Состояние человека в космосе. Почему в космосе испытывают состояние невесомости? минут после старта

Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте

Наверняка каждый человек, хоть однажды смотревший в звездное небо, мечтал полететь в космос и разглядеть всю эту красоту поближе. Вероятно, самым настойчивым из нас даже удастся воплотить эту мечту в жизнь.

Ну а мы в сайт заинтересовались, какие изменения могут произойти с телом, если вы отважитесь полететь в космос. В конце вас ждет приятный бонус.

9. Вашему организму придется адаптироваться

Примерно половина людей, которые летали в космос, испытывали космическую болезнь. В космическом пространстве на человека не действует земная гравитация , а значит, нет давления на организм. Из-за этого космонавты испытывают тошноту, головную боль, дезориентацию, дискомфорт, головокружение, а порой рвоту . Этот синдром, как правило, наблюдается всего пару дней, потом организм адаптируется.

8. В космосе вы будете ощущать странные запахи

В космосе нет воздуха, и, казалось бы, он совсем не должен пахнуть. Однако, по словам летавших людей, когда они находятся на борту космического корабля, его пространство пахнет жареным стейком . Другие сравнивают его аромат скорее с металлом, порохом или... горелой помойкой.

Специалисты говорят, что эти запахи возникают внутри закрытого пространства корабля. Их причиной могут быть человеческий пот и кожа, обшивка, приборы, продукты жизнедеятельности. Запахи могут быть принесены и из открытого космоса. Например, если астронавту пришлось работать рядом с двигателем корабля и остатки выхлопов попали на скафандр.

7. Вы рискуете потерять ногти

Слишком громоздкие перчатки скафандра мешают нормальному кровотоку в пальцах. Чаще всего это приводит к шелушению ногтей. Но нередки ситуации, когда у космонавтов отпадают ногти из-за давления, которое оказывается на ногти.

Поэтому неудивительно, что не раз бывали случаи, когда астронавты заранее специально удаляли ногти, если в плане стоял выход в открытый космос.

6. Перестанете храпеть

В космосе пониженная гравитация также влияет и на нашу дыхательную систему - на язычок и небо не оказывается значимого давления, поэтому не возникает непроизвольной вибрации. Из-за этого многие проблемы, связанные со сном, в космосе просто отпадают. Например, если вы до полета храпели, в космосе перестанете.

5. Начнутся проблемы со зрением

Длительное пребывание в космосе также чревато тем, что ваше зрение с большой вероятностью станет размытым. Нахождение в состоянии невесомости приводит к тому, что жидкости организма начинают приливать в верхнюю часть тела. Из-за этого повышается внутричерепное давление и начинает действовать на зрительные нервы. Кратковременное пребывание в таком состоянии не опасно, а вот длительное наносит ощутимый вред глазам.

4. Кости станут более хрупкими, а мышцы - очень слабыми

Парение - единственный способ передвижения на борту космического корабля и в открытом космосе. Людям не требуется точка опоры для передвижения, в результате становятся хрупкими кости нижних конечностей и возникает риск мышечной атрофии.

Вероятно, изменения коснутся и вашего сердца - оно может уменьшиться, так как нагрузка на него при нахождении в условиях микрогравитациии значительно снизится.

3. Вы станете выше на пару сантиметров

Когда вы окажетесь в космосе, ваш рост увеличится на 3–5 см. Это объясняется тем, что из-за микрогравитации на позвоночник действует очень низкое давление. От этого он начинает растягиваться, и вы становитесь выше . После возвращения на Землю все встанет на свои места.

2. Без скафандра в открытом космосе вы наверняка погибнете

Допустимой ежегодной дозой для сотрудника атомной электростанции считаются 20 миллизиверт - в 20 раз больше, чем получает обычный человек.

Для сравнения, космонавт, находящийся год на МКС, получает 200 миллизиверт. За 5 лет пребывания в космосе человек получает дозу облучения, сравнимую с той, что обычно получают в течение всей жизни. Все это может спровоцировать развитие лучевой болезни. Возрастает риск повреждения нервной системы - вероятны нарушения познавательных и моторных функций, негативные изменения в поведении.

