stringtranslate.com

Влияние космического полета на организм человека

Американская астронавт Марша Айвинс демонстрирует влияние микрогравитации на свои волосы в космосе

Воздействие космического полета на организм человека является сложным и в значительной степени вредным как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. [1] Значительные неблагоприятные последствия длительной невесомости включают атрофию мышц и ухудшение состояния скелета ( космическая остеопения ). [2] Другие значительные последствия включают замедление функций сердечно-сосудистой системы , снижение выработки эритроцитов (космическая анемия), [3] нарушения равновесия , нарушения зрения и изменения в иммунной системе . [4] Дополнительные симптомы включают перераспределение жидкости (вызывающее появление « лунного лица », типичного на фотографиях астронавтов, испытывающих невесомость), [5] [6] потерю массы тела , заложенность носа , нарушение сна и избыточное газообразование . В оценке 2024 года отмечено, что «к числу известных проблем относятся потеря костной массы, повышенный риск рака, ухудшение зрения, ослабление иммунной системы и проблемы с психическим здоровьем... [однако] не всегда было ясно, что происходит на молекулярном уровне», [7] что вызывает обеспокоенность, особенно в связи с частными и коммерческими космическими полетами, которые в настоящее время осуществляются без проведения каких-либо научных или медицинских исследований среди этих групп населения относительно последствий. [8]

В целом, NASA называет различные вредные воздействия космических полетов на организм человека аббревиатурой RIDGE (то есть «космическая радиация, изоляция и ограничение, расстояние от Земли, гравитационные поля, а также враждебные и закрытые среды»). [3]

Инженерные проблемы, связанные с покиданием Земли и разработкой космических двигательных установок, изучаются уже более века, и на них были потрачены миллионы часов исследований. В последние годы наблюдается рост исследований по вопросу о том, как люди могут выживать и работать в космосе в течение длительных и, возможно, неопределенных периодов времени. Этот вопрос требует участия физических и биологических наук и теперь стал самой большой проблемой (помимо финансирования), стоящей перед исследованием космоса человеком . Фундаментальным шагом в преодолении этой проблемы является попытка понять влияние длительных космических путешествий на организм человека.

В октябре 2015 года Управление генерального инспектора НАСА опубликовало отчет об опасностях для здоровья, связанных с исследованием космоса , включая пилотируемую миссию на Марс . [9] [10]

12 апреля 2019 года НАСА сообщило о медицинских результатах исследования близнецов-астронавтов , в ходе которого один из близнецов -астронавтов провел год в космосе на Международной космической станции , а другой провел год на Земле . Результаты показали, что после сравнения близнецов было выявлено несколько долгосрочных изменений, в том числе связанных с изменениями в ДНК и когнитивных функциях . [11] [12]

В ноябре 2019 года исследователи сообщили, что астронавты испытывали серьезные проблемы с кровотоком и тромбами на борту Международной космической станции , основываясь на шестимесячном исследовании 11 здоровых астронавтов. Результаты могут повлиять на долгосрочные космические полеты , включая миссию на планету Марс , по словам исследователей. [13] [14]

Физиологические эффекты

Многие из условий окружающей среды, с которыми сталкиваются люди во время космических полетов, сильно отличаются от тех, в которых эволюционировали люди; однако, такие технологии, как те, что предлагаются космическим кораблем или скафандром, способны защитить людей от самых суровых условий. Немедленные потребности в пригодном для дыхания воздухе и питьевой воде удовлетворяются системой жизнеобеспечения , группой устройств, которые позволяют людям выживать в открытом космосе. [15] Система жизнеобеспечения поставляет воздух , воду и пищу . Она также должна поддерживать температуру и давление в приемлемых пределах и справляться с отходами жизнедеятельности организма . Также необходима защита от вредных внешних воздействий, таких как радиация и микрометеориты.

Некоторые опасности трудно смягчить, например, невесомость, также определяемую как среда микрогравитации . Жизнь в такой среде влияет на организм тремя важными способами: потеря проприоцепции , изменения в распределении жидкости и ухудшение опорно-двигательного аппарата .

2 ноября 2017 года ученые сообщили, что на основе исследований МРТ у астронавтов , совершивших космические полеты , были обнаружены значительные изменения в положении и структуре мозга . Астронавты, совершившие более длительные космические полеты, были связаны с более значительными изменениями мозга. [16] [17]

В октябре 2018 года исследователи, финансируемые NASA, обнаружили, что длительные путешествия в открытый космос , включая путешествие на планету Марс , могут существенно повредить желудочно-кишечные ткани астронавтов. Исследования подтверждают более раннюю работу, которая показала, что такие путешествия могут существенно повредить мозг астронавтов и преждевременно состарить их. [18]

В марте 2019 года НАСА сообщило, что латентные вирусы у людей могут активироваться во время космических миссий , что может повысить риск для астронавтов в будущих дальних космических миссиях. [19]

Исследовать

Космическая медицина — это развивающаяся медицинская практика , которая изучает здоровье астронавтов, живущих в открытом космосе. Основная цель этого академического исследования — выяснить, насколько хорошо и как долго люди могут выживать в экстремальных условиях космоса, и как быстро они могут повторно адаптироваться к земной среде после возвращения из космоса. Космическая медицина также стремится разрабатывать профилактические и паллиативные меры для облегчения страданий, вызванных жизнью в среде, к которой люди не очень хорошо приспособлены.

Подъем и возвращение в атмосферу

Во время взлета и возвращения в атмосферу космические путешественники могут испытывать гравитацию, в несколько раз превышающую обычную. Неподготовленный человек обычно может выдерживать около 3g, но может потерять сознание при 4–6g. Перегрузки в вертикальном направлении переносить сложнее, чем перпендикулярные позвоночнику, поскольку кровь оттекает от мозга и глаз. Сначала человек испытывает временную потерю зрения, а затем при более высоких перегрузках теряет сознание. Тренировки по перегрузкам и костюм-перегрузка , который сжимает тело, чтобы удерживать больше крови в голове, могут смягчить последствия. Большинство космических аппаратов спроектированы так, чтобы перегрузки удерживались в комфортных пределах.

Космическая среда

Окружающая среда космоса смертельна без соответствующей защиты: наибольшую угрозу в космическом вакууме представляет недостаток кислорода и давления, хотя температура и радиация также представляют риск. Последствия воздействия космоса могут привести к эбуллизму , гипоксии , гипокапнии и декомпрессионной болезни . В дополнение к этому, существуют также клеточные мутации и разрушения от высокоэнергетических фотонов и субатомных частиц , которые присутствуют в окружающей среде. [20] Декомпрессия является серьезной проблемой во время внекорабельной деятельности (ВКД) астронавтов. [21] Современные конструкции единиц внекорабельной мобильности (EMU) учитывают эту и другие проблемы и развивались с течением времени. [22] [23] Ключевой проблемой были конкурирующие интересы повышения мобильности астронавтов (которая снижается из-за EMU высокого давления , аналогично трудности деформации надутого воздушного шара по сравнению со спущенным) и минимизации риска декомпрессии . Исследователи [24] рассматривали возможность создания давления в отдельном головном блоке до обычного давления в салоне 71 кПа (10,3 фунта на кв. дюйм) в отличие от текущего давления во всем электропоезде 29,6 кПа (4,3 фунта на кв. дюйм). [23] [25] В такой конструкции создание давления в туловище может быть достигнуто механическим способом, что позволяет избежать снижения подвижности, связанного с пневматическим созданием давления. [24]

Вакуум

На этой картине 1768 года « Эксперимент с птицей в воздушном насосе» Джозефа Райта из Дерби изображен эксперимент, проведенный Робертом Бойлем в 1660 году для проверки влияния вакуума на живую систему.

