Με μερικές χειραψίες, μια σύντομη φωτογράφιση και ένα χαιρετισμό, ο αστροναύτης της NASA, Frank Rubio, αποχαιρέτησε το διάστημα που ήταν το σπίτι του για 371 ημέρες. Η αναχώρησή του από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) και η επιστροφή του στη Γη τον Οκτώβριο του 2023 σηματοδότησε το τέλος της μεγαλύτερης διαστημικής πτήσης Αμερικανού μέχρι σήμερα.

Ο χρόνος παραμονής του σε τροχιά – ο οποίος ξεπέρασε το προηγούμενο ρεκόρ των ΗΠΑ των 355 συνεχόμενων ημερών – παρατάθηκε τον Μάρτιο του 2023, αφού το διαστημόπλοιο με το οποίο θα επέστρεφε μαζί με τους συντρόφους του, παρουσίασε διαρροή ψυκτικού υγρού. Οι επιπλέον μήνες στο διάστημα επέτρεψαν στον Rubio να πραγματοποιήσει συνολικά 5.963 περιφορές γύρω από τη Γη, διανύοντας 157,4 εκατομμύρια μίλια (253,3 εκατομμύρια χιλιόμετρα).

Ακόμα κι έτσι, του έλειπαν περίπου δύο μήνες από το ρεκόρ της μεγαλύτερης διαστημικής πτήσης ανθρώπου – ο Ρώσος κοσμοναύτης Valeri Polyakov πέρασε 437 ημέρες στον διαστημικό σταθμό Mir στα μέσα της δεκαετίας του 1990.

Και τον Σεπτέμβριο του 2024, δύο Ρώσοι κοσμοναύτες – ο Oleg Kononenko και ο Nikolai Chub – έσπασαν το ρεκόρ για τη μεγαλύτερη παραμονή στον ISS, αφού πέρασαν 374 ημέρες σε τροχιά. Το ζεύγος αναχώρησε από τον ISS με το διαστημόπλοιο Soyuz MS-25 μαζί με την Αμερικανίδα αστροναύτη Tracy Dyson, η οποία είχε περάσει έξι μήνες στον ISS. Με ένα τεράστιο χαμόγελο στο πρόσωπό του, ο Kononenko σήκωσε διπλά τους αντίχειρες καθώς τον βοήθησαν να βγει από την κάψουλα επανεισόδου αφού αυτή επέστρεψε στη Γη μέσα σε ένα σύννεφο σκόνης κοντά στην απομακρυσμένη πόλη Dzhezkazgan στη στέπα του Καζακστάν. Τώρα κατέχει επίσης το ρεκόρ για τον μεγαλύτερο συνολικό χρόνο παραμονής στο διάστημα – συνολικά 1.111 ημέρες σε τροχιά.

Οι Kononenko και Chub διένυσαν περισσότερα από 158 εκατομμύρια μίλια κατά τη διάρκεια των 5.984 περιφορών τους γύρω από τη Γη στην τελευταία αποστολή στον ISS. Όμως το να περνούν τόσο πολύ χρόνο στο περιβάλλον χαμηλής βαρύτητας του διαστημικού σταθμού επιβάρυνε το σώμα τους, οπότε χρειάστηκε να τους βγάλουν από την κάψουλα οι ομάδες ανέλκυσης.

Το παρατεταμένο ταξίδι στο διάστημα του Rubio παρέχει πολύτιμες πληροφορίες για το πώς οι άνθρωποι μπορούν να αντιμετωπίσουν τις διαστημικές πτήσεις μεγάλης διάρκειας και πώς μπορούν να αντιμετωπιστούν καλύτερα τα προβλήματα που μπορεί να παρουσιάσουν. Είναι ο πρώτος αστροναύτης που συμμετέχει σε μια μελέτη που εξετάζει πώς η άσκηση με περιορισμένο εξοπλισμό γυμναστικής μπορεί να επηρεάσει το ανθρώπινο σώμα.

