От Ашли Стрикланд, Рейчъл Крейн

това

20 май 2016 - 22:49 ET (03:49 GMT)

(CNN) - След повече от 50 години пилотиран космически полет, НАСА е експерт за това какво се случва в човешкото тяло, когато то е в нулева гравитация.

Това изследване гарантира, че астронавтите могат безопасно да ходят на Луната и да живеят повече от година на Международната космическа станция, на 354 километра над повърхността на Земята. Програмата за изследване на човека, която има за цел да намали въздействието на космическата среда върху човешкото здраве и производителност, използва данните, за да гарантира, че астронавтите могат да бъдат изпратени още по-далеч в Слънчевата система.

Шестмесечно пътуване до Марс би било само началото на предизвикателна експедиция за кацане на хора на повърхността на червената планета на 225 милиона километра. Членовете на екипажа щяха да живеят и работят там.

В подготовка НАСА използва шестмесечни триплетни ротации и рекордната едногодишна мисия на Скот Кели до Международната космическа станция (МКС) за изследване на въздействието на космоса върху човешкото тяло. И така, какво се случва, когато трябва да преминем от ходене по твърда земя до плаване в нулева гравитация?

„Чувствах, че падам“, каза астронавтът от НАСА Майк Хопкинс пред Рейчъл Крейн от CNN. „Сякаш висиш от таванските греди в сграда и се разхлабваш и това продължава около 24 часа. Мозъкът ми отне малко време, за да свикне с факта, че не е горе-долу. И това беше доста бързо. Необходимо е малко свикване и с плаване. Това е почти като да се научите да ходите отново, малко ».

Хопкинс е бил на МКС 166 дни, от септември 2013 г. до март 2014 г. Въпреки че адаптацията към микрогравитацията не отнема много време, през първите дни възникват други проблеми поради феномена, при който главата се накланя надолу между 12 и 20 градуса, причиняваща дезориентация.

"Веднага щом човек достигне безтегловни условия, течностите започват да се изместват в тялото от долната част на тялото към горната част на тялото", казва д-р Джон Чарлз, асоцииран мениджър на Програмата за човешки изследвания за международна наука. "Органите на баланса и вътрешното ухо веднага усещат, че няма гравитация, която тегли надолу".

Това причинява сред астронавтите известен като синдром на птичи крака, тъй като движението на течността води до подути лица и тънки крака. Освен това ги прави по-малко жадни, притъпява усещането за вкус и предизвиква усещане за „запушен нос“, подобно на това, причинено от алергии. Космическата болест на движение също засяга около 79% от астронавтите, които изпитват микрогравитация през първите 24 до 48 часа, причинявайки загуба на апетит, замаяност и повръщане.

Дългосрочни рискове

Хопкинс също трябваше да се тревожи за дългосрочните ефекти върху тялото му, като отслабване и загуба на кости и атрофия на мускулите. В космоса, без гравитация, костите губят над 1% минерали и плътност на месец.

Астронавтите също изпитват загуба на кръвен обем, отслабена имунна система и лоша сърдечно-съдова форма, тъй като плаването изисква малко усилия и сърцето не трябва да работи толкова усилено, за да изпомпва кръвта през тялото, според научния заместник-директор на Програмата за човешки изследвания, Дженифър А. Фогарти.

НАСА разработи контрамерки за борба както с тези проблеми, така и с това как те могат да продължат след кацане на Земята. Повечето от мерките са да се уверят, че астронавтите остават здрави, като консумират достатъчно хранителни вещества в храната и добавките си, както и да използват три специално проектирани машини за тренировки на МКС.

Веднага след като преболедуват от болест на движението, НАСА иска нейните астронавти да започнат да тренират. Също така е добре за двигателните и сензорните системи, ако краката ви се ударят в повърхност, като бягане на бягаща пътека, каза Фогарти.

И трите упражнения имитират бягаща пътека, стационарен велосипед и многофункционална машина за тежести. Те са предназначени да стимулират долната част на тялото, с упражнения като бягане, клякане и вдигане на тежести, тъй като най-големият процент загуба на кост се случва в таза и бедрената кост. Астронавтите използват машините два часа на ден, за да компенсират останалите 22 часа, че не изпитват физическа активност.

В допълнение към противодействието на костната загуба и мускулната атрофия, упражненията осигуряват промяна на темпото и умственото освобождаване.

Но един от най-скоро забелязаните ефекти от космическия полет през последните пет до седем години се концентрира в очите. Кели и други астронавти в края на 40-те и 50-те години се оплакват от леко влошено зрение. Някои от тях имат необходими очила в полет.

"Променете зрителната острота", каза Чарлз. Те не са в състояние да видят нещата отблизо. Това е като напреднало стареене. Такива неща се случват с ускорена скорост ».

Като се има предвид връзката между окото, зрителния нерв и мозъка, в съчетание с промяната в течностите опит на астронавтите, някои изследвания предполагат, че очите действат като клапан за освобождаване на налягането, каза Фогарти. Вашата програма обаче има много изследвания в работна фаза, така че причината и начинът за противодействие да продължат да бъдат определени.

Въпреки че МКС е в защитното магнитно поле на Земята, астронавтите са изложени на 10 пъти повече радиация, отколкото биха били на земята. НАСА наблюдава излагането на радиация, предвид факта, че членовете на екипажа на МКС се считат за радиационни работници.

Агенцията е успяла да ограничи радиационните рискове до 1%, но мисия на Марс ще изложи астронавтите на вредни космически лъчи. Без подходящо екраниране това може да увеличи риска от рак, да причини лъчева болест, да наруши когнитивните и двигателните функции и дори да доведе до катаракта и сърдечни и кръвоносни заболявания.

Реалността на гравитацията

Помислете и за кацане на земята, след като изпитвате нулева гравитация. Членовете на екипажа на мисията на Марс ще трябва да могат да отидат на работа почти веднага след кацането. Въпреки факта, че Марс има само една трета от гравитацията на Земята, във всеки случай това би означавало корекция за астронавтите, след като са плавали в продължение на шест месеца.

„Отне ми малко повече време, за да свикна отново с живота в гравитацията“, каза Хопкинс. „Имах проблеми с неща като доставка. Имаше чувството, че когато щях да се наведа, щях да падна направо на земята. И в микрогравитацията човек губи препратка към това колко тежат нещата. Спомням си, когато за първи път кацнах и бях в „Союз“ [капсулата, използвана за кацане] и раздавах нашите полетни процедури. Тази малка книжка, която може би тежи 600 грама, имах чувството, че тежа 10 или 13 килограма ».

Въпреки това, въпреки че телата ни не са били създадени да живеят в космоса, Програмата за изследване на човека винаги изследва начините да процъфтяваме на последната граница. Текущите контрамерки, използвани на МКС, резултатите от текущи проучвания и наскоро финансирани предложения с цел решаване на проблемите на човешкото здраве ще помогнат на астронавтите, докато те изместват границите на пространството през 2020-те и 2030-те години.

„Майката природа винаги ви казва верния отговор, просто трябва да зададете правилния въпрос“, каза Чарлз. „Нашите човешки тела могат да пътуват до Марс и обратно“.