Физиология человека приспособлена к жизни в атмосфере Земли, и в воздухе, которым мы дышим, требуется определенное количество кислорода . Если организм не получает достаточно кислорода, то астронавт рискует потерять сознание и умереть от гипоксии . В вакууме космоса газообмен в легких продолжается, но приводит к удалению всех газов, включая кислород, из кровотока. Через 9–12 секунд дезоксигенированная кровь достигает мозга, что приводит к потере сознания. [26] Воздействие вакуума в течение до 30 секунд вряд ли вызовет необратимые физические повреждения. [27] Эксперименты на животных показывают, что быстрое и полное восстановление является нормой при воздействии менее 90 секунд, в то время как более длительное воздействие на все тело является фатальным, и реанимация никогда не была успешной. [28] [29] Существует лишь ограниченное количество данных о человеческих несчастных случаях, но они согласуются с данными о животных. Конечности могут подвергаться воздействию гораздо дольше, если дыхание не нарушено. [30]

В декабре 1966 года инженер-космонавт и испытатель Джим Леблан из НАСА принимал участие в испытании, чтобы увидеть, насколько хорошо прототип герметичного скафандра будет работать в условиях вакуума. Чтобы имитировать эффекты космоса, НАСА построило огромную вакуумную камеру , из которой можно было откачать весь воздух. [31] В какой-то момент во время испытания шланг давления Леблана отсоединился от скафандра. [32] Несмотря на то, что это привело к падению давления в его скафандре с 3,8 фунтов на квадратный дюйм (26,2 кПа) до 0,1 фунтов на квадратный дюйм (0,7 кПа) менее чем за 10 секунд, Леблан оставался в сознании около 14 секунд, прежде чем потерял сознание из-за гипоксии; гораздо более низкое давление снаружи тела вызывает быструю деоксигенацию крови. «Когда я отшатнулся назад, я почувствовал, как слюна на моем языке начала пузыриться, как раз перед тем, как я потерял сознание, и это последнее, что я помню», — вспоминает Леблан. [33] Коллега вошел в камеру в течение 25 секунд и дал ЛеБланку кислород. Камера была повторно нагнетена через 1 минуту вместо обычных 30 минут. ЛеБланк почти сразу же выздоровел, отделавшись только болью в ухе и не получив никаких необратимых повреждений. [34]

Другим эффектом вакуума является состояние, называемое эбуллизмом , которое возникает из-за образования пузырьков в жидкостях организма из-за пониженного давления окружающей среды. Пар может раздуть тело до размеров, вдвое превышающих нормальные, и замедлить кровообращение, но ткани достаточно эластичны и пористы, чтобы предотвратить разрыв. [35] Технически считается, что эбуллизм начинается на высоте около 19 километров (12 миль; 62 000 футов) или при давлении менее 6,3 кПа (47 мм рт. ст. ), [36] известном как предел Армстронга . [20] Эксперименты с другими животными выявили ряд симптомов, которые также могут применяться к людям. Наименее серьезным из них является замерзание телесных выделений из-за испарительного охлаждения . Тяжелые симптомы, такие как потеря кислорода в тканях , за которой следует нарушение кровообращения и вялый паралич , возникнут примерно через 30 секунд. [20] В этом процессе легкие также разрушаются , но продолжают выделять водяной пар, что приводит к охлаждению и образованию льда в дыхательных путях . [20] По грубым оценкам, у человека будет около 90 секунд на повторную компрессию, после чего смерть может быть неизбежна. [35] [37] Отек от эбуллизма можно уменьшить, надев летный костюм , который необходим для предотвращения эбуллизма на высоте более 19 км. [30] Во время программы «Спейс шаттл» астронавты носили облегающую эластичную одежду, называемую защитным костюмом для экипажа на высоте (CAPS), который предотвращал эбуллизм при давлении до 2 кПа (15 мм рт. ст.). [38]

Единственными людьми, о которых известно, что они умерли от воздействия вакуума в космосе, были три члена экипажа космического корабля «Союз-11» : Владислав Волков , Георгий Добровольский и Виктор Пацаев . Во время подготовки к возвращению с орбиты 30 июня 1971 года клапан выравнивания давления в спускаемом модуле космического корабля неожиданно открылся на высоте 168 километров (551 000 футов), что привело к быстрой разгерметизации и последующей гибели всего экипажа. [39] [40]

Температура

В вакууме нет среды для отвода тепла от тела путем теплопроводности или конвекции. Потеря тепла происходит путем излучения от температуры 310 К человека до 3 К внешнего пространства. Это медленный процесс, особенно у одетого человека, поэтому нет опасности немедленного замерзания. [41] Быстрое испарительное охлаждение влаги кожи в вакууме может привести к образованию инея, особенно во рту, но это не представляет значительной опасности.

Воздействие интенсивного излучения прямого, нефильтрованного солнечного света приведет к локальному нагреванию, хотя оно, вероятно, будет хорошо распределено проводимостью тела и кровообращением. Однако другое солнечное излучение, особенно ультрафиолетовые лучи, может вызвать серьезные солнечные ожоги.

Радиация

Сравнение доз радиации – включает количество, обнаруженное во время полета от Земли до Марса с помощью RAD на MSL (2011–2013). [42] [43] [44]

Без защиты атмосферы и магнитосферы Земли астронавты подвергаются воздействию высоких уровней радиации . Высокие уровни радиации повреждают лимфоциты , клетки, активно участвующие в поддержании иммунной системы ; это повреждение способствует снижению иммунитета, испытываемого астронавтами. Радиация также недавно была связана с более высокой частотой катаракты у астронавтов. За пределами защиты низкой околоземной орбиты галактические космические лучи представляют дополнительные проблемы для космических полетов человека, [45] поскольку угроза здоровью от космических лучей значительно увеличивает вероятность возникновения рака в течение десятилетия или более воздействия. [46] Исследование , поддерживаемое НАСА, показало, что радиация может повредить мозг астронавтов и ускорить начало болезни Альцгеймера . [47] [48] [49] [50] Солнечные вспышки (хотя и редкие) могут дать смертельную дозу радиации за считанные минуты. Считается, что защитное экранирование и защитные препараты могут в конечном итоге снизить риски до приемлемого уровня. [51]

Экипаж, живущий на Международной космической станции (МКС), частично защищен от космической среды магнитным полем Земли, поскольку магнитосфера отклоняет солнечный ветер вокруг Земли и МКС. Тем не менее, солнечные вспышки достаточно мощны, чтобы деформировать и проникать через магнитную защиту, и поэтому все еще представляют опасность для экипажа. Экипаж Экспедиции 10 в качестве меры предосторожности укрылся в 2005 году в более защищенной части станции, предназначенной для этой цели. [52] [53] Однако, за пределами ограниченной защиты магнитосферы Земли , межпланетные пилотируемые миссии гораздо более уязвимы. Лоуренс Таунсенд из Университета Теннесси и другие изучили самую мощную солнечную вспышку из когда-либо зарегистрированных . Дозы радиации, которые астронавты получат от вспышки такой величины, могут вызвать острую лучевую болезнь и, возможно, даже смерть. [54]

Видео, снятое экипажем Международной космической станции, на котором видно южное сияние , вызываемое высокоэнергетическими частицами в космической среде.

Существует научная обеспокоенность тем, что длительный космический полет может замедлить способность организма защищать себя от болезней. [55] Радиация может проникать в живую ткань и вызывать как краткосрочные, так и долгосрочные повреждения стволовых клеток костного мозга, которые создают кровеносную и иммунную системы. В частности, она вызывает « хромосомные аберрации» в лимфоцитах . Поскольку эти клетки играют центральную роль в иммунной системе , любое повреждение ослабляет иммунную систему, что означает, что в дополнение к повышенной уязвимости к новым воздействиям, вирусы, уже присутствующие в организме, которые обычно подавляются, становятся активными. В космосе Т-клетки (форма лимфоцитов) менее способны правильно размножаться, а Т-клетки, которые действительно размножаются, менее способны бороться с инфекцией. Со временем иммунодефицит приводит к быстрому распространению инфекции среди членов экипажа, особенно в замкнутых пространствах космических летательных систем.

31 мая 2013 года ученые НАСА сообщили, что возможная миссия человека на Марс [56] может быть связана с большим риском радиации, исходя из количества энергетического излучения частиц , обнаруженного RAD в Марсианской научной лаборатории во время путешествия с Земли на Марс в 2011–2012 годах. [42] [43] [44]

В сентябре 2017 года НАСА сообщило, что уровень радиации на поверхности планеты Марс временно удвоился , и это было связано с полярным сиянием , которое было в 25 раз ярче любого из наблюдавшихся ранее, из-за мощной и неожиданной солнечной бури в середине месяца. [57]

Невесомость

Астронавты на МКС в условиях невесомости. Майкл Фоул тренируется на переднем плане.

