Dugotrajni boravak u svemiru: Iskustva astronauta Buča i Suni

Buč Kasidi i Bili Kid su filmski likovi, ali su iskorišćeni kao metafora odmetnika sa Divljeg zapada. A Buč Vilmor i Suni Vilijams nedavno su proveli devet meseci u svemiru, iako je prvobitno bilo planirano da njihova misija traje samo nekoliko dana, pa sada njihova priča intrigira ljude širom planete. Njihov neplanirani produženi boravak u svemiru omogućio je proučavanje fizioloških i psiholoških efekata produženog boravka u bestežinskom stanju. Iako su ostali dobrog zdravlja, njihov boravak može da se posmatra iz ugla fiziologije i medicine, što je pre svega mnoge primarno zainteresovalo.

Ponašanje organizma u kosmosu

Sa promenama koje čovek oseća u mikrogravitaciji susreo sam se zahvaljujući prof. Igoru Mekjaviću sa Instituta Jožef Stefan u Sloveniji koji je, između ostalog, proučavao ponašanje ljudskog organizma u kosmosu. Sećam se da je nakon dugotrajnog ležanja ispitanika, između ostalog s nagibom glave ka dole – tzv. head-down tilt bed rest, simulirao nultu gravitaciju radi proučavanja fizioloških promena. Zahvaljujući njemu, kao i drugim istraživačima, znamo da telo koje leži izgubi mišićnu snagu za 2 do 3 nedelje, za 4 nedelje se aerobna sposobnost ili VO2 max smanji 20 odsto, za 2 nedelje poraste krvni pritisak, a za 3 nedelje poraste šećer našte i dolazi do laganog gubitka kognitivnih funkcija i pamćenja. I to su, uglavnom, efekti koji utiču na sve nas koji sedimo više nego što je normalno i imamo tzv. Sedentery Death Disease ili smrtonosnu bolest sedenja. (1)

A ako tome svemu dodate bestežinsko stanje, onda je sve mnogo ozbiljnije, pa se istraživanja rade s ciljem proučavanja dugotrajnih misija u svemiru, poput onih na Međunarodnoj svemirskoj stanici (ISS). Ta istraživanja omogućavaju naučnicima da prouče kako ljudski organizam reaguje na ekstremne uslove mikrogravitacije. Iako nijedan astronaut do sada nije izgubio život direktno zbog svemirskih uslova, zabeleženi su smrtni slučajevi tokom lansiranja, sletanja i obuke. Jedini poznat slučaj smrti u svemiru dogodio se 1971, kada je posada Sojuza 11 preminula usled dekompresije tokom povratka na Zemlju.

Najpoznatiji astronauti koji su bili najduže u svemiru

Pored Buča Vilmora i Suni Vilijams postoji mnogo astronauta koji su proveli dugo vremena u kosmosu. Među njima su najpoznatiji:

Pegi Vitson, Nasina astronautkinja i biohemičarka, koja je provela ukupno 675 dana u svemiru (tokom tri misije), najviše od svih američkih astronauta. Postala je prva žena komandant ISS-a i značajno doprinela naučnom razumevanju efekata mikrogravitacije na ljudski organizam.

Valerij Poljakov drži rekord u najdužem neprekidnom boravku u svemiru (437 dana na stanici Mir), dok je Genadij Padalka ukupno proveo 878 dana u orbiti. Misija Skota Kelija i Mihaila Kornijenka na ISS-u (340 dana) omogućila je direktna poređenja između Skota i njegovog brata blizanca Marka, koji je ostao na Zemlji.

Kako boravak u svemiru deluje na ljudski organizam?

Suštinsko pitanje je kako bestežinski prostor i izolacija deluju na ljudski organizam, jer svi sistemi trpe promene.

Respiratorni sistem u svemiru funkcioniše u kontrolisanoj atmosferi sa kiseonikom i azotom. Mikrogravitacija utiče na razmenu gasova i stvaranje sluzi u disajnim putevima, pa se beleže blage promene u plućnoj funkciji. Uprkos zatvorenom okruženju, kvalitet vazduha se stalno nadzire kako bi se sprečilo izlaganje povišenim koncentracijama ugljen-dioksida, isparljivim organskim jedinjenjima ili mikrobima. Iako nijedan astronaut nikada nije direktno bio izložen vakuumu, strogi protokoli i tehnologije svemirskih odela postoje da bi se sprečila dekompresija, koja može da bude fatalna. Neka istraživanja ukazuju na blago smanjenje plućne funkcije tokom vremena, a astronauti mogu iskusiti zapušenost nosa ili promene u mehanici disanja. (2)

Mišićno-skeletna degeneracija uključuje atrofiju mišića i gubitak koštane mase (1–1,5 odsto mesečno). Zbog toga astronauti svakodnevno, dva puta dnevno, rade aerobne vežbe i imaju trening snage pomoću specijalne opreme, uz suplementaciju vitaminom D i kalcijumom. Takođe se ispituju i lekovi, poput bisfosfonata, koji se inače koriste u lečenju osteoporoze.

