X) και παρόμοιες πτυχές.

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά από το Universe Today. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.