In che modo gli astronauti sperimentano le capacità del corpo umano: il biologo Francis Ashcroft sui nostri limiti

data: 05.08.2019

Il 22 marzo 1995 il cosmonauta Valery Polyakov tornò dallo spazio dopo 438 giorni di volo. Questo record di durata non è stato ancora superato. È diventato possibile a seguito di studi condotti costantemente in orbita sull'influenza dei fattori cosmici sul corpo umano.

1. Sovraccarichi al lancio e all'atterraggio

Forse era Polyakov che, come nessun altro, era disposto a rimanere in orbita per un anno e mezzo. E non perché presumibilmente abbia una salute fenomenale. Ed era impegnato nella preparazione pre-volo non più di altri. Semplicemente Polyakov, essendo un medico professionista - un candidato di scienze mediche, che ha lavorato presso l'Istituto di problemi biomedici dell'Accademia delle scienze russa, come nessun altro nel corpo dei cosmonauti conosceva la "struttura umana", le reazioni del corpo a fattori destabilizzanti e metodi di compensazione. Come sono?

Al lancio del veicolo spaziale, i sovraccarichi vanno da 1g a 7g. Ciò è estremamente pericoloso se il sovraccarico agisce su un asse verticale, cioè dalla testa ai piedi. In questa posizione, una persona anche con un sovraccarico di 3g, che agisce per tre secondi, ci sono gravi violazioni della visione periferica. Se questi valori vengono superati, i cambiamenti possono diventare irreversibili e si garantisce che una persona perda conoscenza.

Pertanto, la sedia nella nave viene posizionata in modo che l'accelerazione agisca su un piano orizzontale. Inoltre, l'astronauta usa una speciale tuta di compensazione. Ciò consente di mantenere la normale circolazione cerebrale con sovraccarichi prolungati di 10 g e quelli a breve termine fino a 25 g. Di estrema importanza è anche il tasso di aumento dell'accelerazione. Se supera un certo limite, anche i leggeri sovraccarichi possono essere dannosi per l'astronauta.

Dopo una lunga permanenza in orbita, il corpo spettinato subisce i sovraccarichi che si verificano durante l'atterraggio, molto più duri rispetto al lancio. Pertanto, l'astronauta pochi giorni prima dell'atterraggio viene preparato secondo una tecnica speciale, che prevede esercizi fisici e farmaci. Durante l'atterraggio, l'orientamento della nave negli strati densi dell'atmosfera è di così grande importanza che l'asse del carico è orizzontale. Durante i primi voli spaziali, non è stato possibile ottenere la corretta stabilizzazione della nave, e quindi gli astronauti a volte hanno perso conoscenza durante l'atterraggio.

2. Assenza di gravità

L'assenza di gravità è un test molto più difficile per il corpo rispetto al sovraccarico. Perché agisce a lungo e continuamente, causando cambiamenti in una serie di funzioni vitali nel corpo umano. Pertanto, l'assenza di gravità pone il sistema nervoso centrale e i recettori di molti sistemi di analisi (apparato vestibolare, apparato muscolo-articolare, vasi sanguigni) in condizioni di funzionamento insolite. Di conseguenza, il flusso sanguigno rallenta, il sangue si accumula nella parte superiore del corpo.

La "cattiveria" dell'assenza di gravità è che i processi adattativi nei sistemi fisiologici, il grado della loro manifestazione, praticamente non dipendono dalle caratteristiche individuali dell'organismo, ma solo dalla durata della permanenza a gravità zero. Cioè, non importa come una persona si prepari per questo sulla terra, non importa quanto potente possa essere il suo corpo, questo ha scarso effetto sul processo di adattamento.

È vero, una persona si abitua rapidamente all'assenza di gravità: vertigini e altri fenomeni negativi si fermano. L'astronauta “mangia” i frutti di gravità zero, tornando sulla terra.

Se in orbita non usi alcun metodo per contrastare l'effetto distruttivo dell'assenza di gravità, nei primi giorni l'astronauta di atterraggio ha i seguenti cambiamenti:

1. Violazione dei processi metabolici, in particolare il metabolismo del sale-acqua, che è accompagnato da una relativa disidratazione dei tessuti, una diminuzione del volume del sangue circolante, una diminuzione del contenuto di un numero di elementi nei tessuti, in particolare potassio e calcio;

2. Violazione del regime di ossigeno del corpo durante lo sforzo fisico;

3. Violazione della capacità di mantenere una postura eretta in statica e dinamica; una sensazione di pesantezza in alcune parti del corpo (gli oggetti circostanti sono percepiti come insolitamente pesanti; c'è una tendenza a dosare lo sforzo muscolare);

4. Violazione dell'emodinamica durante il lavoro di media e alta intensità; possibili stati di svenimento e svenimento dopo una transizione da orizzontale a verticale;

5. Riduzione dell'immunità.

In orbita, viene utilizzata tutta una serie di misure per combattere l'effetto distruttivo di assenza di gravità. Aumento dell'assunzione di potassio e calcio. Pressione negativa applicata alla metà inferiore del corpo per il deflusso di sangue. Biancheria compensata da bar. Stimolazione elettrica muscolare. Farmaci dosati. Allenarsi su un tapis roulant e altri simulatori.