После появления космических станций , которые могут быть обитаемы в течение длительного времени, было показано, что воздействие невесомости оказывает некоторые пагубные эффекты на здоровье человека. Люди хорошо адаптированы к физическим условиям на поверхности Земли, и поэтому в ответ на невесомость различные физиологические системы начинают меняться, а в некоторых случаях атрофироваться . Хотя эти изменения обычно временные, некоторые из них действительно оказывают долгосрочное воздействие на здоровье человека .

Кратковременное воздействие микрогравитации вызывает синдром космической адаптации , самоограничивающуюся тошноту, вызванную расстройством вестибулярной системы . Длительное воздействие вызывает множество проблем со здоровьем, одной из самых значительных является потеря костной и мышечной массы. Со временем эти эффекты декондиционирования могут ухудшить работоспособность астронавтов, увеличить риск получения травм, снизить аэробные возможности и замедлить работу сердечно-сосудистой системы . [58] Поскольку человеческое тело в основном состоит из жидкостей, гравитация имеет тенденцию заставлять их попадать в нижнюю половину тела, и в наших телах есть много систем, чтобы уравновесить эту ситуацию. Освобожденные от силы тяжести, эти системы продолжают работать, вызывая общее перераспределение жидкостей в верхнюю половину тела. Это является причиной круглолицей «одутловатости», наблюдаемой у астронавтов, [51] [59] и может способствовать наблюдениям за измененным речевым и двигательным контролем у астронавтов. [60] Перераспределение жидкостей по всему телу само по себе вызывает нарушения равновесия, искаженное зрение и потерю вкуса и обоняния.

Эксперимент 2006 года с использованием космического челнока показал, что Salmonella typhimurium , бактерия, которая может вызывать пищевое отравление , становится более вирулентной при культивировании в космосе. [61] 29 апреля 2013 года ученые из Политехнического института Ренсселера , финансируемого НАСА , сообщили, что во время космического полета на Международной космической станции микробы , по-видимому, адаптируются к космической среде способами, «не наблюдаемыми на Земле», и способами, которые «могут привести к увеличению роста и вирулентности ». [62] В 2017 году было обнаружено, что бактерии более устойчивы к антибиотикам и процветают в условиях почти невесомости космоса. [63] Было замечено, что микроорганизмы выживают в вакууме космического пространства. [64] [65]

Укачивание

Брюс МакКэндлесс II свободно парит на орбите в скафандре и пилотируемом маневренном модуле .

Наиболее распространенная проблема, с которой сталкиваются люди в первые часы невесомости, известна как синдром космической адаптации или SAS, обычно называемый космической болезнью. Он связан с укачиванием и возникает, когда вестибулярный аппарат адаптируется к невесомости. [66] Симптомы SAS включают тошноту и рвоту , головокружение , головные боли , летаргию и общее недомогание. [2] Первый случай SAS был зарегистрирован космонавтом Германом Титовым в 1961 году. С тех пор примерно 45% всех людей, летавших в космос, страдали от этого состояния.

Ухудшение состояния костей и мышц

На борту Международной космической станции астронавт Франк Де Винн прикреплен к COLBERT с помощью эластичных тросов.

Основным эффектом длительной невесомости является потеря костной и мышечной массы. В условиях невесомости астронавты практически не нагружают мышцы спины или ноги, используемые для стояния. Затем эти мышцы начинают слабеть и в конечном итоге уменьшаться. Следовательно, некоторые мышцы быстро атрофируются, и без регулярных упражнений астронавты могут потерять до 20% своей мышечной массы всего за 5–11 дней. [67] Типы мышечных волокон, выделяющихся в мышцах, также меняются. Медленно сокращающиеся волокна выносливости, используемые для поддержания осанки, заменяются быстро сокращающимися волокнами, которых недостаточно для любой тяжелой работы. Достижения в исследованиях упражнений, гормональных добавок и лекарств могут помочь сохранить мышечную и массу тела.

Метаболизм костей также меняется. Обычно кость откладывается в направлении механического напряжения. Однако в условиях микрогравитации механическое напряжение очень мало. Это приводит к потере костной ткани примерно на 1,5% в месяц, особенно нижних позвонков, бедра и бедренной кости. [68] Из-за микрогравитации и снижения нагрузки на кости происходит быстрое увеличение потери костной ткани: от 3% потери кортикальной кости за десятилетие до примерно 1% каждый месяц, когда организм подвергается воздействию микрогравитации, для в остальном здорового взрослого человека. [69] Быстрое изменение плотности костей является резким, делая кости хрупкими и приводя к симптомам, напоминающим симптомы остеопороза. На Земле кости постоянно сбрасываются и регенерируются с помощью хорошо сбалансированной системы, которая включает в себя сигнализацию остеобластов и остеокластов. [70] Эти системы связаны, так что всякий раз, когда кость разрушается, ее место занимают вновь образованные слои — ни один из них не должен происходить без другого у здорового взрослого человека. Однако в космосе наблюдается увеличение активности остеокластов из-за микрогравитации. Это проблема, поскольку остеокласты расщепляют кости на минералы, которые реабсорбируются организмом. [ требуется цитата ] Остеобласты не активны последовательно с остеокластами, в результате чего кость постоянно уменьшается без восстановления. [71] Это увеличение активности остеокластов было замечено, в частности, в области таза, поскольку это область, которая несет наибольшую нагрузку при наличии гравитации. Исследование показало, что у здоровых мышей появление остеокластов увеличилось на 197%, что сопровождалось снижением регуляции остеобластов и факторов роста, которые, как известно, помогают в формировании новой кости, всего за шестнадцать дней воздействия микрогравитации. Повышенный уровень кальция в крови из потерянной кости приводит к опасной кальцификации мягких тканей и потенциальному образованию камней в почках . [68] До сих пор неизвестно, восстанавливается ли кость полностью. В отличие от людей с остеопорозом, астронавты в конечном итоге восстанавливают свою плотность костей. [ необходима цитата ] После 3–4-месячного полета в космосе требуется около 2–3 лет, чтобы восстановить потерянную плотность костей. [ необходима цитата ] Разрабатываются новые методы, которые помогут астронавтам быстрее восстановиться. Исследования диеты, упражнений и лекарств могут иметь потенциал для содействия процессу роста новой кости.

Чтобы предотвратить некоторые из этих неблагоприятных физиологических эффектов, МКС оборудована двумя беговыми дорожками (включая COLBERT ) и aRED (усовершенствованное устройство для силовых упражнений), которые позволяют выполнять различные упражнения с поднятием тяжестей, которые наращивают мышечную массу, но не влияют на плотность костей, [72] и велотренажером; каждый астронавт тратит не менее двух часов в день на упражнения на оборудовании. [73] [74] Астронавты используют эластичные шнуры, чтобы пристегнуться к беговой дорожке. [75] [76] Астронавты, подвергающиеся длительным периодам невесомости, носят брюки с эластичными лентами, прикрепленными между поясом и манжетами, чтобы сжимать кости ног и уменьшать остеопению. [5]

В настоящее время NASA использует передовые вычислительные инструменты, чтобы понять, как лучше всего противодействовать атрофии костей и мышц, испытываемой астронавтами в условиях микрогравитации в течение длительных периодов времени. [77] Элемент противодействия здоровью человека Программы исследований человека зарегистрировал проект «Цифровой астронавт» для изучения целевых вопросов о режимах противодействия физическим упражнениям. [78] [79] NASA сосредоточено на интеграции модели усовершенствованного устройства для упражнений с сопротивлением (ARED), в настоящее время находящегося на борту Международной космической станции, с моделями опорно-двигательного аппарата OpenSim [80] людей, тренирующихся с этим устройством. Цель этой работы — использовать обратную динамику для оценки моментов в суставах и мышечных сил, возникающих в результате использования ARED, и, таким образом, более точно назначать режимы упражнений для астронавтов. Эти моменты вращения суставов и мышечные силы можно использовать в сочетании с более фундаментальным компьютерным моделированием ремоделирования костей и адаптации мышц, чтобы более полно смоделировать конечные эффекты таких контрмер и определить, будет ли предлагаемый режим упражнений достаточным для поддержания здоровья опорно-двигательного аппарата астронавтов.

