Откако су астронаути почели да одлазе у свемир током дужих временских периода, познато је да дугорочно излагање нулте гравитације или микрогравитацији долази са својим уделом здравствених ефеката. Они укључују атрофију мишића и губитак коштане густине, али се проширују и на друга подручја тела што доводи до смањења функције органа, циркулације, па чак и генетских промјена.
Из тог разлога, на Међународној свемирској станици (ИСС) проведене су бројне студије како би се утврдио степен ових ефеката и које се стратегије могу користити за њихово ублажавање. Према новој студији која се недавно појавила у Међународни часопис за молекуларне науке, тим истраживача финансираних од НАСА-е и ЈАКСА показао је како вештачка гравитација треба да буде кључна компонента свих будућих дугорочних планова у свемиру.
Као што је примећено, обављена је знатна количина истраживања ради утврђивања и квантификације ефеката микрогравитације на људско тело. Добар пример за ово је студија близанца коју је спровео НАСА-ин програм за истраживање човека (ХРП), која је истраживала утицаје на тело астронаута Скота Келија након што је он годину дана провео на међународној свемирској станици - користећи свог брата близанца, Марка Келија, као контролу. .
Ова и друга истраживања потврдила су да изложеност микрогравитацији не може да утиче само на коштану густину и мишићну масу, већ и на имунолошку функцију, оксигенацију крви, кардиоваскуларно здравље, па чак и на могуће геномске и когнитивне промене. Поред тога, вид је такође нешто на шта може утицати време проведено у простору, што је последица мање циркулације и дотицања кисеоника до очног ткива.
У ствари, око 30% астронаута на краткотрајним летовима у свемирским шатловима (отприлике две недеље) и 60% на дуготрајним мисијама на ИСС пријавило је неко оштећење њиховог вида. Као одговор, професор Мицхаел Делп - декан Факултета за хуманистичке науке на Флорида Стате Университи (ФСУ) и коаутор на раду - и његове колеге препоручују да се вештачка гравитација укључи у будуће мисије.
Годинама, а уз подршку НАСА-е, Делпс проучава утицај микрогравитације на вид астронаута. Како је рекао у недавном издању ФСУ Невс:
„Проблем је што су дуже астронаути у свемиру, већа је вероватноћа да ће доживети оштећење вида. Неки ће се астронаути опоравити од промена вида, али неки се не. Дакле, ово је високи приоритет за НАСА и свемирске агенције широм света. Помоћу ове вештачке гравитације, установили смо да није у потпуности спречила промене на очима, али нисмо видели најгоре исходе. "
Да би утврдили да ли ће вештачка гравитација смањити ове ефекте, Делп се удружио с истраживачима из Јапанске агенције за ваздухопловство и истраживање (ЈАКСА) у првој сарадњи икада. Њима се придружио професор Ксиао Вен Мао (водећи аутор студије) са Универзитета Линда Лома, као и чланови Универзитета за медицинске науке у Арканзасу, Института за децу Арканзаса и Универзитета у Тсукуби.
Тим је потом испитао промене у очним ткивима мишева након што су они провели 35 дана на броду ИСС. Испитивачи су се састојали од 12 мушких мишева старијих од девет недеља који су летјели из свемирског центра у Кеннедију и смештени у мишју јединицу за станишта за станишта (ХЦУ) у ЈАКСА „Кибо“ лабораторију на ИСС. Током боравка мишеви су подељени у две групе.
Док је једна група живела у амбијенталним условима микрогравитације, друга је живела у центрифугалној јединици станишта која је произвела 1 г вештачке гравитације (еквивалент гравитацији Земље). Из овога је истраживачки тим открио да је бивша група претрпјела оштећења крвних судова која су важна за регулацију притиска течности у очима.
„Када смо на Земљи, гравитација повлачи течност према нашим ногама“, рекао је Пхелпс. „Када изгубите гравитацију, течност се премешта према глави. Ова промена течности утиче на васкуларни систем у целом телу, а сада знамо да утиче и на крвне судове у очима. "
Поред тога, тим је приметио да су се и профили експресије протеина мењали у очима мишева као резултат микрогравитације. За поређење, мишеви који су провели своје време у центрифуги нису доживели готово толико оштећења очних ткива. Ови резултати показују да ће вештачка гравитација, вероватно у облику ротирајућих секција или центрифуга, бити неопходна компонента за дуготрајне свемирске мисије.
Како концепти иду, употреба вештачке гравитације у простору није нешто ново. Поред добро истраженог концепта научне фантастике, свемирске агенције су у њему гледале као на могући начин успостављања трајног људског присуства у свемиру. Сјајан пример тога је свемирско насеље Станфорд Торус, главни дизајн који је разматран у летњој студији НАСА из 1975. године.
Као заједнички напор између НАСА-иног Амес истраживачког центра и Универзитета Станфорд, овај десетонедељни програм састојао се од професора, техничких директора и студената који окупљају како би конструисали визију како људи можда једног дана живе у великој свемирској колонији. Резултат тога био је концепт свемирске станице налик на точкове која би се ротирала како би пружила осећај или земаљске нормалне или делимичне гравитације.
Поред тога, за ротирање се сматрало да се ротирајућим тором осигурава да астронаути при дуготрајним мисијама могу да ограниче своје време у микрогравитацији. Добар пример за то је универзални транспорт који није намењен атмосфери намењен дуготрајном истраживању Сједињених Држава (Наутилус-Кс), концепт свемирске летјелице са више мисија који су 2011. године развили инжењери Марк Холдерман и Едвард Хендерсон из НАСА-иног тима за процену технолошких апликација.
Као и претходна истраживања, и ова студија наглашава важност одржавања здравља астронаута током дугорочних мисија у свемиру, као и дуготрајних путовања. Међутим, ова студија се разликује по томе што је прва у низу дизајнирана за боље разумевање оштећења вида међу астронаутима.
„Надамо се да ће нам јака научна сарадња помоћи да скупимо експерименталне резултате потребне за припрему за будућа истраживања дубинског свемира“, рекао је Даи Схиба, виши истраживач ЈАКСА-е и коаутор овог рада. Мао, главни аутор студије, такође је наговестио да се нада да ће ово истраживање надићи истраживање свемира и да ће овде имати примене на Земљи:
„Надамо се да наша открића не само да карактеришу утицај околине свемирског лета на очи, већ ће допринети и новим лековима или третманима проблема са видом изазваним свемирским летом, као и већим поремећајима на Земљи, попут дегенерације макуле повезане са старењем и ретинопатије.“
Нема сумње да, кад је реч о будућности истраживања свемира, пред нама је пуно изазова. Не само да требамо развијати свемирске летелице које могу комбиновати ефикасност и снагу горива, морамо смањити трошкове појединачних лансирања и смислити начине за ублажавање здравствених ризика дугорочних мисија. Поред ефеката микрогравитације, постоји и питање продуженог излагања сунчевом и космичком зрачењу.
И немојмо заборавити да ће се мисије на Мјесечеву површину и Марс морати суочити са дугорочним излагањем нижој гравитацији, посебно када су у питању стабла. Као такав, не би било лако замислити да би торије и центрифуге могли постати блиски део редовног истраживања свемира у скорој будућности!