3. Ipodynamia

Un tapis roulant e varie attrezzature per l'allenamento muscolare sono anche usati per combattere l'inattività fisica. In orbita, è inevitabile, poiché i movimenti a gravità zero richiedono uno sforzo molto inferiore rispetto alla terra. E tornando a terra anche dopo allenamenti estenuanti quotidiani, gli astronauti hanno osservato una diminuzione della massa muscolare. Inoltre, l'attività fisica ha un effetto benefico sul cuore, che, come sapete, è anche un muscolo.

4. Radiazione

L'effetto di questo fattore sul corpo umano è ben compreso. L'Organizzazione mondiale della sanità ha sviluppato standard di dose di radiazioni che superano i rischi per la salute. Per i cosmonauti, questi standard non si applicano.

Si ritiene che una persona non possa sottoporsi a fluorografia non più di una volta all'anno. Inoltre, riceve una dose di 0,8 mSv (millisievert). L'astronauta riceve una dose giornaliera fino a 3,5 mSv. Tuttavia, per gli standard della medicina spaziale, un tale fondo di radiazione è considerato accettabile. Dal momento che in una certa misura è neutralizzato dal punto di vista medico. La dose giornaliera non è una costante. Ogni astronauta ha un dosimetro individuale, che conta i millisievert accumulati nel corpo. Per un anno nello spazio, puoi ottenere da 100 a 300 mSv.

"Certo, questo non è un dono", afferma Vyacheslav Shurshakov, capo del laboratorio di metodi e strumenti per la dosimetria spaziale presso l'Istituto di problemi biomedici dell'Accademia delle scienze russa, "ma questa è la specificità della professione di cosmonauta".

Allo stesso tempo, la dose soglia annuale è di 500 mSv. Quel 25 supera la soglia per i dipendenti delle centrali nucleari, che è di 20 mSv.

Bene, la dose totale, dopo la quale l'astronauta non è autorizzato a volare, è di 1000 mSv. Allo stesso tempo, quando Gagarin volò, questa cifra era di 4000 mSv. Il più vicino alla soglia era Sergei Avdeev, con un totale di 747 giorni di volo. La dose che ha ricevuto è di 380 mSv.

Foto ITAR-TASS / Albert Pushkarev

Consulente scientifico del museo "Eksperimentanium" e fisiologo Anton Zakharov racconta cosa succede al corpo di una persona mentre vola nello spazio e mentre è lì. L'edizione di rete M24.ru fornisce una versione full-text della lezione.

Parleremo di ciò che accade a una persona su una stazione spaziale un po 'più tardi, ma per ora dobbiamo affrontare le difficoltà che attendono una persona quando decollano nello spazio. La prima difficoltà che deve affrontare è cosa? Immagino tu indovini?

- Assenza di gravità.

No, l'assenza di gravità un po 'più tardi.

- Sovraccarico.

Sovraccarico, assolutamente corretto. Ecco un piccolo tablet, un tablet di sensazioni che sorgono in una persona quando sperimenta un sovraccarico. In generale, che cos'è il sovraccarico, da dove viene? Pensi che ci siano idee? Per favore.

- Un aereo o una stazione spaziale iniziano a salire, mentre una persona inizia a deviare nell'altra direzione, si verifica un sovraccarico.

E perché si chiama sovraccarico?

- Probabilmente perché una persona si sente a disagio.

In effetti, tu ed io siamo abituati a vivere con un carico. Quando siamo con te, come ora - tu sei seduto, io sto in piedi - sul nostro pianeta Terra, siamo attratti dalla Terra e il nostro sangue è attratto dalla Terra più di tutte le altre parti del nostro corpo, perché è liquido. È come se andare sulla Terra. E il resto del nostro corpo è più duro, quindi sono leggermente meno attratti dalla Terra, ma la loro forma è più costante. E siamo molto ben adattati a questo carico, e quando perdiamo questo carico, si verificherà una sensazione non molto piacevole, di cui parlerò più avanti.

Ma prima di cadere in assenza di gravità, dove questo carico non è presente, una persona sperimenta sovraccarichi, cioè un effetto eccessivo della gravità. Con un doppio sovraccarico - sovraccarico di 2 g - il corpo della persona diventa più pesante, il suo viso si affloscia un po ', è difficile alzarsi, ovviamente, è necessario sollevare non 50-60-70 kg, che di solito pesa, ma il doppio. Con un triplo sovraccarico, è già impossibile per una persona stare in piedi e la visione digitale della persona viene disattivata per prima, perché le cellule responsabili della visione digitale consumano molta energia. A 4,5 g, la visione è completamente disattivata, la nostra retina è già priva di sangue, quindi è impossibile sollevare un braccio o una gamba. E a 12 g, la maggior parte delle persone perde conoscenza. Tutto ciò che dico ora riguarda sovraccarichi non istantanei, ma che durano per qualche tempo, almeno 10-20-30 secondi, i sovraccarichi istantanei sono più forti. Pensi che tali sovraccarichi nella vita di tutti i giorni possano essere affrontati senza salire nello spazio?