Αλλά πέρα από τα προβλήματα διατήρησης της φυσικής κατάστασης, τι ακριβώς κάνει το διαστημικό ταξίδι στο ανθρώπινο σώμα;

Μύες και οστά

Χωρίς τη συνεχή έλξη της βαρύτητας στα άκρα μας, η μυϊκή και οστική μάζα αρχίζει γρήγορα να μειώνεται στο διάστημα. Περισσότερο επηρεάζονται οι μύες που βοηθούν στη διατήρηση της στάσης του σώματός μας στην πλάτη, τον αυχένα, τις γάμπες και τους τετρακέφαλους. Μετά από μόλις δύο εβδομάδες, η μυϊκή μάζα μπορεί να μειωθεί έως και κατά 20%, ενώ σε μεγαλύτερες αποστολές διάρκειας τριών έως έξι μηνών μπορεί να μειωθεί κατά 30%.

Ομοίως, επειδή οι αστροναύτες δεν υποβάλλουν τον σκελετό τους σε τόσο μεγάλη μηχανική καταπόνηση όσο όταν υπόκεινται στη γήινη βαρύτητα, τα οστά τους αρχίζουν επίσης να απομεταλλώνονται και να χάνουν την αντοχή τους. Οι αστροναύτες μπορούν να χάσουν 1-2% της οστικής τους μάζας κάθε μήνα που περνούν στο διάστημα και έως και 10% σε διάστημα έξι μηνών (στη Γη, οι ηλικιωμένοι άνδρες και γυναίκες χάνουν οστική μάζα με ρυθμό 0,5%-1% κάθε χρόνο).

Αυτό μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο να υποστούν κατάγματα και να αυξήσει τον χρόνο που απαιτείται για την επούλωση. Μπορεί να χρειαστούν έως και τέσσερα χρόνια για να επανέλθει η οστική τους μάζα στο φυσιολογικό επίπεδο μετά την επιστροφή τους στη Γη. Για να το καταπολεμήσουν αυτό, οι αστροναύτες κάνουν 2,5 ώρες την ημέρα άσκηση και εντατική προπόνηση ενώ βρίσκονται σε τροχιά στον ISS. Λαμβάνουν επίσης συμπληρώματα διατροφής για να διατηρήσουν τα οστά τους όσο το δυνατόν πιο υγιή.

Μια πρόσφατη μελέτη, ωστόσο, υπογράμμισε ότι ακόμη και αυτό το καθεστώς άσκησης δεν ήταν αρκετό για να αποτρέψει τις απώλειες στη λειτουργία και το μέγεθος των μυών. Συνιστούσε να εξεταστεί κατά πόσον τα υψηλότερα φορτία στις ασκήσεις αντίστασης και η διαλειμματική προπόνηση υψηλής έντασης θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αντιμετώπιση αυτής της μυϊκής απώλειας.

Η έλλειψη βαρύτητας που έλκει το σώμα τους, μπορεί επίσης να σημαίνει ότι οι αστροναύτες γίνονται ελαφρώς πιο ψηλοί επειδή η σπονδυλική τους στήλη επιμηκύνεται ελαφρώς. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα, όπως πόνος στην πλάτη κατά την παραμονή στο διάστημα και ολίσθηση των δίσκων όταν επιστρέψουν στη Γη.

Απώλεια βάρους

Παρόλο που το βάρος σημαίνει πολύ λίγα πράγματα κατά την παραμονή σε τροχιά – το περιβάλλον μικροβαρύτητας σημαίνει ότι οτιδήποτε δεν είναι προσδεδεμένο μπορεί να αιωρείται ελεύθερα στο χώρο του ISS, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπινων σωμάτων – η διατήρηση ενός υγιούς βάρους αποτελεί πρόκληση κατά την παραμονή σε τροχιά. Παρόλο που η Nasa προσπαθεί να διασφαλίσει ότι οι αστροναύτες της έχουν ένα ευρύ φάσμα θρεπτικών τροφών, συμπεριλαμβανομένων των φύλλων σαλάτας που καλλιεργούνται στον διαστημικό σταθμό, μπορεί ακόμα να επηρεάσει το σώμα ενός αστροναύτη.

