ریزگرانش چگونه بدن فضانوردان را تغییر می دهد؟

فضانوردی یکی از هیجان انگیزترین کارهای دنیاست. زمانی که از کودکی می‌پرسید آرزو دارد در آینده چه کاره شود، امکان ندارد فضانورد شدن جزو یکی از انتخاب‌های او نباشد. اما آیا تا به حال به خطراتی که فضانوردان در فضا با آن‌ها مواجه هستند، فکر کرده‌اید؟ تشعشات کیهانی سرطان زا، مشکلات روانی ناشی از انزوا و ریزگرانش، تنها چند مورد از خطراتی هستند که فضانوردان را تهدید می‌کنند.

فضانوردان به خاطر قرارگیری طولانی مدت در برابر مجموعه‌ای از عوامل استرس زا از جمله نیروی شتاب، تشعشعات و بی وزنی، با مشکلات پزشکی مختلف دست و پنجه نرم می‌کنند. از بین این مشکلات، بی وزنی اهمیت بیشتری داشته و بر بدن فضانوردان تأثیرات منفی متعددی می‌گذارد.

ریزگرانش چیست؟

کریستینا کوک در برابر قطره آب. اشیا در فضا بی وزن به نظر می‌رسند، اما حتی در ارتفاع ۳۲۰ تا ۴۰۰ کیلومتری سطح زمین که ایستگاه فضایی بین المللی در آن به دور زمین گردش می‌کند، میزان نیروی جاذبه قابل توجه است.

گرانش بسیار ضعیف یا ریزگرانش (Microgravity)، به شرایطی گفته می‌شود که تحت آن بدن یا اشیاء بی وزن به نظر می‌رسند. باور عمومی این است که در فضا هیچ نیروی گرانشی وجود ندارد، ولی این تفکر کاملاً درست نیست چون در همه جای فضا مقدار بسیار کمی جاذبه وجود دارد.

نیروی گرانش با افزایش مسافت ضعیف تر می‌شود. ایستگاه فضایی بین المللی در ارتفاع ۳۲۰ تا ۴۰۰ کیلومتری به دور زمین گردش می‌کند و با وجودی که چنین ارتفاعی قابل توجه به نظر می‌رسد، فضانوردان همچنان ۹۰ درصد از نیروی گرانش زمین را تجربه می‌کنند.

جالب است بدانید ایتسگاه فضایی بین المللی با میانگین سرعت ۲۷ هزار و ۴۳۸ کیلومتر بر ساعت به دور زمین گردش کرده و هر ۹۰ دقیقه یک دور کامل می‌زند. سرنشینان ایستگاه هر روز ۱۶ مرتبه طلوع و غروب خورشید را تجربه می‌کنند.

تأثیرات ریزگرانش بر بدن و سیستم قلبی-عروقی

جسیکا میر در ایستگاه فضایی بین المللی. وی اواخر سال گذشته میلادی اولین راهپیمایی کاملا زنانه تاریخ را با کریستینا کوک انجام داد.

زمانی که روی زمین می‌ایستیم، سیستم توزیع مایعات بدن فشار خون شریانی بیشتری در پاها (۲۰۰ میلیمتر جیوه) نسبت به سر (۷۰ میلیمتر جیوه) با توجه به قلب (۱۰۰ میلیمتر جیوه) ایجاد می‌کند.

ناسا می‌گوید تحت نیروی جاذبه زمین، هر تغییری در بدن مثل دراز کشیدن، نشستن و ایستادن و همچنین بالا بردن سطح فعالیت بدن از طریق ورزش کردن، سبب می‌شوند تا قلب و سیستم عروقی فشار و توزیع خون را از طریق نرخ ضربان قلب، حجم خون پمپاژ شده و انقباض و انبساط رگ‌ها تنظیم کنند. مجموعه این عوامل سبب اکسیژن رسانی مداوم و بی وقفه به مغز و هشیار ماندن ما و حفظ توانایی در انجام کارهای مختلف می‌شوند.