Бонус

Но несмотря на все минусы, связанные с космической одиссеей, есть то, что как магнитом тянет в космос. Некоторые астронавты рассказывают, что во время своих космических полетов испытывали так называемое чувство озарения, эйфории, прозрения.

Космонавт Рассел Швайкарт так описал нашу Землю: «Эта крошечная потрясающая Земля. Планета, позволяющая нам жить, дающая нам все то, что у нас есть: еду, которой мы питаемся, воду, которую мы пьем, воздух, которым дышим, красоту всей этой природы. В ней все настолько идеально сбалансировано и организовано для того, чтобы мы могли здесь жить. Насколько же она удивительно прекрасна».

Как Вы думаете почему космонавты в космосе испытывают состояние невесомости? Есть большая вероятность что ответите не правильно.

На вопрос, почему предметы и космонавты в условиях космического корабля предстают в состоянии невесомости, многие люди дают такой ответ:

1. В космосе отсутствует сила тяжести, поэтому они ничего не весят.
2. Космос — это вакуум, а в вакууме нет силы тяжести.
3. Космонавты находятся слишком далеко от поверхности Земли, чтобы на них могла действовать сила её притяжения.

Все эти ответы неверны!

Главное, что нужно понимать это то, что в космосе ЕСТЬ сила тяжести. Это довольно распространенное ошибочное представление. Что удерживает Луну на её орбите вокруг Земли? Сила тяжести. Что удерживает Землю на орбите вокруг Солнца? Сила тяжести. Что не позволяет галактикам разлетаться в разные стороны? Сила тяжести.

Сила тяжести существует в космосе везде!

Если бы вы построили на Земле вышку высотой 370 км (230 миль), приблизительно как высота орбиты космической станции, то сила тяжести, действующая на вас наверху вышки, была бы почти такой же, как и на поверхности земли. Если бы вы решились сделать шаг с вышки, вы бы устремились к Земле точно так же, как это собирается сделать чуть позже в этом году Феликс Баумгартнер (Felix Baumgartner), когда предпримет попытку совершить прыжок с края космоса. (Конечно, при этом мы не учитываем низкие температуры, которые мгновенно начнут вас замораживать, или как отсутствие воздуха или аэродинамического сопротивления будет убивать вас, а падение сквозь слои атмосферного воздуха заставит все части вашего тела испытать на собственном опыте, что такое «содрать три шкуры». И к тому же, внезапная остановка также причинит вам массу неудобств).

Да, так почему же космическая орбитальная станция или спутники, находящиеся на орбите, не падают на Землю, и почему космонавты и окружающие их предметы внутри международной космической станции (МКС) или любого другого космического корабля кажутся плавающими?

Оказывается, все дело в скорости!

Космонавты, сама международная космическая станция (МКС) и другие объекты, находящиеся на земной орбите, не плавают, — на самом деле, они падают. Но они не падают на Землю из-за своей огромной орбитальной скорости. Вместо этого они «падают вокруг» Земли. Объекты на земной орбите должны двигаться со скоростью, по меньшей мере, 28,160 км/ч (17,500 миль в час). Поэтому, как только они ускоряются относительно Земли, сила притяжения Земли сразу же изгибает и уводит траекторию их движения вниз, и они никогда не преодолеют этот минимум сближения с Землей. Поскольку космонавты имеют такое же ускорение, как и космическая станция, они испытывают состояние невесомости.

Случается, что мы тоже можем испытать это состояние — кратковременно — на Земле, в момент падения. Приходилось ли вам бывать на аттракционе «американские горки», когда сразу после прохождения наивысшей точки («вершины горки»), когда тележка уже начинает катиться вниз, ваше тело поднимает c сидения? Если бы вы находились в лифте на высоте стоэтажного небоскреба, и произошел обрыв троса, то пока лифт падал, вы бы парили в невесомости в кабине лифта. Конечно, в этом случае финал оказался бы намного драматичнее.