Перераспределение жидкости

Влияние микрогравитации на распределение жидкости в организме (сильно преувеличено).
Система физиологического и сердечно-сосудистого мониторинга Beckman в скафандрах Gemini и Apollo будет надувать и сдувать манжеты, чтобы стимулировать приток крови к нижним конечностям.
Астронавт Клейтон Андерсон наблюдает за пузырьком воды, проплывающим перед ним на борту космического челнока Discovery . Сцепление воды играет большую роль в условиях микрогравитации, чем на Земле

В космосе астронавты теряют объем жидкости, в том числе до 22% объема крови. [81] Когда астронавты возвращаются на Землю, низкий объем крови может вызвать ортостатическую непереносимость или головокружение при стоянии. [82] Под влиянием земной гравитации , когда человек стоит, кровь и другие жидкости организма притягиваются к нижней части тела, увеличивая давление на ноги. Когда гравитация исчезает, гидростатическое давление по всему телу исчезает, и результирующее изменение распределения крови аналогично изменению человека из положения стоя в положение лежа. Постоянное изменение в перераспределении объема крови может привести к отеку лица и другим нежелательным побочным эффектам. По возвращении на Землю уменьшенный объем крови создает ортостатическую гипотензию . [83] Ортостатическая переносимость после космического полета была значительно улучшена за счет мер противодействия загрузке жидкости, принятых астронавтами перед приземлением. [84]

Нарушение чувств

Зрение

В 2013 году НАСА опубликовало исследование, в котором были обнаружены изменения глаз и зрения обезьян при космических полетах продолжительностью более 6 месяцев. [85] Отмеченные изменения включали уплощение глазного яблока и изменения сетчатки. [85] Зрение космических путешественников может стать размытым после слишком длительного пребывания в космосе. [86] [87] Другой эффект известен как визуальные явления космических лучей .

[a] Опрос NASA 300 мужчин и женщин-астронавтов, около 23 процентов астронавтов коротких и 49 процентов астронавтов длительных полетов заявили, что у них были проблемы как с ближним, так и с дальним зрением во время их миссий. Опять же, у некоторых людей проблемы со зрением сохранялись в течение многих лет после этого.

—  НАСА [85]

Поскольку пыль не может оседать в условиях невесомости, небольшие частички омертвевшей кожи или металла могут попасть в глаза, вызывая раздражение и увеличивая риск заражения. [88]

Длительные космические полеты также могут изменить движения глаз космического путешественника (в частности, вестибулоокулярный рефлекс ). [89]

Внутричерепное давление

Поскольку невесомость увеличивает количество жидкости в верхней части тела, была выдвинута гипотеза, что астронавты испытывают патологически повышенное внутричерепное давление . [90] Это может увеличить давление на заднюю часть глазных яблок, влияя на их форму и слегка сдавливая зрительный нерв . [1] [91] [92] [93] [94] [95] Это было замечено в 2012 году в исследовании с использованием МРТ- сканирования астронавтов, вернувшихся на Землю после по крайней мере одного месяца в космосе. [96] Однако прямые доказательства патологически повышенного внутричерепного давления в условиях микрогравитации еще не получены. Инвазивные измерения внутричерепного давления во время параболических полетов показали, что давление на самом деле было снижено относительно уровня в положении лежа на спине и немного выше, чем в положении сидя, то есть давление находилось в пределах нормальных физиологических колебаний. [97] Без повышенного внутричерепного давления сила, которая уплощает заднюю часть глаза, все равно создается за счет устранения гидростатических градиентов во внутричерепном и внутриглазном пространствах. [98]

Такие проблемы со зрением могут стать серьезной проблемой для будущих миссий в дальний космос, включая пилотируемую миссию на планету Марс . [56] [91] [92] [93] [94] [99] Если действительно причиной является повышенное внутричерепное давление, искусственная гравитация может стать одним из решений, как и для многих рисков для здоровья человека в космосе. Однако такие системы искусственной гравитации еще предстоит доказать. Более того, даже при сложной искусственной гравитации может сохраняться состояние относительной микрогравитации, риски которой остаются неизвестными. [100]

Вкус

Одним из эффектов невесомости для людей является то, что некоторые астронавты сообщают об изменении своих вкусовых ощущений во время пребывания в космосе. [101] Некоторые астронавты обнаруживают, что их еда становится пресной, другие обнаруживают, что их любимые блюда больше не кажутся такими вкусными (один, который любил кофе, так не любил его вкус во время миссии, что перестал пить его после возвращения на Землю); некоторые астронавты любят есть определенные продукты, которые они обычно не едят, а некоторые вообще не испытывают никаких изменений. Многочисленные тесты не выявили причину, [102] и было предложено несколько теорий, включая деградацию пищи и психологические изменения, такие как скука. Астронавты часто выбирают пищу с резким вкусом, чтобы бороться с потерей вкуса.

Дополнительные физиологические эффекты

В течение одного месяца скелет человека полностью растягивается в невесомости, в результате чего рост увеличивается на дюйм. [59] Через два месяца мозоли на подошвах стоп линяют и отпадают из-за отсутствия использования, оставляя мягкую новую кожу. Верхние части стоп, напротив, становятся сырыми и болезненно чувствительными, так как они трутся о поручни, за которые ноги зацеплены для устойчивости. [103] Слезы не могут проливаться во время плача, так как они слипаются в комок. [104] В условиях микрогравитации запахи быстро проникают в окружающую среду, и НАСА обнаружило в ходе теста, что запах сливочного хереса вызывает рвотный рефлекс. [102] Различные другие физические неудобства, такие как боли в спине и животе, распространены из-за перестройки к гравитации, когда в космосе гравитации нет, и эти мышцы могут свободно растягиваться. [105] Это может быть частью синдрома астенизации , о котором сообщают космонавты, живущие в космосе в течение длительного периода времени, но которые астронавты считают анекдотичными. [106] Усталость, апатия и психосоматические беспокойства также являются частью синдрома. Данные не являются окончательными; однако, синдром, по-видимому, существует как проявление внутреннего и внешнего стресса, с которым приходится сталкиваться экипажам в космосе. [107]

Психологические эффекты

Исследования российских космонавтов, в том числе на станции «Мир» , предоставляют данные о долгосрочном влиянии космоса на организм человека.

Исследовать

Психологические эффекты жизни в космосе не были четко проанализированы, но аналоги на Земле существуют, такие как арктические исследовательские станции и подводные лодки . Огромный стресс для экипажа, в сочетании с адаптацией организма к другим изменениям окружающей среды, может привести к тревоге, бессоннице и депрессии. [108]

Стресс

Имеются весомые доказательства того, что психосоциальные стрессоры являются одними из самых важных препятствий для оптимального морального духа и производительности экипажа. [109] Космонавт Валерий Рюмин , дважды Герой Советского Союза, цитирует этот отрывок из «Справочника Гименея» О. Генри в своей автобиографической книге о миссии «Салют-6»: «Если вы хотите спровоцировать искусство убийства, просто заприте двух человек в каюте размером восемнадцать на двадцать футов на месяц. Человеческая природа этого не выдержит». [110]

Интерес NASA к психологическому стрессу, вызванному космическими путешествиями, первоначально изученный, когда начались их пилотируемые миссии, возродился, когда астронавты присоединились к космонавтам на российской космической станции Мир. Распространенными источниками стресса в ранних американских миссиях были поддержание высокой производительности под пристальным вниманием общественности, а также изоляция от коллег и семьи. На МКС последнее по-прежнему часто является причиной стресса, например, когда мать астронавта NASA Дэниела Тани погибла в автокатастрофе, и когда Майкл Финк был вынужден пропустить рождение своего второго ребенка. [107]