Kardiovaskularne promene podrazumevaju redistribuciju tečnosti, smanjenje zapremine plazme i promene u srčanoj funkciji. Iako nije zabeležen nijedan ozbiljan incident, primećene su promene u dijastolnoj funkciji i srčanoj masi nakon povratka. Dolazi do smanjenog volumena srca i ukupne mase. Krvni pritisak može se blago smanjiti, a osetljivost baroreceptora se menja. Ove adaptacije doprinose ortostatskoj intoleranciji po povratku na Zemlju, kada gravitacija ponovo počinje da utiče na rad srca.

Neurovestibularni poremećaji, kao što su vrtoglavica i nestabilnost, česti su pri povratku na Zemlju. Astronauti prolaze treninge i rehabilitaciju, a koriste se i lekovi poput prometazina. Karakteristična je svemirska kinetoza (mučnina) koja pogađa 60–70 odsto astronauta u prvih 24–72 sata mikrogravitacije. Simptomi uključuju mučninu, vrtoglavicu, poremećaj ravnoteže i povraćanje. Kod većine simptomi prolaze nakon nekoliko dana adaptacije u kosmosu.

View this post on Instagram

A post shared by NASA Astronauts (@nasaastronauts)

Imunološke promene uključuju pad funkcije T-ćelija, što ih čini podložnijim virusnim oboljenjima (npr. herpes virusi), infekcijama disajnih puteva i kožnim oboljenjima. Astronauti se preventivno štite pravilnom ishranom, suplementima i strogim higijenskim merama. Nažalost, imaju ograničenje u presvlačenju zbog logističkih izazova i nemogućnosti da se na stanicu prebaci veća količina garderobe.

Vizuelni sindrom (SANS – Syndrome of Associated Neuro-ocular Syndrome) manifestuje se promenama na očima usled povišenog intrakranijalnog pritiska, edema optičkog diska, pritiska na očne jabučice i naboranosti horoidee. Neke promene nestaju, dok druge mogu biti dugotrajne. Istražuju se fizičke i farmakološke mere prevencije. Neki simptomi se povlače po povratku na Zemlju, ali strukturne promene mogu potrajati mesecima ili postati hronične. U fazi testiranja su uređaji za negativni pritisak na telo, pravilan položaj tokom spavanja i lekovi koji regulišu očni pritisak.

Zračenje u svemiru predstavlja ozbiljan rizik i istraživanja ukazuju na potencijalne posledice, kao što su oštećenja DNK, oksidativni stres i ćelijsko starenje. Mnogo astronauta je po povratku na Zemlju izgledalo znatno starije nego pre. Iako do sada nije potvrđen nijedan slučaj kancera izazvanog svemirskim zračenjem kod astronauta, latentni period bolesti je dug, pa je praćenje neophodno. Zbog toga su neophodne mere zaštite koje mogu da uključe: zaštitne materijale (polietilen, vodeni paneli, specijalne legure), „olujna skloništa” protiv iznenadnog solarnog zračenja, neke lekove (poput antioksidanasa) i planiranje misija van zona visoke radijacije, npr. Južnoatlantska pozicija. (3)

Psihološki izazovi uključuju izolaciju, zatvoren prostor i senzornu monotoniju koji mogu dovesti do anksioznosti, depresije, nervoze, poremećaja sna i kognitivnog problema. Zbog toga je prevencija sveobuhvatna i podrazumeva planiran dnevni raspored, kontakt sa porodicom i kontrolnim centrom, zabavne aktivnosti (muzika, filmovi, knjige), psihološku pripremu pre misije, psihološku podršku tokom leta, terapije svetlom, razne mindfulness tehnike i lekove po potrebi (npr. anksiolitici, hipnotici).

Moguće je održati zdravlje astronauta

Mnogi od nas su maštali da budu astronauti, ne znajući koje sve opasnosti postoje u svemiru. Poput Buča Kasidija i Bilija Kida, naši novi junaci – Buč Vilmor i Suni Vilijams – mogu da budu metafora za neki budući Divlji zapad, koji će ljudi tek osvajati.

Izgleda najvažnije da je moguće održati zdravlje astronauta zahvaljujući multidisciplinarnom pristupu. Svakodnevna fizička aktivnost, ishrana, suplementacija, medicinska nega i psihološka podrška ključni su za uspeh dugotrajnih misija. I to jesu preduslovi za buduće putovanje ka Marsu i širenje ljudskog prisustva u svemiru.

A nama Zemljanima ostaje da „naše stanje mikrogravitacije”, odnosno sedenje, svedemo na minimum, znajući do čega sve može da dovede.

Reference:

1. Pavy-Le Traon A, Heer M, Narici MV, Rittweger J, Vernikos J. From space to Earth: advances in human physiology from 20 years of bed rest studies (1986-2006). Eur J Appl Physiol. 2007 Sep;101(2):143-94. doi: 10.1007/s00421-007-0474-z. Epub 2007 Jul 28. PMID: 17661073.
2. Per M. Gustafsson, Ola Eiken, and Mikael Grönkvist. Effects of hypergravity and anti-G suit pressure on intraregional ventilation distribution during VC breaths. Journal of Applied Physiology 2001 91:2, 637-644
3. Francis A. Cucinotta, Non-targeted effects and space radiation risks for astronauts on multiple International Space Station and lunar missions, Life Sciences in Space Research, Volume 40, 2024, 166-175

Naslovna fotografija: Shutterstock