И потом, вы, вероятно, слышали об аэроплане, обеспечивающем состояние невесомости («Vomit Comet») — аэроплан KC 135, который НАСА использует для создания кратковременных состояний невесомости, для тренировок космонавтов и проверки экспериментов или оборудования в условиях невесомости (zero-G), а также для осуществления коммерческих полетов в невесомости, когда самолет летит по параболической траектории, как в аттракционе «американские горки» (но с большими скоростями и на больших высотах), проходит через вершину параболы и устремляется вниз, то в момент падения самолета создаются условия невесомости. К счастью, самолет выходит из пикирования и выравнивается.

Однако, давайте вернемся к нашей вышке. Если бы вместо обыкновенного шага с вышки вы совершили прыжок с разбега, ваша энергия, направленная вперед, отнесла бы вас далеко от вышки, вместе с тем, сила тяжести снесла бы вас вниз. Вместо того, чтобы приземлиться у основания вышки, вы бы приземлились на расстоянии от неё. Если бы при разбеге вы увеличили скорость, вы смогли бы прыгнуть дальше от вышки, прежде чем достигли бы земли. Ну, а если бы вы могли бегать так же быстро, как движется по орбите вокруг Земли космический корабль многоразового использования и МКС, со скоростью 28,160 км/ч (17,500 миль в час), то дуговая траектория вашего прыжка сделала бы круг вокруг Земли. Вы бы находились на орбите и испытывали состояние невесомости. Но вы бы падали, не достигая поверхности Земли. Правда, скафандр и запасы воздуха, пригодного для дыхания, вам все же понадобились бы. А если бы вы могли бегать со скоростью примерно 40,555 км/ч (25,200 миль в час), вы бы выпрыгнули сразу за пределы Земли и начали вращаться вокруг Солнца.

Правообладатель иллюстрации AP Image caption В настоящем космосе трудно выглядеть так же хорошо, как это получилось у Сандры Буллок в кино

Многие мечтают о полете на орбиту, на Луну, а то и дальше. Но те, кто на самом деле отправляется в космос, сталкиваются с рядом опасностей для здоровья.

По словам врача из культового сериала "Звездный путь" Леонарда Маккоя (он же Костоправ, он же Костлявый), "космос - это болезни и опасности в обертке тьмы и безмолвия". И он во многом прав. Путешествие в космосе может сделать вас слабым, усталым, больным и, с определенной долей вероятности, страдающим от депрессии.

"Мы не приспособлены к существованию в безвоздушном пространстве, наша эволюция не включала в себя подобное", - говорит Кевин Фонг, основатель Центра изучения медицины в экстремальных условиях, в космосе и на больших высотах Университетского колледжа в Лондоне и автор книги "Предел. Жизнь, смерть и возможности человеческого тела".

Представим, что вам посчастливилось-таки полететь в космос. И вот вы лежите в кресле и считаете секунды до старта. Чего вам стоит ждать от своего тела? Как оно поведет себя в ближайшие минуты, часы, дни и месяцы? Мы спросили об этом ученых, инженеров и астронавтов, которые по опыту знают, что происходит с человеком в условиях, когда наш организм находится в совершенно искусственной, чуждой для него ситуации. Как с этим справляться?

10 секунд после старта. Возможная потеря сознания

Космический аппарат отделяется от пускового комплекса, и ускорение возрастает до 4G. Вы чувствуете себя в четыре раза тяжелее своего нормального веса. Вас вдавливает в кресло, очень трудно даже шевельнуть рукой.

"Из-за перегрузки кровь смещается в ноги, и, чтобы оставаться в сознании, нам нужно обеспечивать кровоснабжение мозга", - так мне объяснял Джон Скотт, старший научный сотрудник лаборатории изучения возможностей человека, когда я посетил центрифугу компании QinetiQ в Фарнборо на юге Англии.

Из-за того, что кровь отливает от головы, у военных летчиков даже при относительно низких перегрузках случается серая пелена перед глазами. Правда, в современных пилотируемых космических аппаратах, например, в российском "Союзе", поза космонавта выбрана таким образом (с приподнятыми ногами), чтобы направить кровь от ног к груди и дальше к голове.

10 минут после старта. Тошнота

"В первую очередь космонавты жалуются на тошноту и рвоту", - говорит Фонг. Отсутствие гравитации влияет на наше внутреннее ухо, которое отвечает за чувство равновесия, координацию и ориентацию в пространстве. "А еще это [отсутствие гравитации] снижает способность отслеживать движущиеся объекты", - добавляет он.

