Naukowcy stworzyli "drugą skórę" dla astronautów, skutecznie naśladuje grawitację

Długie przebywanie w warunkach mikrograwitacji prowadzi od razu do wielu problemów zdrowotnych u astronautów i kosmonautów. Wśród tych problemów, na przykład, — utrata gęstości kości i zanik mięśni. Ale jest jeszcze jedna cecha: człowiek w stanie nieważkości jest wyższa, ponieważ zmniejszone oddziaływanie grawitacyjne sprawia, że kręgosłup się rozciągnąć. Oczywiście, wielu z nas chciałby być wyższy, ale w kosmosie to może być prawdziwym problemem, bo jak to rozciąganie może powodować ból.

W Royal college w Londynie zakończyły się testy nowej wersji specjalnego kombinezonu SkinSuit, mającego rozwiązać ten problem. Wyniki ostatnich badań jeszcze nie były publikowane w otwartym dostępie, ale naukowcy mówią o bardzo pozytywnych wynikach.

Życie i praca astronauta w warunkach nieważkości na pokładzie Międzynarodowej stacji kosmicznej 24 godziny na dobę i 7 dni w tygodniu diametralnie różni się od zwykłego cyklu 24-godzinnym każdego człowieka na Ziemi. W warunkach ziemskiej grawitacji nasz kręgosłup odpoczywa, gdy śpimy. Sen w pozycji leżącej pozwala przestrzeni między межпозвоночными dyskami wypełnione płyn maziowy. Pozwala ona na naszych kości i stawów odpocząć od obciążenia, które czują w ciągu dnia, a także oczyszcza organizm ze zbędnych substancji i przyspiesza metabolizm komórek. Za każdym razem, gdy budzimy się, stajemy się nieco wyższe, ale tylko na chwilę. W ciągu dnia siła grawitacji powoduje, że nasze krążki znowu zbliżać się, tracimy średnio 1,5 cm wzrostu i stajemy się tak samo, jak wcześniej. W ramach kolejnego cyklu snu nasz kręgosłup znowu rozciągnięty, i tak się powtarza za każdym razem. Co do kosmosu, to znane są przypadki, gdy kręgosłup człowieka растягивался do 7 centymetrów.

"Na Ziemi, gdy stoisz na nogach, na ciebie naciska, nie tylko własny ciężar, ale i siła grawitacji. Następnie, gdy idziesz do łóżka, plecy rozciągnięty – to normalny cykliczny proces", — wyjaśnia szef badań, David Green.

W warunkach mikrograwitacji plecy astronauta nigdy nie kurczy się pod wpływem grawitacji i jest zawsze w miłej, gdy rozciągnięty. W rezultacie obserwuje się częste bóle w okolicy pleców.

"W kosmosie nie ma grawitacji obciążenia, dlatego przestrzeń między межпозвоночными dyskami stale rośnie, naturalna krzywizna kręgosłupa zmniejsza się, a wspierające plecy więzadła i mięśnie, których nie trzeba oprzeć się grawitacji, zaczynają zanikać i słabnąć", — nadal Green.

Kostium SkinSuit, którego opracowanie w ciągu już kilku lat prowadzi Centrum medycyny kosmicznej Europejskiej agencji kosmicznej i Royal college w Londynie, opiera się na pracach Massachusetts institute of technology (MIT). Jako główny podań wykorzystuje elastan, który działa jako symulatora grawitacji i wywiera presję na całe ciało, zaczynając od ramion do stóp.

Astronauta Europejskiej agencji kosmicznej przeprowadzili testy kombinezonu SkinSuit w ramach parabolicznych lotów na samolocie (gdzie symulowane nieważkości), a także na pokładzie międzynarodowej stacji kosmicznej. Zdjęcia CNES/Novespace, 2014 rok

Skuteczność stroju na pokładzie międzynarodowej stacji kosmicznej sprawdzili duński astronauta Andreas Могенсен, a także francuski astronauta Tom Piasku. Jednak pierwsza opcja stroju astronauci проносили bardzo długo. To jest bardzo niewygodne i сковывающим był.

"Pierwsze koncepty były naprawdę bardzo niewygodne. Zapewniały około 80 procent poziomu grawitacyjnej obciążenia, ale nosić je można było tylko kilka godzin", — mówi badacz Filip Карвиль.

Kostium zdecydowano się modyfikować. Ponadto, naukowcy stworzyli specjalną "łóżko wodne", do połowy wypełniony wodą z bogatą zawartością magnezu soli. To było wykorzystywane jako swego rodzaju środowiska do symulacji wpływu nieważkości na organizm, które astronauci doświadczają w kosmosie. Naukowcy zmontowane ten wizytę u z morza Martwego, gdzie wysokie stężenie soli pozwala człowiekowi dosłownie leżeć na powierzchni wody.

"podczas naszych dłuższych testów obserwowaliśmy wzrost wzrost człowieka, podobnie zjawisko, które mają tendencję do przestrzeni kosmicznej. Innymi słowy, jesteśmy w stanie osiągnąć efekt nieważkości przynajmniej w kwestii jej wpływu na kręgosłup człowieka", — wyjaśnia badacz Filip Карвиль.

Kostium SkinSuit przeszedł kilka etapów ulepszeń, aby stać się nie tylko bardziej komfortowe, ale i skuteczne

Zaangażowanie studentów w ramach testów nowych wersji kombinezonu pomogło zwiększyć jego skuteczność. Najpierw wolontariuszy prosili, aby położyć się na "wodnym łóżku", symulującym środowisko mikrograwitacji. Najpierw bez kombinezonu, a następnie ubrany w SkinSuit. Wtedy naukowcy przeprowadzali MRI-skanowanie i sprawdzali skuteczność. W wyniku garnitur przeszedł kilka etapów modernizacji, co pozwoliło uczynić go bardziej wygodne, носимым i skuteczne. W chwili obecnej najnowszą wersją SkinSuit jest projekt Mark VI.

"Wersja SkinSuit Mark VI okazało się bardzo wygodne. Tak wygodne, że go faktycznie nie czujesz na ciele, nawet przy dłuższym użytkowaniu, aktywności fizycznej lub podczas snu", — mówi Карвиль.

"Najnowsza wersja oferuje około 20procent grawitacyjnej obciążenia, że nieco więcej niż w księżycowej grawitacji. Z kolei tego całkiem wystarczający do tego, aby plecy poczuła żądaną efekty grawitacji i zawsze był w dobrej formie".

"Wyniki naszych badań nie zostały jeszcze opublikowane, ale wygląda na to, że wersja kombinezonu SkinSuit Mk VI jest bardzo skuteczne dla kompensacji efektu rozciągania kręgosłupa. Oprócz tego dowiedzieliśmy się wiele nowego o podstawowych procesach fizjologicznych i ważności rozkładu obciążenia na kręgosłup", — dodał Filip.