Ο Scott Kelly, αστροναύτης της Nasa, ο οποίος συμμετείχε στην πιο εκτεταμένη μελέτη των επιπτώσεων των μακροχρόνιων διαστημικών πτήσεων (παραμένοντας στον ISS για 340 ημέρες, ενώ ο δίδυμος αδερφός του παρέμεινε στη Γη) έχασε το 7% της μάζας του σώματός του ενώ βρισκόταν σε τροχιά.

Στη Γη, η βαρύτητα βοηθάει στο να σπρώχνει το αίμα στο σώμα μας προς τα κάτω, ενώ η καρδιά το αντλεί ξανά προς τα πάνω. Στο διάστημα, ωστόσο, η διαδικασία αυτή διαταράσσεται (αν και το σώμα προσαρμόζεται κάπως) και το αίμα μπορεί να συσσωρευτεί στο κεφάλι περισσότερο από ό,τι θα συνέβαινε κανονικά. Μέρος αυτού του υγρού μπορεί να συγκεντρωθεί στο πίσω μέρος του ματιού και γύρω από το οπτικό νεύρο, οδηγώντας σε οίδημα.

Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στην όραση, όπως μειωμένη ευκρίνεια και δομικές αλλαγές στο ίδιο το μάτι. Αυτές οι αλλαγές μπορεί να αρχίσουν να εμφανίζονται μετά από μόλις δύο εβδομάδες στο διάστημα, αλλά όσο περνάει αυτός ο χρόνος, ο κίνδυνος αυξάνεται. Ορισμένες από τις αλλαγές στην όραση αντιστρέφονται εντός περίπου ενός έτους από την επιστροφή των αστροναυτών στη Γη, αλλά άλλες μπορεί να είναι μόνιμες.

Η έκθεση στις γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες και τα ενεργητικά ηλιακά σωματίδια μπορεί επίσης να οδηγήσει σε άλλα οφθαλμικά προβλήματα.

Νευρική ανακατάταξη

Μετά τη μακρά παραμονή του στον ISS, ωστόσο, διαπιστώθηκε ότι οι γνωστικές επιδόσεις του Kelly είχαν αλλάξει ελάχιστα και είχαν παραμείνει σχετικά ίδιες με εκείνες του αδελφού του στο έδαφος. Ωστόσο, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η ταχύτητα και η ακρίβεια των γνωστικών επιδόσεων του Kelly μειώθηκαν για περίπου έξι μήνες μετά την προσγείωσή του, πιθανώς καθώς ο εγκέφαλός του επαναπροσαρμόστηκε στη βαρύτητα της Γης και στον πολύ διαφορετικό τρόπο ζωής του στην πατρίδα.

Μια μελέτη σχετικά με έναν Ρώσο κοσμοναύτη που πέρασε 169 ημέρες στον ISS το 2014 αποκάλυψε επίσης ότι φαίνεται να συμβαίνουν κάποιες αλλαγές στον ίδιο τον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια της παραμονής του σε τροχιά. Διαπιστώθηκε ότι υπήρξαν αλλαγές στα επίπεδα νευρικής συνδεσιμότητας σε τμήματα του εγκεφάλου που σχετίζονται με την κινητική λειτουργία – με άλλα λόγια, την κίνηση – και επίσης στον αιθουσαίο φλοιό, ο οποίος παίζει σημαντικό ρόλο στον προσανατολισμό, την ισορροπία και την αντίληψη της κίνησής μας.

Αυτό ίσως δεν προκαλεί έκπληξη δεδομένης της ιδιόμορφης φύσης της έλλειψης βαρύτητας κατά τη διάρκεια της παραμονής στο διάστημα- οι αστροναύτες πρέπει συχνά να μάθουν πώς να κινούνται αποτελεσματικά χωρίς τη βαρύτητα να τους αγκυρώνει σε οτιδήποτε και να προσαρμόζονται σε έναν κόσμο όπου δεν υπάρχει ούτε πάνω ούτε κάτω.