У некоторых астронавтов кроме небольших изменений зрения были обнаружены отек зрительного нерва, изменения на сетчатке, деформация глазного яблока Уильям Джеффс,

НАСА

Даже если не обращать внимания на шарики рвоты, летающие в невесомости по капсуле, "космическая болезнь" может вызвать слабость и неспособность выполнять поставленные задачи.

Один такой случай чуть не сорвал лунную программу "Аполлон". Во время полета "Аполлон-9" (это было первое испытание лунного посадочного модуля на орбите) Расти Швайкарт поначалу был не в состоянии выполнить некоторые из поставленных задач, и продолжительность выхода в открытый космос пришлось сократить.

Ануше Ансари, ставшая первым космическим туристом среди женщин, тоже говорила, что ей пришлось столкнуться с тошнотой, рвотой и потерей ориентации.

Два дня после старта. Опухшее лицо

Недавно я брал интервью у канадского астронавта Криса Хэдфилда. По его словам, на орбите у него постоянно был заложен нос. В космосе мы будто постоянно стоим на голове; жидкость скапливается в верхней части тела. Результат - отек лица. Похоже на отек ног во время долгого авиаперелета.

Они перевозбуждены из-за пребывания в космосе, посменно работают, да еще должны привыкать ко сну в спальном мешке, пристегнутыми ремнями к стене

"Наше тело гонит жидкость вверх, - объясняет Фонг. - Когда мы оказываемся в невесомости, системы организма продолжают работать, и поскольку они не встречают сопротивления в виде гравитации, ткани головы отекают".

Но то, что вы будете выглядеть толще, чем обычно - это еще не беда. Недавние исследования также показывают, что космический полет может повлиять на зрение. Исследователи из Университета Техаса обследовали астронавтов с помощью МРТ-сканеров, и две трети из обследованных имели отклонения от нормы.

"Причины этого мы пока не выяснили, - признает представитель НАСА Уильям Джеффс. - У некоторых астронавтов кроме небольших изменений зрения были обнаружены отек зрительного нерва, изменения сетчатки, деформация глазного яблока. Возможно, из-за повышения внутричерепного давления".

Неделя после старта. Снижение массы мышц и костей

Когда отсутствует сила тяжести, наше тело начинает деградировать.

"Многим системам нашего организма для правильного функционирования нужна сила тяжести, - объясняет Фонг. - В некоторых экспериментах крысы за семь-десять дней полета теряли до трети мышечной массы – а это очень много!" Деградирует и сердечная мышца.

Когда вы находитесь на орбите, например, на Международной космической станции, это не такая уж большая проблема. Но представим себе, что вы задумали полет на Марс. Вы приземляетесь в 200 миллионах километров от дома, а ваш экипаж не может ходить…

С самого начала космической эры ученые ломали голову над тем, как помочь космонавтам поддерживать физическую форму. Каждый член экипажа МКС посвящает час в день кардиотренировке и еще час - силовым упражнениям. Несмотря на это, когда они возвращаются на Землю после полугодовой вахты на орбите, ходить им трудно.

Отсутствие силы тяжести влияет и на кости. Они растворяются - почти буквально. "На некоторых несущих участках наблюдались потери в 1-2% в месяц, - говорит Фонг. - Это очень значительные потери костной ткани и огромное количество кальция, который попадает в кровь".

Для будущих исследователей, готовых впервые ступить на поверхность Марса, это может оказаться серьезным препятствием. Обидно будет, если такой важный для человечества шаг закончится банальным переломом ноги.

Две недели после старта. Бессонница

"Бессонница - одна из наиболее распространенных проблем, - говорит Фонг. - Циркадные ритмы космонавтов, их цикл светового дня - все идет наперекосяк". На орбите, где Солнце встает каждые 90 минут, космонавтам с трудом удается приспособиться к отсутствию естественной ночи.

Кроме того, они перевозбуждены из-за пребывания в космосе, посменно работают, да еще должны привыкать ко сну в спальном мешке, пристегнутыми ремнями к стене.

