ESA korzysta z wielu platform w różnych placówkach w Europie i na świecie, gdzie regularnie przeprowadzane są badania wpływu przebywania w przestrzeni kosmicznej na człowieka. Dr Anna Fogtman zarządza operacjami ochrony radiologicznej astronautów w Europejskim Centrum Astronautów w Kolonii (Niemcy).

Wśród badań, które mają pomóc w szukaniu odpowiedzi na podstawowe wyzwania związane z przebywaniem człowieka w kosmosie, jest projekt Bed Rest prowadzony właśnie w Kolonii.

Grupa studentów wolontariuszy leży przez sześć tygodni na platformie przypominającej łóżko, a ich głowa spoczywa o 6 st. niżej niż reszta ciała. W tej pozycji jedzą, myją się i śpią. W ich organizmie dochodzi do przesunięcia płynów oraz do symulacji wszystkich efektów fizjologicznych, które pojawiają się w stanie nieważkości – włączając w to utratę mięśni i gęstości kości (bo nie są obciążone). Dochodzi też do wzrostu ciśnienia śródczaszkowego i obniżenia ciśnienia krwi. Nieustanny monitoring stanu zdrowia pomaga w wypracowywaniu różnych rozwiązań.

„Po sześciu tygodniach organizm znajduje nowy stan adaptacyjny – czyli dostosowuje się bez wyrządzania większej szkody. Dobrze sobie radzi nawet z niższym ciśnieniem krwi i zmienionym ciśnieniem śródczaszkowym. Wyjątek stanowi syndrom SANS (Spaceflight-Associated Neuro-ocular Syndrome) dotyczący zmian w oczach” – wyjaśniła Fogtman.

Są to głównie zmiany anatomiczne w gałce ocznej. Pojawiają się też plamki i ubytek na wzroku. Niestety zmiany te nie cofają się po powrocie na Ziemię i są obserwowane u większości astronautów (nawet po 20 latach od powrotu z misji).

„Podczas badania okazało się, że zmiany w oczach następują już w 2-3 tygodniu przebywania w symulowanym stanie nieważkości. Jest to niepokojące, ale ważne odkrycie. W dodatku, przeciwnie do tego, co sądzono wcześniej, dotyka w takim samym stopniu mężczyzn, jak i kobiet. Oznacza to, że podczas długiej misji na Marsie może dojść do utraty wzroku, co zagrozi też życiu człowieka” – podkreśliła Fogtman.

Naukowcy nie poznali jeszcze mechanizmu, który stoi za występowaniem tego syndromu. Istnieją jedynie podejrzenia, że jest spowodowany właśnie zwiększeniem ciśnienia śródczaszkowego.

„To jest bardzo trudne do badania, bo nie możemy wysłać w kosmos maszyny do rezonansu magnetycznego, żeby zbadać mózg” - zaznaczyła Fogtman.

Niezależnie od problemów z poznaniem przyczyny występowania SANS, naukowcy już testują rozwiązania. Jednym z nich jest skafander LBNP (Low Body Negative Pressure), który zakłada się na dolną część ciała. Wprowadza się do niego podciśnienie, co w efekcie obniża ciśnienie śródczaszkowe. Skafander był już testowany na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

Projekt Bed Rest pomaga też w szukaniu nowych form ćwiczeń. Wysiłek fizyczny jest jedynym sposobem na spowolnienie procesu utraty masy mięśniowej i kostnej, więc astronauci ćwiczą minimum 2 godziny dziennie. W połączeniu z innymi wynikami badań udało się ustalić, że nie tylko bieganie, ale też skakanie jest skuteczne w walce z utratą mięśni i gęstości kości. Na tej podstawie tworzony jest właśnie prototyp urządzenia, które w przyszłości poleci z astronautami na Księżyc.

„Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej jest dużo miejsca na trzy podstawowe przyrządy – bieżnię, rowerek i coś na wzór Olympu - który symuluje ćwiczenia obciążeniowe. Jednak już teraz wiemy, że statki kosmiczne lecące na Księżyc lub Marsa nie będą miały tyle przestrzeni, więc trzy urządzenia zastąpimy prawdopodobnie jednym” – zdradziła Fogtman. I dodała, że spora część wyników i rozwiązań uzyskanych dzięki badaniu Bed Rest poprawi też jakość życia ludzi na Ziemi - szczególnie starszych i schorowanych, skazanych na długie leżenie w łóżku.

