چگونه فضانوردان را در مأموریت های سفر به مریخ سالم نگه داریم؟

چگونه فضانوردان را در مأموریت های سفر به مریخ سالم نگه داریم؟

هنگامی که نخستین فضانوردان به مریخ برسند، امکان دارد با چالش های متفاوتی روبرو شوند چون که از آنها انتظار می رود که بعد از ماه ها سفر در حالت بی وزنی و بدون داشتن دستگاههای ورزشی یا درمانگران زمینی که به فضانوردان ساکن در ایستگاه فضایی بین المللی(ISS) کمک می کنند تا با شرایط گرانش سازگار شوند، وظایف سنگین فیزیکی را انجام دهند و این امکان دارد برای آنها چندان آسان نباشد. آیا محققان تابحال به این مورد فکر کرده اند که چگونه می توانند سلامت فضانوردان در مریخ را تضمین کنند؟


به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا، برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی حفظ سلامت مسافران فضایی در چنین مأموریت های طولانی، سایت نیو اطلس با "راشل بلیسل"(Rachel Bellisle) و "تام ابیتانت"(Tom Abitante) دانشمندان دانشگاههای "هاروارد" و "ام آی تی" در مورد دو تکنولوژی جدید که پتانسیل حفظ سلامت فضانوردان در شرایط جاذبه صفر را در دارد، مصاحبه ای انجام داده است که در ادامه به پرسش های این سایت و پاسخ های آنها پرداخته ایم.
نیو اطلس: مدت هاست که افراد مختلفی به فضا رفته اند و زمانی را در آنجا گذرانده اند و حتی بعضی از آنها بیشتر از یک سال هم در آنجا بوده اند اما گویا باز هم مشکلاتی در زمینه سلامت فضانوردان وجود دارد، حالا مشکل ما چیست که باید در اینجا حل شود؟
ابیتانت: مشکل اصلی این است که فضانوردان در فضا گرفتار مشکلاتی مانند از دست دادن استخوان و توده عضلانی خود می شوند. آنها می توانند با خیال راحت زمان خویش را در فضا سپری کنند، اما وقتی بعد از یک سال اقامت در فضا، به زمین می آیند، باید برای انجام عملیات فیزیوتراپی آماده شوند. وقتی فضانوردان به مریخ بروند، از آنها انتظار می رود که کارهای فیزیکی گوناگونی انجام دهند، اما از دست دادن عضلات و استخوان، آنها را در معرض خطر مبتلا شدن به برخی صدمه ها قرار می دهد. روش فعلی برای پیشگیری از این امر ورزش است. با این وجود، هنگام رفتن به ماه یا مریخ، نمی توانید وسایل ورزشی بزرگ را با خود حمل کنید. ما به دنبال راه هایی هستیم که فضانوردان بتوانند بدون حمل تجهیزات ورزشی عظیم به مریخ، بدن خویش را آماده کرده و از شرایطی مانند از دست دادن عضلات و استخوان خود جلوگیری نمایند.
نیواطلس: پس هدف شما پیشگیری از تحلیل استخوان و عدم رشد عضله فضانوردان ​است؟
بلیسل: هدف ما فراتر از این مورد است. حقیقت این است که بدن افراد در شرایط گرانش نمی تواند طبیعی عمل کند. استخوان و عضلات دو نمونه از اعضای بدن هستند که تحت تأثیر قرار می گیرند. البته امکان دارد اندام های دیگر هم تحت تأثیر قرار گیرند.
نیواطلس: مانند چه چیزی؟
ابیتانت: یکی از آنها، اعضای کوچک گوش درونی شماست که همیشه به شما می گوید چه حال بدی دارید که این حس در فضا وجود ندارد. ​در حالی که این اثر اولیه امکان دارد خودش را در حالاتی مانند بیماری حرکت یا بعضی از بی نظمی های فضایی نشان دهد اما در دوره های زمانی طولانی در واقع می تواند به شکلی بر هماهنگی و حس عمقی شما مانند وضعیت بدنی و راه رفتن تأثیر بگذارد. خیلی از مواقع زمانی که فضانوردان به زمین بازمی گردند، چند روز طول می کشد تا باردیگر به حالت عادی بازگردند.
نیواطلس: در مأموریت های طولانی به ماه یا مریخ، چه چیزهایی می توانند جایگزین تجهیزات ورزشی شوند؟
بلیسل: احیانا تجهیزات ورزشی کوچکتری وجود خواهند داشت. هدف ما تکمیل آن است. من فکر می کنم راه هایی برای انجام این کار با ابزارهای پوشیدنی وجود دارد. من درحال مطالعه لباس پوستی(skinsuit) هستم که مقداری از آن بار مکانیکی بدن را باردیگر به بدن بازمی گرداند. این لباس در اصل یک فشار عمودی به بدن وارد می نماید و خیلی از گیرنده های بار(load receptors) را که معمولاً در محیط ریزگرانش غیرفعال می شوند را باردیگر فعال می کند.