Для борьбы с недосыпанием на МКС оборудованы отдельные спальные отсеки, которые можно затемнить, имитируя ночь. Испытания проходит новая система светодиодного освещения, призванная уменьшить неестественную резкость света на борту станции.

Год после старта. Болезни

Все больше свидетельств того, что космический полет оказывает вредное воздействие на иммунную систему. Исследователи НАСА обнаружили, что белые кровяные клетки дрозофил на орбите менее эффективны при поглощении чужеродных микроорганизмов и борьбе с инфекцией, чем у генетически идентичных мух, оставшихся на Земле.

В дальнем космосе, например, на пути к Луне или Марсу, возможность получить летальную дозу радиации становится все более реальной

Это исследование подтверждается другими работами. Другие насекомые, мыши и саламандры в космосе становятся более уязвимы для болезней. Вероятнее всего, дело опять в отсутствии гравитации.

Еще больше оснований для тревоги дает воздействие космической радиации. Космонавты часто сообщают, что "видят" яркие вспышки света. Причина - в космических лучах, проходящих через их мозг. И это при том, что МКС вращается по достаточно низкой орбите, и атмосфера Земли отчасти защищает обитателей станции от жесткого космического излучения. Но в дальнем космосе, например, на пути к Луне или Марсу, возможность получить летальную дозу радиации становится все более реальной. Это может сделать продолжительные полеты слишком опасными.

Впрочем, наблюдения за астронавтами программы "Аполлон", которые проводили по несколько дней в дальнем космосе на борту слабо защищенной капсулы, не выявили повышенной вероятности заболевания раком.

Два года после старта. Депрессия

Вы пережили взлет, преодолели тошноту, научились спать в космосе и делаете зарядку, чтобы по прибытии на Марс уверенно шагнуть на его поверхность. Вы в отличной физический форме. Но как вы себя чувствуете психологически?

В июне 2010 года Европейское космическое агентство и российский Институт медико-биологических проблем послали шесть человек в "полет на Марс" продолжительностью 520 дней. Имитация полета происходила на окраине Москвы в макете космического корабля. Исследовался стресс, связанный с длительным перелетом, и проблемы, вызванные изоляцией.

Как разрешить психологические проблемы людей, запертых в тесной автоматизированной консервной банке, пьющих переработанную мочу и наблюдающих за иллюминаторами бесконечное безвоздушное пространство?

Путешествие на Марс прошло прекрасно. Это было захватывающее приключение, и у экипажа была масса дел. Хорошо прошла также "прогулка по Марсу". Самой трудной оказалась финальная часть полета - возвращение на Землю. Ежедневные дела стали обременительными, члены экипажа легко раздражались. Дни тянулись медленно. В общем, участников одолела скука.

Как разрешить психологические проблемы людей, запертых в тесной автоматизированной консервной банке, пьющих переработанную мочу и наблюдающих за иллюминаторами бесконечное безвоздушное пространство? Специалисты космических агентств продолжают работать над этой задачей.

"Психологическое здоровье наших астронавтов всегда занимало нас не меньше, чем их физическое состояние, - говорит Джеффс. - Постоянные поведенческие тренинги, исследование и совершенствование технологий коммуникации - все это призвано помочь предотвратить любые потенциальные проблемы".

Для этого в первую очередь нужно набирать в экипажи правильных людей. Нервный срыв у космонавта - это худшее, что может случиться.

Долгие годы эволюции приспособили нас к жизни в условиях стабильной земной гравитации. Атмосфера дает нам защиту и обеспечивает возможность дышать. Наверное, какой-то вариант искусственной гравитации отчасти решит проблему, однако космос в любом случае представляет серьезную угрозу здоровью человека.

В следующем году НАСА планирует начать на МКС годичный эксперимент для более подробного изучения последствий длительного космического полета для астронавтов. А пока всякий, кто решится покинуть сравнительно безопасную орбиту нашей планеты и отправиться к другим мирам, должен помнить: на Земле пока нет врача, подобного культовому персонажу из "Звездного пути". Нет и технологий, которые тот использовал во время своей службы в Звездном Флоте.