Si può verificare un sovraccarico di 4,5 g senza decollare nello spazio? In realtà, di solito è intorno all'1,5, ma se vai in sella, puoi sperimentare solo 3-4 g. E così, è chiaro che una persona in piedi immobile, 1 g sperimenta; sull'aereo - da qualche parte intorno a 1,5; un paracadutista che atterra, da qualche parte intorno a 2 g; al momento dell'apertura del paracadute per un periodo molto breve, sperimenta 10 g, cioè quasi sull'orlo della perdita di coscienza. Allo stesso tempo, gli astronauti che volano ora sperimentano meno - 3-4 g, hanno questi 8-12 - sovraccarichi molto forti - no, sono stati vissuti dagli astronauti solo quando stavano costruendo un veicolo spaziale, quindi erano 7-8 g, era un problema. Ora tutto è fatto in modo che fosse più facile decollare.

In effetti, i piloti militari spesso sperimentano i sovraccarichi più intensi. Al momento dell'esecuzione di alcune acrobazie aeree, è del tutto possibile avere 12 g, ma per un breve periodo, quindi non perdono conoscenza - questa è una volta e due - sono molto allenati, quindi è più facile da gestire. I sovraccarichi massimi consentiti per la salute, anche a breve termine, sono di circa 25 g. Se il sovraccarico è maggiore, anche a breve termine, allora la probabilità che una persona si rompa la colonna vertebrale inizia ad avvicinarsi al 90% e questo, ovviamente, non è molto buono.

Abbiamo parlato di sovraccarichi ordinari, i cosiddetti sovraccarichi positivi. Abbiamo scoperto che l'antigravità non esiste. Cosa pensi che possano essere sovraccarichi negativi? (Ma sovraccarico e gravità sono concetti leggermente diversi) E, in effetti, ci sono sovraccarichi negativi, se ti metti semplicemente in testa, sperimenterai un sovraccarico negativo di -1 g, perché il sangue che scorre di solito alle gambe e le parti del corpo che di solito premono l'un l'altro in una direzione, inizieranno a premere l'uno contro l'altro nell'altra direzione e il sangue inizierà a fluire verso la testa. Questo è un sovraccarico piuttosto negativo e, naturalmente, anche grandi sovraccarichi negativi sono dannosi per la salute e possono anche essere sperimentati senza volare in alcuno spazio. Ad esempio, sono vissuti dai bungee jumper - ciò che in inglese si chiama bungee jumping.

In effetti, questo bungee jumping ... In primo luogo, ho persino paura di guardare le fotografie, e in secondo luogo, questo è un rituale molto interessante. Qualcuno sa da dove viene? Il fatto è che gli indiani della tribù Vanuatu in Sud America consacrarono così i ragazzi in uomini. Salirono su un albero alto, presero una specie di vigna robusta, lo legarono ai loro piedi e l'adolescente dovette saltare con questa vite, non raggiungendo il suolo un metro o due. E se si alzò con calma, divenne un uomo. Quando gli studenti di Oxford lo scoprirono negli anni '70 del XX secolo, furono selvaggiamente felici e decisero che una tale tradizione dovesse essere ripetuta. Ma decisero che il primo salto dovesse essere pieno di solennità e si vestirono con un soprabito. Ora i bungee jumper sono persone informali, e i primi jumper hanno saltato in giacca e cravatta, era abbastanza carino.

Abbiamo parlato con gli swami di sovraccarichi, questo non è l'unico problema che gli astronauti sperimentano. Gli astronauti decollarono, affrontarono i sovraccarichi, salirono nello spazio e quindi le prime gioie e i primi problemi li attendono.

Bene, gioie, ovviamente, quando una persona sale nello spazio, piena di pantaloni - questo è comprensibile. E negli astronauti, come nei bambini piccoli, ciò accade - e ciò è confermato da studi biochimici - più alto è l'ormone della felicità nel sangue che nelle persone comuni. E possono, in linea di principio, essere capiti, molte cose interessanti stanno accadendo lì. Guardiamo un video dall'ISS. In linea di principio, le persone si divertono come possono, ovviamente. Non è necessario trasportare cose con le mani; puoi anche trasportarle con i piedi. I movimenti devono essere calcolati con molta precisione, devono essere molto precisi. Questo è il modo in cui gli astronauti in realtà non si lavano le mani, è stato girato appositamente per il video, per il bene di questi 10 bellissimi secondi, quindi gli astronauti passeranno molta energia a raccogliere queste goccioline una alla volta. Sembra solo - wow, quanto sono sparsi, ma sono davvero sparsi, ora devi raccoglierli tutti, il problema è abbastanza serio.