Φιλικά βακτήρια

Από τις έρευνες των τελευταίων ετών προκύπτει ότι ένα σημαντικό κλειδί για την καλή υγεία είναι η σύνθεση και η ποικιλομορφία των μικροοργανισμών που ζουν μέσα και πάνω στο σώμα μας. Αυτός ο μικροβιόκοσμος μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο χωνεύουμε τις τροφές, να επηρεάσει τα επίπεδα φλεγμονής στο σώμα μας και να μεταβάλει ακόμη και τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί ο εγκέφαλός μας.

Οι ερευνητές που εξέτασαν τον Kelly μετά το ταξίδι του στον ISS διαπίστωσαν ότι τα βακτήρια και οι μύκητες που ζούσαν στο έντερό του είχαν αλλάξει πολύ σε σχέση με πριν πετάξει στο διάστημα. Αυτό ίσως να μην είναι εντελώς περίεργο, δεδομένης της πολύ διαφορετικής τροφής που έτρωγε και της αλλαγής των ανθρώπων με τους οποίους περνούσε τις μέρες του (λαμβάνουμε μια τρομακτική ποσότητα μικροοργανισμών του εντέρου και του στόματος από τους ανθρώπους με τους οποίους ζούμε μαζί). Αλλά η έκθεση σε ακτινοβολία και η χρήση ανακυκλωμένου νερού, μαζί με τις αλλαγές στη σωματική του δραστηριότητα, θα μπορούσαν επίσης να έχουν παίξει ρόλο.

Δέρμα

Παρόλο που έχουν υπάρξει πλέον πέντε αστροναύτες της Nasa που έχουν περάσει περισσότερες από 300 ημέρες σε τροχιά, πρέπει να ευχαριστήσουμε και πάλι τον Kelly για τις γνώσεις σχετικά με το δέρμα του ενώ βρισκόταν σε τροχιά. Διαπιστώθηκε ότι το δέρμα του είχε αυξημένη ευαισθησία και εξάνθημα για περίπου έξι ημέρες μετά την επιστροφή του από τον διαστημικό σταθμό. Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι η έλλειψη δερματικής διέγερσης κατά τη διάρκεια της αποστολής μπορεί να συνέβαλε στο δερματικό εξάνθημα.

Γονίδια

Ένα από τα πιο σημαντικά ευρήματα από το παρατεταμένο ταξίδι του Kelly στο διάστημα ήταν οι επιπτώσεις που είχε στο DNA του. Στο τέλος κάθε σκέλους του DNA υπάρχουν δομές γνωστές ως τελομερή, οι οποίες πιστεύεται ότι βοηθούν στην προστασία των γονιδίων μας από βλάβες. Καθώς γερνάμε, αυτά μικραίνουν, αλλά η έρευνα στον Kelly και σε άλλους αστροναύτες αποκάλυψε ότι τα διαστημικά ταξίδια φαίνεται να μεταβάλλουν το μήκος αυτών των τελομερών.

«Το πιο εντυπωσιακό, ωστόσο, ήταν η διαπίστωση ότι τα τελομερή ήταν σημαντικά μακρύτερα κατά τη διάρκεια των διαστημικών πτήσεων», λέει η Σούζαν Μπέιλι, καθηγήτρια περιβαλλοντικής και ακτινολογικής υγείας στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, η οποία συμμετείχε στην ομάδα που μελέτησε τον Kelly και τον αδελφό του.

«Επίσης απροσδόκητο ήταν ότι το μήκος των τελομερών μειώθηκε γρήγορα κατά την επιστροφή στη Γη για όλα τα μέλη του πληρώματος. Με ιδιαίτερη σημασία για τη μακροπρόθεσμη πορεία της υγείας και της γήρανσης, οι αστροναύτες είχαν γενικά πολύ περισσότερα σύντομα τελομερή μετά τη διαστημική πτήση από ό,τι πριν».

Sarah Gillis

Το γιατί ακριβώς συμβαίνει αυτό, λέει, είναι ακόμη υπό διαλεύκανση. «Έχουμε κάποιες ενδείξεις, αλλά πρόσθετα μέλη πληρώματος μακράς διάρκειας – όπως ο Rubio, ο οποίος πέρασε ένα χρόνο στο διάστημα – θα είναι ζωτικής σημασίας για τον πραγματικό χαρακτηρισμό και την κατανόηση αυτής της αντίδρασης και των πιθανών αποτελεσμάτων για την υγεία».