Спать

Количество и качество сна в космосе неудовлетворительны из-за сильно изменчивых циклов света и темноты на кабине экипажа и плохого освещения в дневное время на космическом корабле. Даже привычка смотреть в окно перед сном может посылать неправильные сигналы в мозг, что приводит к плохому сну. Эти нарушения циркадного ритма оказывают глубокое воздействие на нейроповеденческие реакции экипажа и усугубляют психологический стресс, который они уже испытывают. Сон на МКС регулярно нарушается из-за требований миссии, таких как планирование прибывающих или отправляющихся космических кораблей. Уровень шума на станции неизбежно высок, поскольку атмосфера не способна к термосифонированию ; вентиляторы требуются постоянно, чтобы обеспечить обработку атмосферы, которая застаивалась бы в условиях свободного падения (невесомости). Пятьдесят процентов астронавтов Space Shuttle принимали снотворное и все равно спали на 2 часа меньше каждую ночь в космосе, чем на Земле. NASA исследует две области, которые могут дать ключи к лучшему ночному сну, поскольку улучшенный сон снижает усталость и повышает дневную производительность. Различные методы борьбы с этим явлением постоянно обсуждаются. [111]

Продолжительность космического путешествия

Исследование самого длительного космического полета пришло к выводу, что первые три недели представляют собой критический период, когда внимание неблагоприятно влияет из-за необходимости приспосабливаться к экстремальным изменениям окружающей среды. [112] В то время как три экипажа Skylab оставались в космосе 1, 2 и 3 месяца соответственно, долгосрочные экипажи на Салюте 6, Салюте 7 и МКС остаются около 5–6 месяцев, в то время как экспедиции MIR часто длились дольше. Рабочая среда МКС включает в себя дополнительный стресс, вызванный проживанием и работой в стесненных условиях с людьми из совершенно разных культур, говорящими на разных языках. На космических станциях первого поколения были экипажи, которые говорили на одном языке, в то время как на станциях второго и третьего поколений есть экипажи из многих культур, говорящих на многих языках. МКС уникальна, потому что посетители не классифицируются автоматически на категории «хозяин» или «гость», как на предыдущих станциях и космических кораблях, и могут не страдать от чувства изоляции таким же образом.

Будущее использование

При колонизации космоса необходимо учитывать воздействие космоса на организм человека.

Сумма человеческого опыта привела к накоплению 58 солнечных лет в космосе и гораздо лучшему пониманию того, как адаптируется человеческое тело. В будущем индустриализация космоса и исследование внутренних и внешних планет потребуют от людей все более и более длительных периодов пребывания в космосе. Большинство текущих данных поступает из миссий небольшой продолжительности, поэтому некоторые долгосрочные физиологические эффекты жизни в космосе до сих пор неизвестны. Предполагается, что путешествие туда и обратно на Марс [56] с использованием современных технологий потребует не менее 18 месяцев только в пути. Знание того, как человеческое тело реагирует на такие периоды времени в космосе, является жизненно важной частью подготовки к таким путешествиям. Бортовые медицинские учреждения должны быть адекватными для того, чтобы справляться с любым типом травмы или чрезвычайной ситуации, а также содержать огромное количество диагностических и медицинских инструментов для того, чтобы поддерживать здоровье экипажа в течение длительного периода времени, поскольку это будут единственные имеющиеся на борту космического корабля учреждения для того, чтобы справляться не только с травмой, но и с адаптивными реакциями человеческого тела в космосе.

На данный момент только тщательно протестированные люди испытали условия космоса. Если когда-нибудь начнется внеземная колонизация , многие типы людей будут подвержены этим опасностям, и последствия для очень молодых людей совершенно неизвестны. 29 октября 1998 года Джон Гленн, один из первых членов экипажа Mercury 7, вернулся в космос в возрасте 77 лет. Его космический полет, который длился 9 дней, предоставил NASA важную информацию о последствиях космических полетов для пожилых людей. Такие факторы, как потребности в питании и физическая среда, которые до сих пор не были изучены, станут важными. В целом, существует мало данных о многообразных последствиях жизни в космосе, и это затрудняет попытки смягчить риски во время длительного пребывания в космосе. Такие испытательные стенды, как МКС, в настоящее время используются для исследования некоторых из этих рисков.