Badaczka przyznała, że jednym z najważniejszych obszarów badań jest wpływ izolacji na zdrowie psychiczne człowieka. ESA nie ma własnego ośrodka, w którym mogłaby przeprowadzać niezależne badania. Do tej pory współpracowała z ośrodkiem Syrius w Moskwie i ośrodkiem Concordia na Antarktydzie, należącym do Francuzów i Włochów.

„Ośrodek na Antarktydzie jest odizolowany od cywilizacji – i tam ludzie są trenowani przez rok. Mamy wpływ na wybór jednego członka załogi, który jest lekarzem i kontroluje jakość eksperymentów, ale nie mamy wpływu na wybór profilu psychologicznego uczestników. Nie mamy też wpływu na to, co załoga trenuje, bo ta stacja jest partnerstwem włosko-francuskim i to właściciele zachowują sobie prawo do kontroli załogi” – tłumaczyła Fogtman.

Niedawno naukowcy przetransportowali do ośrodka na Antarktydzie rezonans magnetyczny. Stacja znajduje się na wysokości 3233 m n.p.m., co oznacza, że załoga doświadcza chronicznego niedotlenienia. „Badamy, jak to wpływa na mózg” – wyjaśniła rozmówczyni PAP.

NASA przeanalizowała już pierwsze sytuacje medyczne, które mogą zagrozić misji na Marsa. Jedną z nich jest wystąpienie zapalenia dróg moczowych u kobiet. Okazało się, że na wyposażeniu medycznym, którym obecnie dysponują astronauci na ISS, jest niewystarczająca ilość antybiotyków.

Drugą ryzykowną sytuacją medyczną, która zagraża misji, jest „epizod psychologiczny” u mężczyzny. Okazuje się, że panów częściej niż kobiety dopada załamanie nerwowe pod wpływem długotrwałej presji.

„W apteczce astronauty jest niewiele leków, bo ich działanie w warunkach kosmicznych nie zostało jeszcze dobrze poznane. Są leki przeciwbólowe, antyalergiczne, antybiotyki oraz dwa antydepresanty. Generalnie sposób dostarczenia leków też jest problemem w warunkach mikrograwitacji, bo nie wszystkie substancje wchłaniają się jednakowo. Najlepiej wchłaniają się w stanie rozpuszczonym, a nie wszystkie da się podać w ten sposób” – opisała Fogtman.

Obecnie astronauci mogą w każdej chwili porozmawiać z psychologiem, zadzwonić do lekarza lub rodziny. Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej jest też dużo przestrzeni, w której mogą się schować, żeby poczuć się swobodnie.

Jednak wiadomo już, że na statku kosmicznym, który będzie podróżował na Marsa lub Księżyc, wykonanie telefonu do psychologa nie będzie możliwe, bo nie będzie komunikacji bezpośredniej z Ziemią. Będzie też bardzo mało przestrzeni. Na ISS testowano w ubiegłym roku hologramy lekarzy, którzy będą za pomocą AI wspomagać załogę.

"Dlatego trzeba się do tej misji bardzo dobrze przygotować i mamy jeszcze bardzo dużo do zrobienia w tym obszarze. Myślimy o zainstalowaniu lepszego oświetlenia, generatorach zapachów i dekoracjach z roślin – wszystko po to, by podtrzymywać dobrostan psychiczny" - ujawniła Fogtman.

W rozmowie z PAP przyznała, że organizacja badań naukowych w strukturach ESA jest sporym wyzwaniem finansowym. Wynika to z faktu, że ESA z założenia jest klubem członkowskim państw, które same decydują, na co chcą wydawać pieniądze.

„Udział w programie eksploracyjnym nie jest obowiązkowy, więc nie wszystkie kraje wpłacają pieniądze na nasza działalność. Jesteśmy pod dużym naciskiem politycznym, bo te kraje, które płacą, chcą aby w pierwszej kolejności zadbać o uczestnictwo swoich grup naukowych i podmiotów biznesowych w programach ESA” - powiedziała Fogtman, zaznaczając przy tym: „Ja tego nie krytykuję, bo tak został skonstruowany model biznesowy ESA. Od początku zainwestowane pieniądze miały wrócić do kraju, który je wcześniej wyłożył na stół. Dlatego w naszej działalności dużą rolę odgrywają ruchy dyplomatyczne”.(PAP)

Nauka w Polsce, Urszula Kaczorowska

uka/ agt/