Jak wygląda apteczka astronauty

Ewentualne problemy zdrowotne astronautów, zwłaszcza podczas długich misji, to spore wyzwanie. Apteczka astronauty zawiera niewiele leków, ponieważ ich działanie w warunkach kosmicznych nie zostało jeszcze dobrze poznane – powiedziała dr Anna Fogtman z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA).

Apteczka astronauty nie pomoże w przypadku syndromu SANS

.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 apteczka astronauty, którą obecnie dysponują astronauci na ISS, zawiera w sobie niewystarczającą 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.

Lekarstwa działają inaczej w stanie nieważskości

.”Apteczka astronauty zawiera w sobie 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, opisując wyzwania, które sprawiają, że apteczka astronauty nie pomoże w wielu poważnych przypadkach.

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, opisując inicjatwy,

Przyznała też, 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”.

Medycyna kosmiczna

.O tym, jak w stanie nieważkości wyglada opieka nad zdrowiem pisze, Agata KOŁODZIEJCZYK, astrobiolożka, były pracownik Advanced Concepts Team Europejskiej Agencji Kosmicznej.

W artykule, opublikowanym na łamach Wszystko co Najważniejsze opisuje, że kluczowym zadaniem medycyny kosmicznej, korzystnym również dla ludzi na Ziemi, jest rozwój metod, procedur i urządzeń umożliwiających ochronę zdrowia w trybie zdalnym.

Szczególnie interesującym elementem medycyny kosmicznej jest dla niej monitoring zdrowia astronautów w czasie misji za pośrednictwem telemedycyny, czyli poprzez wykorzystywanie mobilnych urządzeń telekomunikacyjnych, jak tablet czy laptop.

„Astronauci na ISS codziennie zdają raporty lekarzom pracującym w naziemnych centrach astronautów. Codziennie nawiązywany jest kontakt z psychologiem i rodziną. Regularna komunikacja to podstawowe narzędzie w utrzymaniu zdrowia i dobrego samopoczucia astronauty” – opisuje autorka.

Dodatkowymi elementami zapewniającymi bezpieczeństwo w kosmosie jest też eliminacja lęków poprzez wielokrotne trenowanie ekstremalnych scenariuszy w czasie szkoleń w warunkach symulowanych na Ziemi, świadomość i rozumienie zagrożeń, przede wszystkim zaś procedury. Zaliczamy tu między innymi regularne zbieranie parametrów fizjologicznych i środowiskowych, takich jak pomiary masy ciała, ciśnienia, temperatury, odczyty dozymetrów czy wykonywanie testów wydolnościowych w czasie codziennych 2-godzinnych ćwiczeń fizycznych.

Dzięki przebytemu przed misją specjalistycznemu szkoleniu oraz ciągłej obserwacji własnego organizmu astronautę cechuje wysoka samoświadomość stanu zdrowia. W przypadku problemów stacja kosmiczna wyposażona jest w sprzęt ratowniczy i podstawowe leki. W przypadkach krytycznych wymagających hospitalizacji podróż na Ziemię z ISS trwa 90 min. Takich możliwości nie będzie na odległym o trzy dni drogi Księżycu, nie mówiąc o odległym o mniej więcej 180 dni Marsie. Dlatego rozwój medycyny kosmicznej odbywa się w kierunku zwiększenia autonomii w ochronie zdrowia.

„Aby to okazało się możliwe, potrzebne jest uruchomienie zaawansowanych i bezpiecznych systemów opartych na sztucznej inteligencji, zbierających dane dotyczące całej populacji ludzkiej. Na podstawie tych informacji zostaną utworzone specjalistyczne modele diagnostyki, profilaktyki leczenia i co najważniejsze, precyzyjne systemy przewidywania i szacowania ryzyk” – pisze Agata KOŁODZIEJCZYK.

Co więcej, podczas gdy szacowanie ryzyk to podstawowy parametr decyzyjności banków i ubezpieczycieli, to dla astronautów oznacza być albo nie być w kosmosie. Przykładowo, według NASA i innych agencji kosmicznych załogowy lot na Marsa będzie możliwy znacznie później niż planowana ekspedycja Muska, bo najwcześniej po 2040 roku, ze względu na brak technologii chroniących ludzi przed promieniowaniem kosmicznym.

W ciągu całej kariery astronauta może przyjąć dawkę promieniowania jonizującego o wartości 1000 mSv (dla porównania – jeden rok na Ziemi to 1 mSv, jeden rok na ISS to 200 mSv, a podróż na Marsa w jedną stronę to 300 mSv). Ryzyko śmierci astronauty w wyniku zmian nowotworowych wywołanych promieniowaniem kosmicznym na ISS NASA oszacowała na 3 proc. Oznacza to, że jeśli 100 astronautów po powrocie z misji zachoruje na raka, 3 osoby będą miały raka wywołanego promieniowaniem kosmicznym. W szacowaniu nie uwzględniono mechanizmów naprawczych organizmu, a dane empiryczne przebadanych astronautów nie są skorelowane z wynikami modeli teoretycznych, dlatego obecnie Europejska Agencja Kosmiczna opracowuje bardziej precyzyjny model dla radiobiologii.