Об авторе. Ричард Холлингам - журналист и ведущий подкаста "Исследователи космоса". Он редактирует журнал Space:UK для Британского космического агентства, выступает комментатором запусков для Европейского космического агентства и ведет научные программы на радио Би-би-си.

Оригинал статьи на английском языке можно прочитать на сайте .

Наука

Эксперименты по симуляции полета на Марс показали, что длительные перелеты могут иметь неожиданные последствия на сон и физическую форму человека .

Но это всего лишь некоторые из тех проблем и изменений, с которыми сталкиваются люди, покидающие Землю.

Компания Mars One планирует отправить космонавтов на Марс в 2023 году , и такой полет станет серьезным испытанием для организма человека.

Вот 10 изменений, с которыми людям придется иметь дело в космосе.

Влияние космоса на человека

1. Мы становимся выше

Длительные путешествия в космос приводят к тому, что человек становится на 3 процента выше . Так если на Земле ваш рост составлял 180 см, то в космосе он увеличится до 185 см. Ученые считают, что из-за ослабления гравитации позвоночник космонавта расслабляется и расширяется.

Однако изменения роста человека являются временными, и через несколько месяцев после возращения на Землю, мы возвращаемся к изначальному росту.

2. Потеря костной массы

Каждые несколько месяцев проведенных в космосе, космонавты теряют 1-2 процента своей костной массы . Чаще всего они теряют костную массу в нижней части тела, особенно в поясничных позвонках и ногах. Это процесс известен, как космическая остеопения.

3. Нет отрыжки

Так как в состоянии невесомости нет подъемной силы, ничего не толкает пузырьки газа вверх в газированных напитках. Космонавты не могут отрыгнуть газ , и потому газированные напитки доставляют им немалый дискомфорт. К счастью, ученые уже разработали космическое пиво, с насыщенным вкусом, но без газов.

4. Постоянное потоотделение

Невесомость приводит к тому, что отсутствует естественная теплоотдача. При этом тепло тела не поднимается с кожи, и тело постоянно нагревается в попытке охладиться. Более того, так как постоянный поток пота не капает и не испаряется, он просто напросто накапливается.

5. Тошнота

Около половины всех космонавтов на начальном этапе своего путешествия испытывают так называемый синдром космической адаптации или космическую болезнь. Главными симптомами этого состояния являются тошнота, головокружение, а также зрительные иллюзии и дезориентация.

Космонавты в невесомости

6. Головная боль

Головная боль в космосе раньше считалась одним из симптомов космической болезни. Однако исследователи пришли к выводу, что это отдельное состояние, которое может появиться у совершенно здоровых людей, которые обычно не страдают от головной боли на Земле. Одним из объяснений является воздействие микрогравитации.

7. Жидкости тела распределяются иначе

Наше тело на 60 процентов состоит из воды. В условиях невесомости жидкости нашего тела начинают смещаться в верхнюю часть тела. В результате этого вены на шее вздуваются, лицо становится отечным, появляется заложенность в носу, которая может оставаться на протяжении всего полета.

8. Сердце может атрофироваться

Это другое состояние, связанное с распределением жидкости в теле. Космонавты в космосе теряют около 22 процентов объема крови. Так как при этом качается меньше крови, сердце может атрофироваться. Ослабленное сердце может привести к низкому кровяному давлению и проблеме ортостатической переносимости, или способности организма доставлять достаточно кислорода к мозгу, не вызывая обморок или головокружение.

9. Ухудшение зрения

Другой серьезной проблемой, связанной с невесомостью, является ухудшение зрения. Так половина космонавтов, бывших в орбитальных миссиях с 1989 года, сообщали об изменениях, связанных с близорукостью или дальнозоркостью. Исследования также выявили у космонавтов повышенное внутричерепное давление, что повлияло на изменения в оптическом нерве.

10. Измененение вкуса

Одним из эффектов невесомости также являются изменения чувства вкуса в космосе. Для некоторых космонавтов еда становится пресной, другие обнаруживают, что их любимые блюда уже не такие вкусные, а третьи начинают предпочитать еду, которую они обычно не ели. Причина этого пока не известна, но возможно это связанно с гиперемией, ухудшением качества пищи, а также со скукой.