Окружающая среда космоса до сих пор в значительной степени не изучена, и, вероятно, будут еще неизвестные опасности. Между тем, будущие технологии, такие как искусственная гравитация и более сложные биорегенеративные системы жизнеобеспечения, когда-нибудь смогут смягчить некоторые риски.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Chang, Kenneth (27 января 2014 г.). «Существа, не созданные для космоса». The New York Times . Получено 27 января 2014 г.
  2. ^ ab Kanas, Nick; Manzey, Dietrich (2008). «Основные вопросы адаптации человека к космическому полету». Космическая психология и психиатрия . Библиотека космических технологий. Том 22. С. 15–48. Bibcode :2008spp..book.....K. doi :10.1007/978-1-4020-6770-9_2. ISBN 978-1-4020-6769-3.
  3. ^ ab Johnson, Doug (14 января 2022 г.). «Мы не знаем почему, но пребывание в космосе заставляет нас разрушать нашу кровь — Космическая анемия связана с пребыванием в пустоте и может сохраняться некоторое время». Ars Technica . Получено 14 января 2022 г.
  4. ^ Неергард, Лорен; Биренштейн, Сет (15 февраля 2019 г.). «Год в космосе привел в состояние боевой готовности защитные механизмы американских астронавтов по борьбе с болезнями». Associated Press . Получено 18 февраля 2019 г.
  5. ^ ab "Здоровье и фитнес". Космическое будущее. Архивировано из оригинала 2017-12-13 . Получено 2012-05-10 .
  6. ↑ Тоёхиро Акияма (14 апреля 1993 г.). «Удовольствие от космического полета». Журнал космических технологий и науки . 9 (1): 21–23. Архивировано из оригинала 17.11.2017 . Получено 10.05.2012 .
  7. ^ Манн, Адам, Новая эра пилотируемых космических полетов полна медицинских и этических вопросов , Science News, 11 июня 2024 г.
  8. ^ А. Сейлани и др., Этические соображения в эпоху неправительственного освоения космоса . Nature Communications. 11 июня 2024 г. doi: 10.1038/s41467-023-44357-x
  9. ^ Данн, Марсия (29 октября 2015 г.). «Отчет: НАСА необходимо лучше контролировать риски для здоровья на Марсе». Associated Press. Архивировано из оригинала 2019-03-10 . Получено 30 октября 2015 г.
  10. ↑ Сотрудники (29 октября 2015 г.). "Усилия НАСА по управлению рисками для здоровья и работоспособности человека при исследовании космоса (IG-16-003)" (PDF) . НАСА . Получено 29 октября 2015 г. .
  11. ^ Циммер, Карл (12 апреля 2019 г.). «Скотт Келли провел год на орбите. Его тело уже не то». The New York Times . Получено 12 апреля 2019 г.
  12. ^ Гарретт-Бейкман, Франсин Э. и др. (12 апреля 2019 г.). «Исследование близнецов НАСА: многомерный анализ годового полета человека в космос». Science . 364 (6436): eaau8650. Bibcode :2019Sci...364.8650G. doi :10.1126/science.aau8650. PMC 7580864 . PMID  30975860. 
  13. ^ Стрикленд, Эшли (15 ноября 2019 г.). «Астронавты столкнулись с обратным током крови и образованием тромбов на космической станции, говорится в исследовании». CNN News . Получено 16 ноября 2019 г.
  14. ^ Маршалл-Гебель, Карина; и др. (13 ноября 2019 г.). «Оценка стаза и тромбоза яремного венозного кровотока во время космического полета». JAMA Network Open . 2 (11): e1915011. doi :10.1001/jamanetworkopen.2019.15011. PMC 6902784. PMID  31722025 . 
  15. ^ "Дышать легко на космической станции". NASA. Архивировано из оригинала 21-09-2008 . Получено 26-04-2012 .
  16. ^ Робертс, Донна Р. и др. (2 ноября 2017 г.). «Влияние космического полета на структуру мозга астронавта, выявленное с помощью МРТ». New England Journal of Medicine . 377 (18): 1746–1753. doi : 10.1056/NEJMoa1705129 . PMID  29091569. S2CID  205102116.
  17. ^ Фоли, Кэтрин Эллен (3 ноября 2017 г.). «Астронавты, которые совершают длительные полеты в космос, возвращаются с мозгами, которые плавают на макушке их черепа». Quartz . Получено 3 ноября 2017 г.
  18. ^ Гриффин, Эндрю (1 октября 2018 г.). «Путешествие на Марс и в глубь космоса может убить астронавтов, разрушив их внутренности, согласно исследованию, финансируемому НАСА». The Independent . Получено 2 октября 2018 г.
  19. ^ «Спящие вирусы активизируются во время космического полета — расследование NASA». EurekAlert! . 15 марта 2019 г. . Получено 16 марта 2019 г. .
  20. ^ abcd Пильманис, Эндрю; Уильям Сирс (декабрь 2003 г.). «Физиологические опасности полета на большой высоте». The Lancet . 362 : s16–s17. doi : 10.1016/S0140-6736(03)15059-3 . PMID  14698113. S2CID  8210206.
  21. ^ Конкин, Джонни (январь 2001 г.). «Подход на основе фактических данных к анализу серьезной декомпрессионной болезни применительно к астронавтам, работающим в открытом космосе» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2006-10-05 . Получено 2018-04-20 .NASA TP-2001-210196. Получено 23 сентября 2012 г.
  22. ^ Jordan, NC; Saleh, JH; Newman, DJ (2005). The Extravehicular Mobility Unit: case study in requirement evolution . 13th IEEE International Conference on Requirements Engineering (RE'05). стр. 434–438. doi :10.1109/RE.2005.69. ISBN 0-7695-2425-7. S2CID  9850178. (требуется подписка)
  23. ^ ab Jordan, Nicole C.; Saleh, Joseph H.; Newman, Dava J. (2006). «Блок внекорабельной мобильности: обзор окружающей среды, требований и изменений конструкции скафандра США». Acta Astronautica . 59 (12): 1135–1145. Bibcode : 2006AcAau..59.1135J. doi : 10.1016/j.actaastro.2006.04.014.
  24. ^ ab Gorguinpour, Camron et al. (2001), LPI "Advanced Two-System Space Suit". Калифорнийский университет, Беркли CB-1106. Получено 23.09.2012. 95 КБ
  25. ^ для справки, атмосферное давление на уровне моря составляет 101,4 кПа, что эквивалентно 14,7 фунтам на квадратный дюйм – Britannica
  26. ^ Лэндис, Джеффри А. (7 августа 2007 г.). «Воздействие вакуума на человека». www.geoffreylandis.com. Архивировано из оригинала 21-07-2009 . Получено 25-04-2012 .
  27. ^ «Спросите астрофизика: человеческое тело в вакууме». NASA ( Центр космических полетов Годдарда ). 3 июня 1997 г. Получено 25 апреля 2012 г.
  28. ^ Кук, Дж. П.; Банкрофт, Р. В. (1966). «Некоторые сердечно-сосудистые реакции у анестезированных собак во время повторных декомпрессий до состояния, близкого к вакууму». Аэрокосмическая медицина . 37 : 1148–52. PMID  5297100.
  29. ^ Грин, Ник (6 октября 2019 г.). «Что происходит с человеческим телом в вакууме?». ThoughtCo . Получено 25.04.2012 .
  30. ^ ab Хардинг, Ричард М. (1989). Выживание в космосе: медицинские проблемы пилотируемых космических полетов . Лондон: Routledge. ISBN 978-0-415-00253-0.
  31. ↑ Роуз, Брент (17 ноября 2014 г.). «Внутри камеры, где НАСА воссоздает космос на Земле». Gizmodo . Получено 8 апреля 2018 г.
  32. ↑ Pant, Anupum (23 мая 2015 г.). «Единственный человек, выживший в вакууме». AweSci . Получено 8 апреля 2018 г.
  33. ↑ Merryl, Azriel (28 ноября 2012 г.). «Джим Леблан выжил после неудачного испытания вакуумного скафандра». Журнал Space Safety . Получено 8 апреля 2018 г.
  34. ^ ab Биллингс, Чарльз Э. (1973). "Глава 1) Барометрическое давление". В Паркер, Джеймс Ф.; Уэст, Вита Р. (ред.). Bioastronautics Data Book (Второе издание). NASA. стр. 5. hdl :2060/19730006364. NASA SP-3006.942 страницы.
  35. ^ Биллингс, Чарльз Э. (1973). "Глава 1) Барометрическое давление" (PDF) . В Джеймсе Ф.; Уэсте, Вите Р. (ред.). Bioastronautics Data Book (второе изд.). NASA. стр. 2–5. NASA SP-3006 . Получено 23 сентября 2012 г.
  36. ^ Лэндис, Джеффри (7 августа 2007 г.). "Воздействие вакуума на человека" . Получено 25.03.2006 .
  37. ^ Вебб, П. (1968). «Космический костюм: эластичный купальник для внекорабельной деятельности». Аэрокосмическая медицина . 39 (4): 376–83. PMID  4872696.
  38. ^ Стюарт Лоуэн Х (2007). «Экстренная медицина в космосе». Журнал неотложной медицины . 32 (1): 45–54. doi :10.1016/j.jemermed.2006.05.031. PMID  17239732.