Quindi, abbiamo visto approssimativamente come i cosmonauti vivono nello spazio, ora pensiamo a quali problemi li attendono lì. Il primo problema è che una persona non sperimenta la gravità lì. La gravità terrestre non viene testata, compresi i suoi organi di equilibrio. Dove abbiamo gli organi dell'equilibrio, qualcuno lo sa?

- Nella testa, cervelletto?

Nell'orecchio. No, il cervelletto è il centro del cervello che fornisce il coordinamento dell'equilibrio, ma questa non è la parte sensibile, ma la parte sensibile nel nostro orecchio. I bellissimi ciottoli che sono raffigurati qui sono cristalli di otolite, questi sono ciottoli che sono nel nostro apparato vestibolare, nella sua sacca e quando giriamo le nostre teste da un lato all'altro, rotolano all'interno del nostro apparato vestibolare, quindi capiamo che la nostra testa è girata rispetto al resto del corpo. Questi cristalli sono in queste borse. Ciò che accade nello spazio, nello spazio, accade una cosa semplice, questi ciottoli iniziano, come tutto l'acciaio, a fluttuare all'interno dell'apparato vestibolare - una persona che non funziona. Da un lato, i suoi occhi gli dicono che è ancora in piedi, tutto va bene, e dall'altro, gli organi dell'equilibrio dicono: non capisco cosa sia successo, sono salsiccia in tutte le direzioni, non so cosa fare. C'è una manifestazione che ricorda una malattia cosmica - un mal di mare. Quindi accade la stessa cosa, l'apparato vestibolare oscilla in direzioni diverse, e gli occhi non oscillano molto, e il corpo non funziona correttamente e il corpo inizia a fare cosa?

- Vomito.

Comincia a vomitare e inizia anche a vomitare nello spazio, ma poiché questa ristrutturazione ha luogo nello spazio molto più bruscamente, quasi tutti i cosmonauti hanno una malattia spaziale. È vero, non tutti sono malati, ma quelli che sono malati sono una cosa pericolosa. Perché le persone di solito sperimentano attacchi di mal di spazio nel momento in cui si sono già ancorati alla stazione spaziale e persino nelle tute spaziali. Cominciano a fare i loro primi movimenti, andando alla stazione spaziale, cioè in tute spaziali chiuse e risate, ma questo è uno dei motivi gravi della morte degli astronauti, semplicemente perché la tuta spaziale è chiusa e non puoi volare senza una tuta spaziale. Ne parlerò un po 'più tardi.

Andando oltre, un altro problema che attende le persone nello spazio è una diminuzione del numero di cellule del sangue. Ci sono diversi motivi per questo, uno dei motivi è questo: nello spazio, il tessuto osseo diminuisce e all'interno del tessuto osseo si formano le cellule del sangue. Pertanto, se i semi diventano più piccoli, le cellule diventano più piccole. In generale, una cosa piuttosto spiacevole, particolarmente spiacevole quando l'astronauta ritorna sulla Terra, e ha bisogno di attraversare un periodo di adattamento alle condizioni sulla Terra. Tra le altre cose, soffre di una forte mancanza di ossigeno solo perché gli mancano queste cellule del sangue che trasportano ossigeno. In realtà, più sulle ossa. Perché le ossa collassano nello spazio, sai? Qualche idea?

- Nessun carico.

Non c'è carico, è assolutamente vero che le nostre ossa funzionano normalmente, devono ricevere costantemente qualche tipo di carico, tu e io dobbiamo lavorare costantemente. Ma ricordiamo che lavorare nello spazio non è facile: non c'è bisogno, nessuna opportunità. Dal momento che non pesa nulla, qualunque cosa tu faccia, spendi molto meno sforzo. E, nonostante il fatto che gli astronauti si allenino continuamente, non possono ancora sperimentare lo stesso livello di attività fisica sulla Terra. Pertanto, dopo 3-4 voli, iniziano i problemi ossei, che, in particolare, portano all'osteoporosi quando il tessuto osseo viene distrutto.

Un altro problema è di nuovo il sangue. Ho detto che siamo molto ben adattati al carico sulla Terra. Come ci stiamo adattando? Abbiamo un eccesso di sangue, ogni adulto ha circa 5 litri di sangue. Questo è più di quanto abbiamo bisogno. Perché abbiamo bisogno di questo eccesso? Perché siamo retti e la maggior parte del sangue rimane nelle nostre gambe, sotto il nostro corpo e non tutto raggiunge le nostre teste, quindi abbiamo bisogno di immagazzinare un po 'di eccesso in modo che ci sia abbastanza sangue e testa. Ma la gravità scompare immediatamente nello spazio, e quindi questo eccesso di sangue che era nelle gambe inizia a muoversi urgentemente da qualche parte in tutto il corpo. In particolare, entra nella testa e nel cervello di una persona, a seguito della quale ci sono ictus, micro-ictus, perché entra troppo sangue e le navi esplodono. Di conseguenza, gli astronauti, in particolare, corrono spesso in bagno nella prima settimana, perdono solo il liquido in eccesso, perdono circa il 20% del liquido in eccesso nella prima settimana di essere in orbita.

