آیا ​​یک فرد معمولی در حین پرواز فضایی تجاری نیاز به ورزش دارد؟

منبع:

Conversation.com

امسال ،شرکت SPACE-X قصد دارد اولین مأموریت خصوصی فضایی را بدون هیچ فضانورد حرفه ای وارد مدار کند. جارد آیزاکمن ، کارآفرین میلیاردر ، که این سفر را رزرو کرده و فرماندهی این مأموریت را بر عهده خواهد داشت ، و دو تا چهار روز را در کنار زمین در کپسول SpaceX Crew Dragon ، در کنار سه نفر دیگر ، دور زمین خواهد چرخید.

در حالی که بعید به نظر می رسد ماموریت کوتاه Crew Dragon تأثیر زیادی در سلامتی مسافران داشته باشد ، این کپسول ها به زودی سفرهای بسیار طولانی تری را تجربه می کنند که می تواند تأثیر زیادی بر سلامت فرد داشته باشد. مأموریت های فضایی تراکم استخوان فضانوردان را هر ماه 1 تا 1.5 درصد کاهش داده و حرکت و وضعیت عضلات را تضعیف می کنند. حتی قلب نیز کوچکتر می شود ، زیرا مجبور نیست در برابر جاذبه در فضا پمپاژ کند. وقتی این تغییرات اتفاق می افتد ، بسته به اینکه چه تمریناتی انجام می شود و هر چند وقت یک بار ، بسیار متفاوت است. اما اگر هیچ تمرینی انجام نشود ، این تغییرات از 14 روز شروع می شود. به همین دلیل است که فضانوردان حرفه ای برای تقویت عضلات خود از تجهیزات ورزشی در فضا استفاده می کنند.

اما فضاپیماهای کپسولی مانند Crew Dragon و  Orion – که افراد را به ماه و مریخ می برد – فضای لازم برای تجهیزات بزرگ ورزشی را ندارند ، بنابراین مسافران در کارهایی که می توانند انجام دهند محدود می شوند. اینکه این ممکن است چه تاثیری بر سلامت جسمی افراد در حین پرواز فضایی بگذارد ، مشخص نیست ، این همان چیزی است که گروه بازبینی سیستماتیک پزشکی هوافضا Northumbria روی آن کار میکند تا به پاسخ مناسب برسند.

فضایی برای تحرک

همواره بزرگ‌ترین چالشی که فضانوردان با آن روبرو می‌شوند، از دست رفتن عضله و استخوان می باشد. انسان‌های روی زمین صرفاً با راه رفتن و ایستادن در خلاف جهت گرانش، به کارکرد روزانه این سیستم‌ها کمک می‌کنند. اما بدون گرانش، استخوان‌ها تراکم مواد معدنی خود را از دست داده و عضلات تحلیل می‌روند. این چیزیست که فضانوردان دائماً برای جلوگیری از آن تلاش می‌کنند.

ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) حدود 932 مترمکعب فضا دارد – تقریباً به اندازه حجم بوئینگ 747. حدود دو سوم این فضا برای ذخیره سازی و تجهیزاتی مانند وسایل ورزشی از جمله تردمیل ، دوچرخه و دستگاه ساخته شده برای ورزش استقامتی می باشد.

سیستم پشتیبانی از زندگی ISS – که با کنترل سطح اکسیژن ، گرما و رطوبت در کابین یک محیط سالم را برای انسان حفظ می کند – همچنین به گونه ای طراحی شده است که به فضانوردان اجازه می دهد روزانه دو ساعت و نیم ، شش روز در هفته و بدون شدت زیاد، ورزش کنند، بدون اینکه در فضای داخل ایستگاه تجمع دی اکسید کربن یا گرما رخ دهد.

Orion و Crew Dragon هر دو حدوداً 9 متر مکعب فضای زندگی دارند که حدوداً 5 مورد از آنها برای ورزش قابل استفاده است. مثل این خواهد بود که بدون اینکه بتوانید از کابین خارج شوید و رفت و آمد زیادی داشته باشید ، به یک مسافرت چهار روزه با سه نفر از دوستان خود در یک اردوگاه بسیار کوچک بروید.

تجهیزات ورزشی ایستگاه فضایی برای یک فضاپیمای کپسولی خیلی بزرگ و سنگین است. انتظار می رود فقط یک وسیله ورزشی در یک فضاپیمای کپسولی جا داشته باشد و این دستگاه باید به اندازه جعبه کفش باشد و از 10.6 کیلوگرم سنگین تر باشد. برای جا دادن روی فضاپیمای Orion می توان از یک وسیله ورزشی چرخ دنده ای استفاده کرد. این یک دستگاه مبتنی بر دیسک است که در طی تمرینات مختلف – مانند ماشین قایقرانی – مقاومت مداوم ایجاد می کند.