در فضا توزیع مجدد خون به طرف سر سبب واکنش‌های متفاوت در سیستم عصبی و غدد درون ریز می‌شود. علاوه بر این افزایش مایعات در جمجمه فشار مغز را افزایش داده و سبب مشکلات شنوایی، ورم مغز و تغییر شکل چشمان می‌شود. قرارگیری طولانی مدت در محیط ریزگرانش همچنین مشکلاتی نظیر بی اشتهایی، استفراغ، سرگیجه و تهوع را به دنبال دارد. خوشبختانه فضانوردان می‌توانند در مدت زمان ۴۸ تا ۷۲ ساعت خود را با این شرایط وفق دهند.

در محیط ریزگرانش ماهیچه‌ها دیگر نیازی به تحمل وزن بدن نداشته و به خاطر استفاده کم، تحلیل می‌روند. این مشکل سبب می‌شود تا فضانوردان نتوانند کارهایی که به قدرت بدنی بالایی نیاز دارند را انجام دهند. آن‌ها برای جلوگیری از ضعیف شدن ماهیچه ها باید به طور مرتب ورزش کنند.

تأثیر منفی ریزگرانش بر وضوح دید و تعادل

کریس هدفیلد فضانورد اسبق آژانس فضایی کانادا و ناسا در حال ورزش در ایستگاه.

ریزگرانش بر خون رسانی به چشم‌ها نیز تأثیر منفی گذاشته و مشکلاتی همچون تاری دید را به وجود می‌آورد. به همین دلیل برخی از فضانوردان برای بهبود بینایی از عینک استفاده می‌کنند.

جاذبه زمین اهمیت بسیار زیادی برای ما دارد و به کمک آن می‌توانیم جهت پایین را تشخیص دهیم. گیرنده‌هایی درون گوش‌ها قرار گرفته‌اند که مثل یک سیستم راهنما عمل کرده و به ما کمک می‌کنند جهت‌های بالا و پایین را تشخیص دهیم.

در محیط ریزگرانش اما این سیستم راهنما از کار افتاده و فضانوردان حس گیجی کرده و در کنترل حرکات بدن با مشکل مواجه می‌شوند. در چنین وچشم فضانوردان سقف فضاپیما را تشخیص داده ولی مغز نمی‌تواند آن را ثبت کند. به همین دلیل برخی فضانوردان در جهت یابی دچار مشکل شده و تهوع، سرگیجه و سردرد را تجربه می‌کنند.

فضانوردان چگونه خود را با ریزگرانش وفق می‌دهند؟

کریستوفر کسیدی فضانورد ناسا پس از سپری کردن بیش از ۵ ماه در فضا در تاریخ ۱۱ سپتامبر ۲۰۱۳ به زمین بازگشت.

سیستم عصبی فضانوردان معمولاً خود را به سرعت با محیط ریزگرانش وفق می‌دهد و در روز سوم سفر بسیاری از آن‌ها مشکلاتی که در ابتدای رسیدن به فضا داشتند را دیگر ندارند. آن‌ها پس از بازگشت به زمین باید بدن را دوباره با نیروی جاذبه زمین وفق دهند.

ناسا می‌گوید پس از بازگشت به زمین، نیروی جاذبه خون را به سمت شکم و پاها می‌کشد. کاهش حجم خون و ضعیف شدن قلب و رگ‌های خونی، توانایی بدن در تنظیم فشار خون را کاهش داده و موجب می‌شود برخی فضانوردان پس از رسیدن به زمین به دلیل احساس سرگیجه نتوانند تا مدتی بایستند یا راه بروند.

بدن انسان مثل ماشین خارق العاده‌ای است که خود را با شرایط بی وزنی نیز وفق داده و فضانوردان با توجه به همین ویژگی می‌توانند تا ماه‌ها در ایستگاه فضایی بین المللی زندگی کنند.