Anche i muscoli non soffrono di stress. Indipendentemente dalle dimensioni del carico, non importa quanto pesa sulla Terra, non ci sarà alcuna difficoltà a trasferirlo nello spazio. Pertanto, gli astronauti, ho già detto, si stanno necessariamente allenando nello spazio. A proposito di questo prossimo video. Naturalmente, non ha senso sollevare la gravità nello spazio, puoi provare a correre. In effetti, una persona corre, solo, presta attenzione, è attaccato a un tapis roulant, perché se non fosse legato a un tapis roulant, semplicemente volerebbe via. Ancora una volta, i pesi non possono essere sollevati, ma le molle possono essere inattese e gli astronauti trascorrono almeno 4 ore al giorno in esercizi fisici. I cosmonauti, come sai, sono le persone più preparate, le più forti dal punto di vista fisico e persistenti. E ancora, quando ritornano dallo spazio, in primo luogo, mai nella loro vita raggiungono la forma che avevano prima del primo volo, e in secondo luogo, anche un recupero approssimativo dopo questi carichi richiede circa lo stesso tempo di un astronauta era in orbita. Cioè, se fosse stato lì per sei mesi, sarà restaurato per sei mesi, non potranno nemmeno camminare per le prime settimane. Cioè, i muscoli delle gambe quasi atrofizzati, non li usano da sei mesi.

Andiamo oltre, un altro problema associato a ciò che l'astronauta dovrebbe respirare nello spazio. Il problema è duplice: prima di tutto è necessario portare in orbita l'aria o l'ossigeno. Cosa pensi sia meglio sollevare - l'aria o l'ossigeno, che respiriamo con te?

- Ossigeno.

Ossigeno, qui gli americani pensavano anche che fosse meglio mettere in orbita ossigeno puro, anche se un po 'rarefatto. Sebbene, in realtà, l'ossigeno puro sia una cosa abbastanza spaventosa. In primo luogo, è pericoloso per il corpo, questo è veleno - in grandi quantità e, in secondo luogo, esplode molto bene. Per i primi anni, i razzi pieni di ossigeno puro sono decollati normalmente, e poi a un certo punto è scattata una scintilla e non è rimasta pietra dal veicolo spaziale. Dopo ciò, decisero di fare proprio come i cilindri con aria liquida, proprio come fece l'Unione Sovietica. Questa è un'opzione difficile, è costosa ma sicura.

C'è un secondo problema: quando respiriamo, emettiamo anidride carbonica. Se c'è troppa anidride carbonica, la testa inizia a far male, appare sonnolenza e ad un certo punto una persona può perdere conoscenza e morire per un eccesso di anidride carbonica. Emettiamo anidride carbonica sulla Terra e le piante lo assorbono; nello spazio, anche se porti con te una o due piante, non faranno il lavoro e non porterai molte piante con te perché sono pesanti e occupano molto spazio. Come sbarazzarsi di anidride carbonica? Esiste una sostanza chimica speciale che può assorbire l'eccesso di anidride carbonica, chiamata idrossido di litio, viene trasportata nello spazio, assorbe semplicemente l'eccesso di anidride carbonica. Una storia molto interessante, così eroica, la storia della nave Apollo 13, è collegata a questa sostanza, penso che gli adulti ricordino questa storia.

I bambini hanno mai sentito parlare della nave Apollo 13? Hai sentito, persino girato un film del genere, cosa è successo a questa nave? Ha avuto un volo senza successo, c'erano molte cose diverse lì, siamo interessati a quello che è successo con l'idrossido di litio. La storia è questa: "Apollo 13" non è il primo, non la seconda volta che è volato sulla luna, per esplorare la luna. Tre persone volarono lì, avevano la loro astronave e una capsula speciale, che doveva essere rilassata, e due persone che avrebbero dovuto andare sulla luna, fecero qualcosa lì, quindi tornarono sulla capsula e volarono sulla Terra. Ma da qualche parte il 3 ° giorno del volo, improvvisamente si verificò un'esplosione e una parte della nave principale si voltò, compreso il danneggiamento del sistema di supporto vitale. In linea di principio, questo non è un problema così terribile, perché la barca su cui era necessario volare sulla Luna era intatta, ed era del tutto possibile tornare sulla Terra su di essa. Ma c'era un problema completamente idiota: le lattine con idrossido di litio che erano immagazzinate sulla barca, e le lattine con idrossido di litio che erano immagazzinate sulla nave erano diverse, avevano solo diversi ingressi. E tutti gli ingegneri in America associati al progetto, e molti ingegneri nel mondo, hanno trascorso circa un giorno a fare ciò che la gente di solito fa nel programma Crazy Hands. Hanno scoperto come usare colla, frammenti di giornali, graffette e cosa c'è sulla nave per rifare un'uscita su un'altra in modo che le persone possano tornare sulla Terra. Ci riuscirono, grazie a Dio, e questa nave (mentre sbarcò, ebbe anche molti problemi diversi), grazie a Dio, sbarcò normalmente.