Больше узнать о том, как космонавты спят, чистят зубы и даже плачут можно узнать в статье.

Пищеварение

Пищеварительные процессы на орбите практически не отличаются от земных. Гравитация и наше положение в пространстве не влияют на то, как еда проходит через организм: всё-таки рыбы и змеи едят в горизонтальном положении, а летучие мыши вообще висят вниз головой. Мышцы желудочно-кишечного тракта постоянно сокращаются и расслабляются, проталкивая еду дальше по пути ото рта до кишечника. Еда, конечно, может попробовать подняться наверх, но это же происходит и на поверхности Земли, где мы с такими ситуациями обычно справляемся.

Мозг

Циркадные ритмы - циклические колебания интенсивности биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи.

Одна из проблем, с которыми сталкивается космонавт, - это то, что на орбите нет разделения на день и ночь. Космонавты видят рассвет и закат по несколько раз за день, и потому им не на что полагаться, чтобы понять, когда нужно спать, а когда бодрствовать, кроме установленных правил и собственных ритмов. В итоге у них нарушается работа циркадных ритмов, что может привести к постоянному ощущению усталости и дискомфорта.

Микрогравитация - состояние, в котором ускорение, вызванное гравитацией, крайне незначительно, сама сила гравитации не изменяется.

Ещё одно испытание для нервной системы - условия микрогравитации. Мозг человека должен управлять конечностями в среде, где вертикальная ось тела больше не доминирует. На орбите нам становится сложнее делать хватательные движения: в невесомости легче промахнуться мимо нужного предмета, и это тоже вводит мозг в заблуждение. Мышцы двигаются по-новому и посылают в мозг сигналы, которые он не знает, как интерпретировать. В итоге центральная нервная система адаптируется к новым условиям, но на это может потребоваться до шести месяцев.

Иммунная система

Иммунная система ведёт себя нестабильно и в обычных условиях человеческой жизни. Стресс, неправильное питание, плохой сон - всё это может её ослабить. В NASA выяснили, что во время долгосрочных космических полётов иммунная система космонавтов также меняется. Некоторые иммунные клетки снижают уровень активности, другие её повышают (при этом они распределяются по организму, как и на Земле). Всё это приводит к тому, что вирусы, которые скрывались в организме, начинают проявляться, но без симптомов заболевания. Помимо этого, космонавты начинают страдать от аллергических реакций, а их кожа покрывается сыпью.

Исследования NASA выявили и другую особенность поведения иммунной системы. Цитокины, информационные протеины, которые поставляют иммунным клеткам данные о вторжении патогена, изменяют своё количество и поведение. Поэтому иммунная система и путается: она то засыпает, то активизируется. Специалисты считают, что эти изменения могут происходить из-за радиации, микрогравитации, изменённых циклов сна и бодрствования.

Репродуктивная система

Эндометриоз - распространённое гинекологическое заболевание, при котором клетки эндометрия (внутреннего слоя стенки матки) разрастаются за пределы этого слоя.

Многих интересует, как в десексуализированном пространстве космоса функционируют процессы, связанные с половой системой. В ранние годы космических программ, например, предполагалось, что менструации в космосе могут привести к нежелательным последствиям, поскольку в условиях микрогравитации жидкость может проникнуть в другие органы, вызвать боль и опасность эндометриоза. За десятилетия, которые женщины летают в космос, ни одной такой проблемы выявлено не было, однако это явление всё ещё считается неизученным.

Почти не изучен и вопрос зачатия в космосе (беременные люди на МКС не летают). Правда, эксперименты российских учёных на беременных крысах показали, что риск неправильного формирования костной ткани в условиях микрогравитации составляет от 13% до 17%, нервные сети полноценно формируются только в условиях нормального земного притяжения, это же касается и иммунной системы плода. Научная и профессиональная этика пока что не позволяет изучать развитие человеческого плода в космосе, поскольку риски для потенциальных космических матерей и детей слишком велики, но учёные понимают, что вопрос нужно исследовать, чтобы в будущем организовать полноценные космические путешествия.