برای ورزش کافی فضانوردان ISS ، مسافران فضاپیمای کپسولی احتمالاً مجبورند روزانه ورزش را به چندین جلسه برای هر نفر تقسیم کنند. اگر فقط یک دستگاه در دسترس باشد ، کل تمرین می تواند 18 ساعت در روز طول بکشد. دوره های کوچک ورزشی همچنین اطمینان حاصل می کند که سیستم های تصفیه می توانند دی اکسید کربن اضافی ، رطوبت و گرمای ناشی از ورزش را تصفیه کنند.

اما ورزش منظم بسته به حجم و جرمی که فضاپیمای کپسولی می تواند حمل کند ، ممکن است همیشه عملی نباشد.

ورزش نکردن
اما اگر مسافران اصلاً ورزش نکنند چه؟ برای درک تأثیرات ممکن است به بررسی مطالعات مربوط به استراحت در بستر بپردازیم. استراحت مداوم در بستر روش خوبی برای شبیه سازی تأثیرات پرواز فضایی بدون نیاز به ترک زمین است. استراحت زیاد در رختخواب همچنین باعث سکون بدن (کاهش عملکرد فیزیکی) مشابه پرواز فضایی می شود.

تحقیقات نشان می دهد که در صورت عدم تمرین ورزشی ، شروع تحلیل ​​عضلات در فضا از هفت روز بعد شروع می شود. بنابراین برای مسافران Crew Dragon ، انجام هیچ ورزشی در طول مأموریت دو تا چهار روزه خود ، احتمالاً فقط منجر به از بین رفتن عضله می شود ، زیرا بدن شما تقریباً هر روز برای حفظ عملکرد خوب به مقداری فشار  نیاز دارد. و هرگونه هدر رفتن عضله که اتفاق می افتد ، پس از بازگشت به زمین ، به سادگی با بازگشت به جاذبه طبیعی ، حرکت و انجام کارهای عادی روزمره ، آسان خواهد بود.

اما در مأموریت های طولانی تر آینده ، مانند سفر پنج روزه به ماه – و به ویژه یک ماموریت مریخ که ممکن است 200 روز یا بیشتر طول بکشد – ورزش بسیار حیاتی است. بعد از هفت روز در فضا ، قدرت ، حجم و استقامت عضلات کاهش می یابد. بعد از حدود 14 روز در فضا ، توانایی عضلات برای کار و فعالیت کاهش می یابد. تغییرات بزرگ ، مانند مشکل ایستادن ،  28 تا 35 روز بدون ورزش آغاز می شود.

حتی اگر سفر ماه کمتر از هفت روز باشد ، اما کاهش جاذبه ماه (یک ششم گرانش زمین) بعید به نظر می رسد برای کمک به بدن انسان برای سفر برگشت کافی باشد. بنابراین برای بازگشت ایمن به زمین ، یک سفر رفت و برگشت در ماه به خدمه نیاز به ورزش دارد. اگر اقامت در ماه بیش از چند روز باشد ، قطعاً فضانوردان برای تقویت و سلامت عضلات خود به ورزش نیاز دارند. اما این نوع مأموریت ها احتمالاً فقط در حال حاضر برای فضانوردان حرفه ای انجام می شود.

هنوز مشخص نیست که چه وسایل ورزشی و دستورالعمل های ورزشی برای افرادی که مدت بیشتری را در فضاپیماهای کپسولی می گذرانند در دسترس خواهد بود. گروه تحقیقاتی ما در حال بررسی این است که کدام تمرینات ممکن است در محافظت از تغییرات فیزیکی در حالی که در فضا هستند، موثر باشد. ماژول های زیستگاه بزرگتر نیز ممکن است در مأموریت های طولانی تر در فضای عمیق به فضاپیمای کپسولی متصل شوند تا ورزش را آسان تر کنند.

مسافران در پروازهای فضایی تجاری ممکن است سندرم سازگاری فضایی را نیز تجربه کنند که باعث بیماری حرکت می شود. این امر 60 تا 80٪ مسافران فضایی را در طی دو یا سه روز اول مأموریت خود تحت تأثیر قرار می دهد. سینوسهای چسبناک و سردردهای ناشی از تغییر مایعات به سمت بالا و همچنین درد کمر با افزایش طول ستون فقرات در اثر کمبود جاذبه ، ممکن است اتفاق بیفتد. اما این مشکلات در یک مأموریت کوتاه مدت مانند Crew Dragon جزئی خواهند بود و یا در حین انجام مأموریت یا پس از بازگشت به زمین برطرف می شوند.

امیدواریم با گذشت زمان ، مأموریت هایی مانند Crew Dragon طولانی تر ، رایج تر و ارزان تر شوند. اما با رواج بیشتر سفرهای فضایی و طولانی شدن مأموریت ها ، اطمینان از اینکه مسافران می توانند به درستی ورزش کنند تا از تأثیرات منفی بر سلامتی آنها جلوگیری شود ، بسیار مهم است.