Abbiamo scoperto che le persone nello spazio hanno problemi quando sono svegli: il sangue è cattivo, i muscoli sono cattivi, le ossa sono cattive e così via e così via. Dormire nello spazio è anche male. Ci sono due motivi: il primo motivo è che nessuno spegne le luci della stazione spaziale, deve funzionare tutto il tempo, tutti i tipi di esperimenti vengono effettuati lì tutto il tempo. Il lavoro è molto intenso, quindi gli astronauti dormono a turni: prima uno, poi altri. È difficile, se dormi così un giorno, due dormi, tre, quindi va bene, ma se dormi così per due o tre settimane o un mese, inizia la ristrutturazione del corpo e questo è dannoso. Questo è anche dannoso per noi, perché ora molte persone nelle grandi città vivono nella modalità luce sbagliata, per questo soffriamo e non ce ne accorgiamo nemmeno. Un altro problema è che, poiché non vi è alcuna attrazione e una persona non può appoggiarsi a nulla, questa è una sensazione molto importante, come hanno scoperto gli psicologi. Per addormentarsi, una persona deve appoggiarsi a qualcosa e sentirsi sicura. Pertanto, gli astronauti indossano speciali bende sotto le ginocchia e indossano speciali bende per creare almeno una sorta di imitazione di ciò che li tira da qualche parte. Non funziona molto bene, ma risulta. Esiste un terzo problema associato all'anidride carbonica: mentre dormiamo, respiriamo ed emettiamo anidride carbonica, non ci muoviamo e l'anidride carbonica si accumula sulla superficie del nostro viso. Sulla Terra, non fa paura, perché?

- Si muove sempre.

Si muove davvero tutto il tempo, e perché? Perché c'è un po 'di brezza, ma non è nemmeno questo il punto. Quando espiriamo biossido di carbonio, lo espiriamo caldo e il gas caldo si alza, perché è più leggero del freddo. Nello spazio, né il gas caldo né quello freddo hanno peso, quindi il gas espirato si accumulerà su una persona e dormirà semplicemente in questa nuvola se non si fa nulla al riguardo. Ma fanno davvero qualcosa con esso - e nello spazio ci sono sistemi di ventilazione molto potenti che accelerano l'anidride carbonica in modo da poter dormire sonni tranquilli. E questi stessi sistemi di ventilazione filtrano l'aria da varie infezioni e agenti patogeni. Ora hanno imparato a farcela più o meno, e all'inizio gli astronauti erano molto malati, perché la quarantena non era abbastanza severa e infettarsi nello spazio era molto più facile. Perché quando starnutiamo sulla Terra, ciò che abbiamo starnutito sul terreno e rimane un qualche tipo di polvere, non lo respiriamo direttamente. E se l'astronauta starnutisce, tutto ciò che starnutisce rimane nell'aria, quindi la probabilità di contrarre questa infezione è molto più alta, quindi tutti la filtrano. C'è davvero molta polvere dagli astronauti, starnutiscono ancora molto, ma sono già meno malati, perché la quarantena è più severa.

Un altro problema che attende gli astronauti è la radiazione cosmica. Noi sulla Terra siamo protetti dalle radiazioni cosmiche da un'atmosfera che non trasmette radiazioni, in particolare lo strato di ozono ne è ben protetto. Ma non esiste uno strato di ozono nello spazio e gli astronauti subiscono un aumento delle radiazioni. Questo è pericoloso, ed è stato temuto per molto tempo, fino a quando non abbiamo verificato quanta radiazione stava vivendo una persona lì. Sperimenta tanto quanto gli abitanti di quei luoghi che si trovano nelle rocce di granito, per esempio. Anche le rocce di granito emettono una piccola radiazione, circa la stessa quantità che riceve l'astronauta. Cioè, gli abitanti, diciamo, della Cornovaglia (questo è in Inghilterra), ritengono che gli astronauti a questo proposito, ricevano anche un po 'più di radiazioni. E molte radiazioni vengono ricevute da piloti e hostess di velivoli supersonici (Concord, ad esempio), che volano ad alta quota.

Ma speriamo che un giorno l'uomo non solo volerà alle stazioni spaziali, ma volerà su Marte, su altri pianeti. E in questi casi, ci aspetta una minaccia, perché di solito le stazioni spaziali volano intorno alla Terra - dove il campo di radiazione non è molto forte. Ma intorno alla Terra ci sono due "ciambelle" di potenti campi di radiazione attraverso i quali è necessario volare attraverso per raggiungere la Luna, Marte e altri pianeti. E lì la radiazione è molto forte, e uno dei problemi con l'invio su Marte ora è l'effetto della radiazione per diversi mesi. Le persone possono volare lì, ma voleranno molto male - questo, ovviamente, nessuno vuole. Quindi ora stanno scoprendo come realizzare sia una tuta spaziale leggera sia un rivestimento leggero di un'astronave, che protegga dalle radiazioni. Perché, in linea di principio, non è difficile proteggersi dalle radiazioni, è possibile imporre piombo su una nave e va bene - siamo protetti dalle radiazioni, ma il piombo è molto pesante.