نیواطلس: این گیرنده های بار چه هستند و چه کار می کنند؟
بلیسل: بدن شما مملو از یک سری سنسورهای بیولوژیکی است که آنها نحوه اعمال گرانش بر بدن شما را روی زمین اندازه گیری می کنند. مقداری از آن حسگرها در استخوان های شما وجود دارد که استخوان شما را مجبور به حفظ استقامت می کند و مقداری هم در عضلات شما وجود دارد. عضلات شما باید دریابند که برای راه رفتن چقدر نیرو نیاز دارند. وقتی همه آن ورودی های حسی را به علت گرانش از دست دهید، این فرآیندها قطع می شوند. گیرنده ها باید خویش را با شرایط ریزگرانش تطبیق دهند و بعد از بازگشت فضانوردان به زمین هم باید باردیگر با شرایط زمین سازگار شوند. این یک مشکل بزرگ برای سازگاری بدن با مریخ بعد از یک سفر طولانی در گرانش صفر است.
نیواطلس: امکان دارد کمی در مورد لباس پوستی خود توضیح دهید؟
بلیسل: این لباس های پوستی یک لباس پارچه ای غیرفعال هستند، ازاین رو هیچ عملگر مکانیکی وجود ندارد و کمی شبیه یک اسکلت بیرونی نرم یا یک لباس تنگ هستند. نحوه پوشیدن آنها هم بدین صورت است که ابتدا از روی شانه ها پوشیده می شود، سپس پارچه را کشیده و آنرا تا زیر پاها می آوریم.
نیواطلس: چه مدت باید این لباس ها را بر تن داشت؟
بلیسل: بستگی به برنامه فضانوردان دارد. آژانس فضایی اروپا در واقع بر روی این لباس ها کار کرده است تا از کمردرد فضانوردان در فضا جلوگیری نماید و از بعضی از افراد هم خواسته شده تا هشت ساعت این لباس را بپوشند. اما ایده های دیگری وجود دارد که طی آن فضانوردان باید آنرا برای یک یا دو ساعت و آن هم در حین ورزش بپوشند.
نیواطلس: تام، شما نگاهی کاملا متفاوت در این مورد دارید. می توانید درباره آن به ما بگویید؟
ابیتانت: رویکرد من کمی فعال تر است. من به دنبال استفاده از تحریک الکتریکی، بخصوص تحریک عصبی عضلانی، برای افزایش عملکرد روزانه استخوان های افراد هستم. این نگاهی است که پزشکان برای بیماران مبتلا به صدمه طناب نخاعی بسیار استفاده می نمایند. آنها از الکترودهایی روی عضله استفاده می نمایند که پالس الکتریکی را از راه عضله می فرستند و این عمل سبب انقباض آن عضله می شود. این به صورت بالقوه می تواند به کاهش از دست دادن استخوان ناشی از عدم استفاده از صندلی چرخ دار یا قرار گرفتن در فضا کمک نماید. ایده من این است که اگر این انقباضات مصنوعی چند صد بار در روز صورت گیرد، میتوان به اندازه کافی استخوان را تحریک کرد که این سنسورهای کوچکی که راشل به آن اشاره نمود به بدن بگویند که استخوان را از دست ندهد. اما یک نکته وجود دارد و آن این است که از آنجاییکه این افراد سالم هستند، گرفتار بی حسی مانند بیماران فلج نیستند و برای همین امکان دارد این روش برایشان چندان راحت نباشد. بیماران پاراپلژی ​لزوما نمی توانند این مورد را احساس کنند که این امر به پزشکان این امکان را می دهد که برای مدت طولانی تری عملیات را انجام دهند. در مورد افراد سالم، یک محدودیتی وجود دارد چونکه از آنها خواسته می شود تا در همان حین تحریک الکتریکی برخی کارها را هم انجام دهند. ما باید اینجا آزمایشاتی را انجام دهیم تا درک نماییم که این روش چقدر موثر خواهد بود و چه مدت فضانوردان می توانند از آن استفاده کنند. نمی توانیم صبر نماییم تا به مریخ برویم و ببینیم که آیا روش ما در آنجا کار می کند یا خیر.