Респираторная система

Закаченный внутрь МКС воздух помогает космонавтам дышать без помощи каких-либо устройств, но человек дышит на орбите всё равно не так, как на Земле. Учёные жалуются на то, что не хватает наблюдений за работой лёгких в космосе, но несмотря на это некоторые выводы о влиянии микрогравитации на дыхание всё-таки можно сделать. Основная проблема заключается в изменении кровообращения - целостность дыхательного процесса нарушается из-за неустойчивости движения крови в невесомости. Это приводит к тому, что респираторная система пропускает меньшие потоки воздуха, хотя это и не влияет на жизнеспособность организма. Из-за этого в количественном выражении уменьшается брюшной охват, но это не приводит к изменению паттернов дыхания.

Кровообращение

Система кровообращения приспособлена к земной гравитации. Сердце расположено высоко по отношению к остальным органам, чтобы лучше снабжать кровью верхнюю часть тела и, конечно же, мозг. Но больше крови всё равно поступает в нижнюю часть тела и меньше - в верхнюю. В условиях микрогравитации всё тело получает кровь (и остальные жидкости) в равном количестве. Из-за этого ноги становятся худее, а голова увеличивается в размерах. Это сбивает с толку организм: мозг получает сигналы об избытке жидкости в верхней части тела, и поэтому почки начинают активно удалять жидкость из организма, и человек не испытывает чувство жажды. Такое поведение тела может привести к обезвоживанию, если космонавт не заставляет себя пить, даже когда ему этого не хочется.

В итоге организм приспосабливается, но после возвращения на Землю кровообращение сложно адаптируется к естественным условиям. Ещё одна проблема, связанная с кровью в космосе, - это возможность проводить операции открытого типа так, чтобы вся кровь просто не улетала из организма человека. Чтобы решить этот вопрос, в NASA разработали специальную коробку, в которую помещают повреждённую часть тела. Она наполнена физиологическим раствором, и это не позволяет организму терять жидкости.

Кости и мышцы

Условия микрогравитации приводят к тому, что нагрузка на кости сводится к нулю. Многие кости, которым необходимо постоянное движение, его не получают. Из-за этого они становятся тоньше, поскольку кальций начинает выбрасываться в кровь. Долго находясь на орбите, некоторые люди теряют до 20% костной массы. В космосе это не доставляет неудобств, но после возвращения на Землю тело космонавта оказывается более хрупким. Почти то же самое происходит и с мышцами. Из-за уменьшения нагрузок (космонавту не нужно сопротивляться силе гравитации) мускулы постепенно атрофируются и истончаются. В результате снижаются силовые показатели и моторные способности, человек быстрее устаёт.

Эндокринная система

Исследование гормональных изменений во время космического полёта - очень сложный процесс. Причина не только в том, что эндокринология - далеко не до конца изученная область естественных наук. Эндокринологам сложно отличить влияние микрогравитации от влияния стресса во время взлёта, пребывания на орбите и посадки. К тому же не на ком проводить испытания и невозможно делать необходимое количество регулярных анализов.

Хотя кое-что об эндокринной системе во время пребывания в космосе известно . Например, по-другому работает гормон эритропоэтин, из-за чего у космонавтов чаще, чем у обычных людей, наблюдается анемия. Гормоны, связанные с положительными эмоциональными реакциями вроде допамина, почему-то активизируются. А из-за снижения физических нагрузок падает и чувствительность к инсулину, что может привести к непредсказуемым последствиям.

Кожный покров

Человеческая кожа постоянно регенерируется. Иными словами, человек линяет. За счёт гравитации кусочки мёртвой кожи отделяются от тела человека и оседают на земле. В условиях микрогравитации процесс идёт похожим образом до момента отделения кожи от тела. Быстрее всего кожа изнашивается на ступнях, и, когда космонавты снимают носки, они в иных случаях могут выпустить в пространство космической станции целое облако хлопьев из отмершего эпидермиса. Это не только мерзко, но ещё и опасно для здоровья соседей по МКС. У других космонавтов чужая кожа может вызвать аллергию, поэтому важно, чтобы на станции была хорошо настроена система вентиляции.