Abbiamo parlato di contro, contro, contro. Ma non ci sono solo svantaggi quando si vola nello spazio. Quando voliamo nello spazio (non è poi un grande vantaggio, è solo molto bello) ci alziamo un po 'più in alto. Sotto l'influenza della gravità, mentre camminiamo tutto il giorno da qualche parte, le nostre vertebre si premono l'una contro l'altra e, soprattutto, premono sui dischi intervertebrali. Si “appiattiscono” un po 'durante il giorno, quindi una persona è più alta di qualche centimetro al mattino rispetto alla sera. Se non hai provato, puoi controllare a casa. Perché si consiglia sempre di misurare la crescita contemporaneamente, perché durante il giorno cambia. Quindi, nello spazio, la gravità non funziona, quindi gli astronauti crescono un po ', a volte anche troppo. Un astronauta è cresciuto di ben 7 centimetri, era molto felice, era già stato lì per molti anni, un problema: la tuta non è cresciuta, era abbastanza affollata. Ora stanno facendo tutte le tute spaziali: rimangono 10 centimetri nel caso in cui l'astronauta cresca.

Una cosa interessante: nello spazio, risulta che i processi di rigenerazione sono più veloci, le ferite guariscono più velocemente e anche intere parti del corpo possono recuperare. Ora ci sarà un video con una lumaca. Qui, ovviamente, le riprese accelerate, infatti, queste due settimane sono cresciute approssimativamente. Sulla terra anche le lumache si rigenerano, ma peggio. Perché questo accada non è chiaro. Perché sto dicendo tutto questo? Ho detto già all'inizio: davanti ai nostri occhi nel prossimo futuro il numero di persone che voleranno nello spazio crescerà, crescerà e crescerà. Forse presto questo non sarà un argomento per una lezione di scienze popolare, ma una lezione standard a scuola: dovrai sapere cosa succede a una persona quando ha semplicemente deciso di volare in un'escursione nello spazio. Credo fermamente che ciò accadrà presto e spero che anche tu ci creda. In caso di domande, si prega di chiedere.

- Dimmi, se ci sono stati sovraccarichi, la coscienza si è spenta, allora quanto velocemente una persona si riprende, arriva alla coscienza?

Quando la coscienza è spenta, il sistema è lo stesso di quando una persona sviene. Qualcuno si alza immediatamente, qualcuno non immediatamente, colpisce fortemente qualcuno, meno di qualcuno. In generale, questo, ovviamente, è dannoso. Una persona perde conoscenza perché non ha abbastanza ossigeno per entrare nel flusso sanguigno, il che significa che non abbastanza ossigeno entra nel cervello. Di conseguenza, alcune cellule cerebrali possono iniziare a morire, altre più attivamente, altre meno attive.

1. Sovraccarichi al lancio e all'atterraggio

2. Assenza di gravità

È vero, una persona si abitua rapidamente all'assenza di gravità: vertigini e altri fenomeni negativi si fermano. L'astronauta “mangia” i frutti di gravità zero, tornando sulla terra.

Se in orbita non usi alcun metodo per contrastare l'effetto distruttivo dell'assenza di gravità, nei primi giorni l'astronauta di atterraggio ha i seguenti cambiamenti:

2. Violazione del regime di ossigeno del corpo durante lo sforzo fisico;

4. Violazione dell'emodinamica durante il lavoro di media e alta intensità; possibili stati di svenimento e svenimento dopo una transizione da orizzontale a verticale;

5. Riduzione dell'immunità.

3. Ipodynamia

4. Radiazione

Allo stesso tempo, la dose soglia annuale è di 500 mSv. Quel 25 supera la soglia per i dipendenti delle centrali nucleari, che è di 20 mSv.

Foto ITAR-TASS / Albert Pushkarev

sovraccarico - il rapporto tra il valore assoluto dell'accelerazione lineare causata dalle forze non gravitazionali e l'accelerazione della gravità sulla superficie terrestre. Essendo un rapporto di due forze, il sovraccarico è una quantità senza dimensioni, tuttavia, spesso il sovraccarico è espresso in unità di accelerazione di gravità g. Sovraccarico in 1 unità (ovvero 1 g) è numericamente uguale al peso del corpo che riposa nel campo di gravità terrestre. Sovraccarico a 0 g è testato da un corpo in uno stato di caduta libera sotto l'influenza di sole forze gravitazionali, cioè in uno stato di assenza di gravità.