  39. ^ "Наука: Триумф и трагедия "Союза-11"". Time . 12 июля 1971 г.
  40. ^ «Спросите ученого. Почему космос холодный?». Аргоннская национальная лаборатория, Отдел образовательных программ. Архивировано из оригинала 2008-10-25 . Получено 2008-11-27 .
  41. ^ ab Kerr, Richard (31 мая 2013 г.). «Радиация сделает путешествие астронавтов на Марс еще более рискованным». Science . 340 (6136): 1031. Bibcode :2013Sci...340.1031K. doi :10.1126/science.340.6136.1031. PMID  23723213.
  42. ^ ab Zeitlin, C.; et al. (31 мая 2013 г.). «Измерения излучения энергичных частиц при транзите на Марс в Марсианской научной лаборатории». Science . 340 (6136): 1080–84. Bibcode :2013Sci...340.1080Z. doi :10.1126/science.1235989. PMID  23723233. S2CID  604569.
  43. ^ ab Chang, Kenneth (30 мая 2013 г.). «Данные указывают на риск радиации для путешественников на Марс». The New York Times . Получено 31 мая 2013 г.
  44. ^ Опасности космической радиации и перспективы исследования космоса. NAP. 2006. doi :10.17226/11760. ISBN 978-0-309-10264-3.
  45. ^ "The Right Stuff for Super Spaceships". NASA. 16 сентября 2002 г. Архивировано из оригинала 2020-04-16 . Получено 2012-05-10 .
  46. ^ Cherry, Jonathan D.; Frost, Jeffrey L.; Lemere, Cynthia A.; Williams, Jacqueline P.; Olschowka, John A.; O'Banion, M. Kerry (2012). «Галактическое космическое излучение приводит к когнитивным нарушениям и повышенному накоплению бляшек Aβ в мышиной модели болезни Альцгеймера». PLOS ONE . 7 (12): e53275. Bibcode : 2012PLoSO...753275C. doi : 10.1371/journal.pone.0053275 . PMC 3534034. PMID  23300905 . 
  47. ^ Парихар, Випан К.; и др. (2016). «Воздействие космической радиации и стойкая когнитивная дисфункция». Sci. Rep . 6 : 34774. Bibcode :2016NatSR...634774P. doi :10.1038/srep34774. PMC 5056393 . PMID  27721383. 
  48. ^ «Исследование показывает, что космические путешествия вредны для мозга и могут ускорить начало болезни Альцгеймера». SpaceRef. 1 января 2013 г. Архивировано из оригинала 21 мая 2020 г. Получено 7 января 2013 г.
  49. ↑ Cowing, Keith (3 января 2013 г.). «Важные результаты исследований, о которых NASA не говорит (обновление)». NASA Watch . Получено 7 января 2013 г.
  50. ^ ab Buckey, Jay (23 февраля 2006 г.). Космическая физиология . Oxford University Press USA. ISBN 978-0-19-513725-5.
  51. ↑ Than, Ker (23 февраля 2006 г.). «Солнечная вспышка поражает Землю и Марс». Space.com.
  52. ^ «Новый вид солнечной бури». NASA. 10 июня 2005 г. Архивировано из оригинала 11 августа 2023 г.
  53. ↑ Баттерсби, Стивен (21 марта 2005 г.). «Супервспышки могут убить незащищенных астронавтов». New Scientist .
  54. ^ Gueguinou, N.; Huin-Schohn, C.; Bascove, M.; Bueb, J.-L.; Tschirhart, E.; Legrand-Frossi, C.; Frippiat, J.-P. (2009). «Может ли ослабление иммунной системы, связанное с космическими полетами, помешать расширению человеческого присутствия за пределами орбиты Земли». Journal of Leukocyte Biology . 86 (5): 1027–38. doi :10.1189/jlb.0309167. PMID  19690292. S2CID  18962181.
  55. ^ abc Фонг, Кевин (12 февраля 2014 г.). «Странные, смертельные эффекты, которые Марс мог бы оказать на ваше тело». Wired . Получено 12 февраля 2014 г.
  56. ^ Скотт, Джим (30 сентября 2017 г.). «Большая солнечная буря вызывает глобальное полярное сияние и удваивает уровень радиации на поверхности Марса». Phys.org . Получено 30 сентября 2017 г. .
  57. ^ "Проект по физиологии упражнений и контрмерам (ExPC): сохранение здоровья астронавтов в условиях пониженной гравитации". NASA. Архивировано из оригинала 2012-05-04 . Получено 2012-05-11 .
  58. ^ ab Elder, Donald C. (1998). «Человеческий контакт: история программы Skylab». В Mack, Pamela E. (ред.). От инженерной науки к большой науке: победители исследовательских проектов NACA и NASA Collier Trophy. Серия «История NASA». NASA. SP-4219.
  59. ^ Шамей, Ариан; Соскути, Мартон; Ставнесс, Ян; Гик, Брайан (май 2023 г.). «Постуральная адаптация к микрогравитации лежит в основе нарушения мелкой моторики в речи астронавтов». Scientific Reports . 13 (1): 8231. Bibcode :2023NatSR..13.8231S. doi : 10.1038/s41598-023-34854-w . PMC 10203284 . PMID  37217497. 
  60. ^ Caspermeyer, Joe (23 сентября 2007 г.). «Космический полет показал, что он изменяет способность бактерий вызывать заболевания». Университет штата Аризона . Архивировано из оригинала 14 сентября 2017 г. Получено 14 сентября 2017 г.
  61. ^ Ким В. и др. (29 апреля 2013 г.). «Космический полет способствует образованию биопленки Pseudomonas aeruginosa». PLOS ONE . 8 (4): e6237. Bibcode : 2013PLoSO...862437K. doi : 10.1371/journal.pone.0062437 . PMC 3639165. PMID  23658630 . 
  62. ^ Дворски, Джордж (13 сентября 2017 г.). «Тревожное исследование показывает, почему некоторые бактерии более устойчивы к лекарствам в космосе». Gizmodo . Получено 14 сентября 2017 г.
  63. ^ Доза, К.; Бигер-Дозе, А.; Диллманн, Р.; Гилл, М.; Керц, О.; Кляйн, А.; Мейнерт, Х.; Наврот, Т.; Риси, С.; Стридд, К. (1995). «ЭРА-эксперимент «Космическая биохимия»". Достижения в области космических исследований . 16 (8): 119–129. Bibcode : 1995AdSpR..16h.119D. doi : 10.1016/0273-1177(95)00280-R. PMID  11542696.
  64. ^ Хорнек Г.; Эшвайлер, У.; Рейц, Г.; Венер, Дж.; Виллимек, Р.; Штраух, К. (1995). «Биологические реакции на космос: результаты эксперимента «Экзобиологический блок» ERA на EURECA I». Adv. Space Res . 16 (8): 105–18. Bibcode :1995AdSpR..16h.105H. doi :10.1016/0273-1177(95)00279-N. PMID  11542695.
  65. ^ «Почему астронавты страдают от космической болезни?». Science Daily . 2008-05-23.
  66. ^ "Атрофия мышц" (PDF) . NASA . Получено 2013-08-03 .
  67. ^ ab "Space Bones". NASA. 1 октября 2001 г. Архивировано из оригинала 6 октября 2001 г. Получено 12 мая 2012 г.
  68. ^ O'Flaherty EJ (2000). «Моделирование нормальной потери костной массы при старении с учетом потери костной массы при остеопорозе». Toxicol Sci . 55 (1): 171–88. doi : 10.1093/toxsci/55.1.171 . PMID  10788572.
  69. ^ Родан GA (1998). «Гомеостаз костей». Труды Национальной академии наук . 95 (23): 13361–62. Bibcode : 1998PNAS...9513361R. doi : 10.1073 /pnas.95.23.13361 . PMC 33917. PMID  9811806. 
  70. ^ Blaber, E; Dvorochkin, N; Lee, C; Alwood, JS; Yousuf, R; Pianetta, P; Globus, RK; Burns, BP; Almeida, EAC (2013). «Микрогравитация вызывает потерю тазовой костной ткани через остеокластическую активность, остеоцитарный остеолизис и ингибирование остеобластического клеточного цикла CDKN1a/p21». PLOS ONE . 8 (4): e61372. Bibcode : 2013PLoSO...861372B. doi : 10.1371/journal.pone.0061372 . PMC 3630201. PMID  23637819 . 
  71. ^ Schneider SM, Amonette WE, Blazine K, Bentley J, Lee SM, Loehr JA, Moore AD Jr, Rapley M, Mulder ER, Smith SM (ноябрь 2003 г.). «Тренировки с временным устройством для упражнений с сопротивлением на Международной космической станции». Медицина и наука в спорте и упражнениях . 35 (11): 1935–45. doi : 10.1249/01.MSS.0000093611.88198.08 . PMID  14600562.
  72. ^ "Повседневная жизнь". ESA. 19 июля 2004 г. Получено 28 октября 2009 г.
  73. ↑ Mansfield, Cheryl L. (7 ноября 2008 г.). «Station Prepares for Expanding Crew» (Станция готовится к расширению экипажа). NASA. Архивировано из оригинала 4 декабря 2008 г. Получено 17 сентября 2009 г.
  74. ↑ Coulter, Dauna (16 июня 2009 г.). «Банджи-шнуры удерживают астронавтов на земле во время бега». NASA. Архивировано из оригинала 15 августа 2009 г. Получено 23 августа 2009 г.
  75. ^ Каудерер, Амико (19 августа 2009 г.). «Наступай на меня». NASA. Архивировано из оригинала 21 августа 2009 г. Получено 23 августа 2009 г.
