Űrélettan

Rengeteg dolgot ismerünk az űrkutatás technikai hátteréről. De mi a helyzet az emberi tényezővel, az űrhajósokkal? Hogyan hat rájuk az űrutazás?

Kevés szó szokott esni az űrutazás élettani és biológiai hátteréről és következményeiről. Ahhoz, hogy valakiből űrhajós váljon, számos kritériumnak kell megfelelnie, melyek a célja a legalkalmasabb személy(ek) kiválasztása. Miért van szükség ilyen szigorú kiválogatásra? Az űr egy veszélyes hely, mindig történhetnek váratlan helyzetek, melyeket higgadtan és hidegvérrel kell tudni megoldani. Ezért egy olyan személy, aki kevésbé bírja a stresszhelyzetet vagy az űr okozta élettani változások miatt munka- és cselekvőképtelenné válik, az a társai és saját életét veszélyezteti. Ezért fontos, hogy az alkalmatlan embereket kiszűrjük.

Az űr az élettel összeegyeztethetetlen környezet, mivel eltérő a gravitációs hatás, körülbelül –200 Celsius-fok van kint, nincsen légnyomás, se oxigén, illetve atmoszféra hiányában a kozmikus sugárzás közvetlenül éri az ott tartózkodókat. Megfelelő védőfelszerelés nélkül pár másodperc alatt meghal az ember.

Ha egy űrhajós a Nemzetközi Űrállomáson (International Space Station, ISS) tartózkodik, akkor a gravitáció nem a Föld középpontja felé fogja mozgatni, hanem Föld körüli pályán tartja „szabadesésben”. Ez okozza a súlytalanságnak nevezett helyzetet. Ilyenkor a fellépő gyorsulások a földfelszíni nehézségi gyorsulásnak csupán a töredékét teszik ki. A súlytalanság hatására különböző rövid és hosszú távú adaptációs folyamatok mennek végbe az emberi testben. A keringési, mozgásszervi és idegrendszer egyaránt érintett az alkalmazkodásban. Ezek közül szeretnék párat megemlíteni.

(Forrás: NASA)

Rövid távú hatások

Az első napokban az idegrendszerben lesz érezhető a változás és kialakul a Space Motion Sickness, azaz az űrbeli mozgásbetegség, amely az egyensúlyszervünk normális működése felborulásának az következménye. A belső fülünkben lévő három félkörös ívjárat, illetve a labirintus szervünk az egyensúly-érzékelésért és a térbeli pozíció meghatározásáért felelnek. Ezekben az apró, de komplex szervekben folyadék található, amely a súlytalanság hatására eltérően fog áramlani, így szédülést, hányingert és hányást fog előidézni az űrhajósnál. Szerencsére van megfelelő gyógyszer (scopolamin), amellyel ezeket a tüneteket enyhíteni lehet.

Ezzel párhuzamosan a keringésrendszer lesz érintett. Folyadékátrendeződés lesz megfigyelhető, azaz az alsó testfélből (alsó végtagok) a felső testfélbe (mellkas, fej) fog a folyadék áthelyeződni. Ennek eredmény lesz az, hogy az űrhajósoknak kerek, puffadt, kipirult arca és vékony lábaik lesznek. Ehhez a változáshoz másfél hónap után fog a test teljesen alkalmazkodni.

Kipirult, felpuffadt arc az ISS űrhajósainál. (Kép: JAXA / NASA)

Érdekesség, hogy az űrhajósok az űrben magasabbak lesznek. A Földön a gravitáció a gerinccsigolyák közötti porckorongok összenyomódását okozza, és ha ez megszűnik, például mert súlytalanságba kerül a test, akkor a csigolyák eltávolodnak egymástól. Ez a magyarázat arra, hogy az űrhajósok testmagassága 3%-kal is megnőhet. A Földre visszatérve természetesen visszanyerik eredeti magasságukat.

Hosszú távú hatások

A súlytalanság a vérképző szervendszert is érinti, azaz a vörösvértestek száma elkezd csökkeni és hosszú távon űranaemia, azaz vérszegénység fog kialakulni. Hosszabb távon a mozgási szervrendszerünkben lesznek leginkább változások. Ahogy korábban említettem, a súlytalanságban a test csak „szabadon esik”, ezért a csontozat és az izomzat nincsen terhelve, ami a lassú leépülésüket fogja eredményezni. Ezért nagyon fontos, hogy az űrhajósok naponta minimum 2 órát eddzenek az űrállomáson, mert így ezeket a folyamatokat tudják lassítani.

Samantha Cristoforetti edzés közben az ISS-en. (Kép: ESA / NASA)

Szívizomcsökkenés: Scott Kelly űrutazásának egyik eredménye megmutatta azt, hogy annak ellenére, hogy az űrhajós minden nap keményen edzett, a szívizom mennyisége elkezdett csökkeni. Ez annak köszönhető, hogy a súlytalanságban a szívnek kevesebb erőt kell kifejtenie ahhoz, hogy kipumpálja a vért. A NASA ennek a kutatásnak köszönhetően belekezdett egy olyan edzésprogram megtervezésébe, amely ezt a folyamatot lelassítja majd a jövőben.

Kapcsolódó cikkek:
Az űrrepülés kockázatai
Sikerült lelassítani az űrhajósok csontvesztését
A súlytalanság hatása az élő szervezetre (1)
A súlytalanság izomkárosító hatása
Űrhajós ikrek