Il sovraccarico è una quantità vettoriale. Per un organismo vivente, la direzione del sovraccarico è importante. Se sovraccaricati, gli organi umani tendono a rimanere nello stesso stato (movimento rettilineo uniforme o riposo). Con un sovraccarico positivo (testa - gambe), il sangue passa dalla testa ai piedi, lo stomaco scende. Con sovraccarico negativo, aumenta il flusso sanguigno verso la testa. La posizione più favorevole del corpo umano, in cui è in grado di percepire i maggiori sovraccarichi - sdraiato sulla schiena, rivolto verso la direzione di accelerazione del movimento, il più sfavorevole per il trasporto di sovraccarichi - nella direzione longitudinale con i suoi piedi verso la direzione di accelerazione. Quando un'auto si scontra con un ostacolo fisso, una persona seduta in un'auto subirà un sovraccarico alla schiena. Questo sovraccarico è tollerato senza troppe difficoltà. Una persona normale può sopportare sovraccarichi fino a 15 g circa 3-5 secondi senza perdita di coscienza. Sovraccarichi da 20 a 30 g e più una persona può resistere senza perdita di coscienza non più di 1 - 2 secondi e in base all'entità del sovraccarico.

Sintomi e meccanismo d'azione dei sovraccarichi
Sintomi comuniLa risposta di una persona ai sovraccarichi è determinata dalle dimensioni, dal gradiente di crescita, dalla durata dell'azione, dalla direzione rispetto ai principali vasi del corpo, nonché dallo "stato funzionale iniziale del corpo. A seconda della natura, delle dimensioni e delle combinazioni di questi fattori, possono verificarsi cambiamenti nei sottili cambiamenti funzionali nel corpo a condizioni estremamente gravi, accompagnate da una completa perdita della vista e della coscienza in presenza di disturbi profondi delle funzioni dei sistemi cardiovascolare, respiratorio, nervoso e secondo rganizma.

I cambiamenti generali nella condizione umana sotto l'azione di sovraccarichi si manifestano in una sensazione di pesantezza in tutto il corpo, inizialmente difficoltà, e con un aumento della quantità di sovraccarico e una completa mancanza di movimento, specialmente negli arti, in alcuni casi dolore nei muscoli della schiena e del collo [Babushkin V. P., 1959 ; de Graef P., 1983]. C'è un chiaro spostamento dei tessuti molli e la loro deformazione. Durante un'esposizione prolungata a sovraccarichi positivi sufficientemente ampi su aree delle gambe, glutei e scroto non protetti dalla contropressione, possono comparire emorragie petecchiali della pelle sotto forma di punti o grandi macchie, intensamente colorate, ma indolori, che scompaiono spontaneamente entro pochi giorni. A volte c'è gonfiore in questi luoghi e con sovraccarichi negativi - gonfiore del viso. Disturbo della vista precoce Con grandi valori di sovraccarico, si sviluppa una perdita di coscienza, che dura 9-21 s.

Il meccanismo d'azione dei sovraccarichi positivi e negativi è complesso ed è dovuto agli effetti primari causati dalle forze inerziali. I più importanti sono i seguenti: ridistribuzione del sangue nel corpo alla metà inferiore (+ G Z) o superiore (-G z) del corpo, spostamento degli organi e deformazione dei tessuti, che sono fonti di impulsi insoliti nel sistema nervoso centrale, reazioni circolatorie, respiratorie e da stress. Lo sviluppo di ipossiemia e ipossia comporta disfunzione del sistema nervoso centrale, del cuore e delle ghiandole endocrine. Il biochimismo dei processi vitali è interrotto. Possono verificarsi danni alle strutture cellulari di natura reversibile o irreversibile, rilevati con metodi citochimici e istologici.

Uno dei requisiti di base per i piloti militari e gli astronauti è la capacità del corpo di sopportare sovraccarichi. I piloti addestrati in tuta di sovraccarico possono portare sovraccarichi da -3 ... −2 g fino a +12 g . La resistenza ai sovraccarichi negativi verso l'alto è significativamente più bassa. Di solito a 7 - 8 g "arrossisce" negli occhi, la vista scompare e una persona perde gradualmente conoscenza a causa di un afflusso di sangue alla testa. Gli astronauti durante il decollo trasportano il sovraccarico sdraiato. In questa posizione, il sovraccarico agisce nella direzione del dorso del torace, il che consente di resistere a un sovraccarico di diversi minuti di diverse unità g. Esistono speciali tutele anti-sovraccarico il cui compito è facilitare l'effetto del sovraccarico. I costumi sono un corsetto con tubi che si gonfiano dal sistema dell'aria e trattengono la superficie esterna del corpo umano, prevenendo leggermente il deflusso di sangue.

Il sovraccarico aumenta il carico sulla progettazione delle macchine e può portare alla loro rottura o distruzione, nonché al movimento di merci non garantite o scarsamente fissate. Il sovraccarico consentito per gli aerei civili è 2,5 g