نیواطلس: گام بعدی چیست؟ امیدوار هستید که آنرا در فضا آزمایش کنید؟
بلیسل: لباس های پوستی قدمت زیادی دارند چون که آنها از سال ۲۰۱۶ تا ۲۰۱۷ توسط آژانس فضایی اروپا به ایستگاه فضایی بین المللی فرستاده شده اند. حالا، ما بعضی از کارها را در ام آی تی جهت بررسی بیشتر آن در برنامه های مختلف و ایجاد نسخه جدید لباس، باردیگر آغاز کرده ایم. من آنرا در بهار گذشته با یک پرواز سهمی گرانش صفر آزمایش کردم. در بهار سال جاری هم قصد دارم آنرا در پرواز دیگری آزمایش کنم. ما آنرا به محیط ریزگرانش می آوریم و آزمایش های کوتاه مدتی را بر روی شرکت کننده ای که لباس را پوشیده است انجام می دهیم که این کار واقعا هیجان انگیز است. من دوست دارم ناسا هم از آن استفاده نماید. فکر می کنم در این صورت عالی خواهد شد.
نیواطلس: این فناوری ها به جز کاربردشان در مسافرت به ماه و مریخ چه کاربردهایی در زمین دارند؟
ابیتانت: آنها بطور قطع کاربردهایی در بهبود فناوری صدمه نخاعی و از دست دادن استخوان دارند. تابحال تحقیقات زیادی در مورد بهینه سازی بهبود درمان های از دست دادن استخوان برای افرادی که روی صندلی چرخ دار هستند، انجام نشده است.
بلیسل: فناوری ما امکان دارد دو کاربرد در زمین داشته باشد. نخستین مورد این است که لباس پوستی یک لباس فشرده است. ما می توانیم از خیلی از این پیشرفت های فناوری روی زمین استفاده نماییم. آنها احیانا می توانند کاربردهایی در مواردی مانند ورم لنفاوی یا جلوگیری از ترومبوز سیاهرگی عمقی و مواردی از این دست داشته باشند. همچنین، برنامه دومی هم وجود دارد که هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است. روس ها لباسی شبیه به این داشتند که به آن لباس پنگوئن(penguin suit) می گفتند. آنها آنرا به درمانی برای کودکان مبتلا به فلج مغزی تبدیل کردند. این می تواند کاربردهای واقعا جالبی برای توانبخشی داشته باشد که هنوز کشف نشده و می تواند فناوری بسیار جالبی جهت استفاده روی زمین باشد.
نیواطلس: چندی قبل ویلیام شاتنر ۹۰ ساله به همراه چند فرد دیگر توسط شرکت "بلواوریجین"به فضا رفت و برگشت. ما می دانیم که با بالا رفتن سن افراد، آتروفی عضلانی و تحلیل استخوان به یک مشکل بسیار جدی تبدیل می شود. چگونه این فناوری می تواند به فضانوردان مسن کمک کند؟
ابیتانت: امکان دارد شما فردی باشید که دوست دارد از خودش مراقبت کند و هر روز به باشگاه می رود. آن ساعتی در روز که تمرین می کنید، نیروهای واقعا زیادی دریافت می کنید، اما ۱۵ ساعت دیگر از روز که بیدار هستید، چه کار می کنید؟ یا راه می روید یا ایستاده اید یا درحال بالا رفتن از جایی هستید. همه این نیروهای کوچک مانند اسکات زدن نیستند، اما همین نیروهای کوچک همان چیزی است که در ۱۵ یا ۱۶ ساعت دیگر از روز دریافت می کنید. در فضا وقتی یک ساعت و نیم یا دو ساعت ورزش می کنند، همان انرژی را دریافت می کنند، اما ۱۵ ساعت دیگر، چیزی دریافت نمی کنند. پس چگونه می توانیم این شکاف را اصلاح کنیم؟ می توانند بیشتر ورزش کنند، اما این امر به ایجاد مشکلات بیشتری می انجامد. کاری که راشل و من می خواهیم انجام دهیم این است که آن ساعات بیداری دیگر را با چیزهای کوچک دیگری پر نماییم که امکان دارد معادل قدم زدن شما باشد.




منبع:

1400/10/09
13:35:45
5.0 / 5
547
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۸ بعلاوه ۲
گروه هوش مصنوعی
iagrp.ir - مالکیت معنوی سایت گروه هوش مصنوعی متعلق به مالکین آن می باشد