  76. ^ "Цифровой астронавт имитирует человеческое тело в космосе". Space Flight Systems @ GRC: Human Research Program, ISS and Human Health Office, Digital Astronaut. NASA Glenn Research Center . 23 февраля 2013 г. Архивировано из оригинала 3 мая 2012 г.
  77. ^ Уайт Рональд Дж., Макфи Дженси К. (2007). «Цифровой астронавт: интегрированная система моделирования и базы данных для космических биомедицинских исследований и операций». Acta Astronautica . 60 (4): 273–80. Bibcode : 2007AcAau..60..273W. doi : 10.1016/j.actaastro.2006.08.009.
  78. ^ Левандовски, BE; Пеннлайн, JA; Сталкер, AR; Мулугета, L.; Майерс, JG (11 апреля 2011 г.). Компонент моделирования опорно-двигательного аппарата проекта NASA Digital Astronaut (отчет).
  79. ^ Delp, Scott L.; Anderson, Frank C.; Arnold, Allison S.; Loan, Peter; Habib, Ayman; John, Chand T.; Guendelman, Eran; Thelen, Darryl G. (2007). «OpenSim: программное обеспечение с открытым исходным кодом для создания и анализа динамических симуляций движения». IEEE Transactions on Biomedical Engineering . 54 (11): 1940–1950. doi :10.1109/TBME.2007.901024. ISSN  0018-9294. PMID  18018689. S2CID  535569.
  80. ^ Дидрих, Андре (3 сентября 2007 г.). «Объем плазмы и крови в космосе». Американский журнал медицинских наук . 334 (3): 234.
  81. ^ Фу, Ци; Шибата, Шигеки; Хастингс, Джеффри Л.; Платтс, Стивен Х.; Гамильтон, Дуглас М.; Банго, Майкл У.; Стенгер, Майкл Б.; Рибейро, Кристин; Адамс-Хьюэт, Беверли; Левин, Бенджамин Д. (2019-08-27). «Влияние длительного космического полета на ортостатическую толерантность во время передвижения и профили артериального давления у астронавтов». Циркуляция . 140 (9): 729–738. doi :10.1161/CIRCULATIONAHA.119.041050. ISSN  0009-7322.
  82. ^ "When Space Makes You Dizzy". NASA. 2002. Архивировано из оригинала 2009-08-26 . Получено 2012-04-25 .
  83. ^ Фортни, Сюзанна М.; Сейнманн, Лора; Янг, Джоан А.; Хоскин, Шерилин Н.; Барроуз, Линда Х. (1994-01-01). «Растворы для загрузки жидкости и объем плазмы: Astro-ade и солевые таблетки с водой». {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  84. ^ abc «НАСА обнаружило, что космические полеты влияют на глаза и зрение астронавтов». Американская академия офтальмологии. 2013-07-10.
  85. ↑ С любовью, Шейла (9 июля 2016 г.). «Загадочный синдром, ухудшающий зрение астронавтов». The Washington Post .
  86. ^ Хауэлл, Элизабет (3 ноября 2017 г.). «Изменения мозга в космосе могут быть связаны с проблемами зрения у астронавтов». Seeker . Получено 3 ноября 2017 г.
  87. ^ Клугер, Джеффри (2016). Гиббс, Нэнси (ред.). «Год в космосе: взгляд изнутри на историческую миссию Скотта Келли – будет ли следующим путешествием на Марс?». Time . стр. 44.
  88. ^ Александр, Роберт; Макник, Стивен; Мартинес-Конде, Сусана (2020). «Микросаккады в прикладных средах: применение измерений фиксационного движения глаз в реальном мире». Журнал исследований движения глаз . 12 (6). doi : 10.16910/jemr.12.6.15 . PMC 7962687. PMID  33828760 . 
  89. ^ Майкл, Алекс П.; Маршалл-Боуман, Карина (2015-06-01). «Внутричерепная гипертензия, вызванная космическим полетом». Аэрокосмическая медицина и работоспособность человека . 86 (6): 557–562. doi :10.3357/amhp.4284.2015. ISSN  2375-6314. PMID  26099128.
  90. ^ ab Mader, TH; et al. (2011). «Отек диска зрительного нерва, уплощение глазного яблока, складки хориоидеи и гиперметропические сдвиги, наблюдаемые у астронавтов после длительного космического полета». Офтальмология . 118 (10): 2058–69. doi :10.1016/j.ophtha.2011.06.021. PMID  21849212. S2CID  13965518.
  91. ^ ab Puiu, Tibi (9 ноября 2011 г.). «Зрение астронавтов серьезно страдает во время длительных космических полетов». zmescience.com . Получено 9 февраля 2012 г.
  92. ^ ab "Мужчины-астронавты вернулись с проблемами со зрением (видео)". CNN News. 9 февраля 2012 г. Получено 25 апреля 2012 г.
  93. ^ ab Space Staff (13 марта 2012 г.). «Космические полеты вредны для зрения астронавтов, свидетельствуют исследования». Space.com . Получено 14 марта 2012 г.
  94. ^ Крамер, Ларри А. и др. (13 марта 2012 г.). «Орбитальные и внутричерепные эффекты микрогравитации: результаты 3-Т МРТ». Радиология . 263 (3): 819–827. doi :10.1148/radiol.12111986. PMID  22416248.
  95. ^ "Проблемы со зрением, распространенные у астронавтов". Discovery News. 13 марта 2012 г. Архивировано из оригинала 27-04-2012 . Получено 25-04-2012 .
  96. ^ Лоули, Джастин С.; Петерсен, Лонни Г.; Хауден, Эрин Дж.; Сарма, Сатьям; Корнуэлл, Уильям К.; Чжан, Ронг; Уитворт, Луис А.; Уильямс, Майкл А.; Левин, Бенджамин Д. (15.03.2017). «Влияние гравитации и микрогравитации на внутричерепное давление». Журнал физиологии . 595 (6): 2115–2127. doi :10.1113/JP273557. ISSN  0022-3751. PMC 5350445. PMID 28092926  . 
  97. ^ Баки, Джей К.; Лан, Мими; Филлипс, Скотт Д.; Аршамбо-Леже, Вероник; Феллоуз, Эбигейл М. (2022-05-01). «Теория развития нейроокулярного синдрома, связанного с космическим полетом». Журнал прикладной физиологии . 132 (5): 1201–1203. doi :10.1152/japplphysiol.00854.2021. ISSN  8750-7587. PMC 9054259. PMID 35201930  . 
  98. ↑ Crew, Bec (29 ноября 2016 г.). «Космос может оставить вас слепыми, и ученые говорят, что они наконец выяснили, почему». ScienceAlert . Получено 2018-10-02 .
  99. ^ Соренсен, Кирк (1 января 2006 г.). Концепция исследовательского комплекса с переменной гравитацией на основе троса (PDF) . Центр космических полетов имени Маршалла в НАСА.
  100. ^ "NASAexplores 5–8: A Matter Of Taste". NASAexplores . 29 мая 2003 г. Архивировано из оригинала 7 января 2008 г.
  101. ^ ab Bourland, Charles T. (2006-04-07). "Charles T. Bourland". Проект устной истории NASA Johnson Space Center (интервью). Интервью взято Ross-Nazzal, Jennifer . Получено 24 декабря 2014 г.
  102. ^ Петтит, Дон (2012-05-04). "Toe Koozies". Air & Space/Smithsonian . Архивировано из оригинала 2012-05-08 . Получено 8 мая 2012 г.
  103. ^ Гарбер, Меган (2013-01-14). «Почему нельзя плакать в космосе». The Atlantic . Получено 15 января 2013 г.
  104. ^ Тело в космосе
  105. ^ Канас, MD, Ник; Сальницкий, Вячеслав; Гушин, MD, Вадим; Вайс, Дэниел С.; Грунд, MS, Эллен М.; Флинн, MD, Кристофер; Козеренко, MD, Ольга; След, MS, Александр; Мармар, MD, Чарльз Р. (1 ноября 2001 г.). «Астения – существует ли она в космосе?». Психосоматическая медицина . 63 (6): 874–80. CiteSeerX 10.1.1.537.9855 . doi :10.1097/00006842-200111000-00004. PMID  11719624. S2CID  20148453. 
  106. ^ ab "Доказательный отчет: риск неблагоприятных когнитивных или поведенческих состояний и психических расстройств" (PDF) . 11 апреля 2016 г. 46-47 . Получено 31 декабря 2023 г.
  107. ^ Диккенс, Питер (март 2017 г.). «Астронавты на работе: социальные отношения в космических путешествиях». Ежемесячный обзор .
  108. ^ Питер Сьюдфельд1; Кася Э. Уилк; Линди Кассель. Полеты с незнакомцами: размышления многонациональных космических экипажей после миссии .{{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  109. ↑ Рюмин, Валерий Год вне Земли: Дневник космонавта. (на русском языке). М.: Издательство «Молодая гвардия», 1987. Дата обращения 21.01.2013
  110. ^ "Wide Awake in Outer Space". NASA Science . 4 сентября 2001 г. Получено 9 сентября 2013 г.
  111. ^ Дитрих Манзей; Бернд Лоренц; Валерий Поляков (1998). «Умственная работоспособность в экстремальных условиях: результаты исследования мониторинга работоспособности во время 438-дневного космического полета». Эргономика . 41 (4): 537–559. doi :10.1080/001401398186991. PMID  9557591. S2CID  953726.

Дальнейшее чтение