Μια πιθανή αιτία θα μπορούσε να είναι η έκθεση στο σύνθετο μείγμα ακτινοβολίας κατά την παραμονή στο διάστημα. Οι αστροναύτες που υφίστανται μακροχρόνια έκθεση ενώ βρίσκονται σε τροχιά εμφανίζουν σημάδια βλάβης του DNA, προσθέτει.

Υπήρξαν επίσης κάποιες αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση – ο μηχανισμός που διαβάζει το DNA για την παραγωγή πρωτεϊνών στα κύτταρα – που παρατηρήθηκαν στον Kelly και μπορεί να σχετίζονται με το ταξίδι του στο διάστημα. Ορισμένες από αυτές αφορούσαν την αντίδραση του οργανισμού στη βλάβη του DNA, τον σχηματισμό των οστών και την αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος στο στρες. Οι περισσότερες από αυτές τις αλλαγές, ωστόσο, είχαν επανέλθει στο φυσιολογικό εντός έξι μηνών από την επιστροφή του στη Γη.

Ανοσοποιητικό σύστημα

Τον Ιούνιο του 2024, μια νέα μελέτη ανέδειξε κάποιες πιθανές διαφορές μεταξύ του τρόπου με τον οποίο το ανοσοποιητικό σύστημα ανδρών και γυναικών αστροναυτών ανταποκρίνεται στις διαστημικές πτήσεις. Χρησιμοποιώντας δεδομένα γονιδιακής έκφρασης από δείγματα που ελήφθησαν από το πλήρωμα της αποστολής SpaceX Inspiration 4, το οποίο πέρασε λιγότερο από τρεις ημέρες σε τροχιά το φθινόπωρο του 2021, εντόπισε αλλαγές σε 18 πρωτεΐνες που σχετίζονται με το ανοσοποιητικό σύστημα, τη γήρανση και τη μυϊκή ανάπτυξη.

Συγκρίνοντας τη γονιδιακή τους δραστηριότητα με εκείνη 64 άλλων αστροναυτών σε προηγούμενες αποστολές, η μελέτη διαπίστωσε στην έκφραση τριών πρωτεϊνών που παίζουν ρόλο στη φλεγμονή σε σχέση με πριν από την πτήση. Οι άνδρες έτειναν να είναι πιο ευαίσθητοι στη διαστημική πτήση, με περισσότερες διαταραχές στη γονιδιακή τους δραστηριότητα και χρειάστηκαν περισσότερο χρόνο για να επανέλθουν σε φυσιολογική κατάσταση μετά την επιστροφή τους στη Γη.

Συγκεκριμένα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η γονιδιακή δραστηριότητα δύο πρωτεϊνών, γνωστές ως ιντερλευκίνη-6, η οποία βοηθά στον έλεγχο των επιπέδων φλεγμονής στο σώμα, και ιντερλευκίνη-8, η οποία παράγεται για να οδηγήσει τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος σε σημεία μόλυνσης, επηρεάστηκε περισσότερο στους άνδρες σε σύγκριση με τις γυναίκες. Μια άλλη πρωτεΐνη, που ονομάζεται φιρβρινογόνο, η οποία εμπλέκεται στην πήξη του αίματος, επηρεάστηκε επίσης περισσότερο στους άνδρες αστροναύτες.

Ωστόσο, οι ερευνητές λένε ότι πρέπει ακόμη να διαλευκάνουν γιατί οι γυναίκες φαίνεται να είναι λιγότερο ευαίσθητες σε αυτές τις συγκεκριμένες επιπτώσεις των διαστημικών πτήσεων, αλλά θα μπορούσε να σχετίζεται με την αντίδρασή τους στο στρες.

Ο Kelly έλαβε μια σειρά εμβολίων πριν, κατά τη διάρκεια και μετά το ταξίδι του στο διάστημα και το ανοσοποιητικό του σύστημα βρέθηκε να αντιδρά κανονικά. Αλλά η έρευνα της Bailey διαπίστωσε ότι οι αστροναύτες καταγράφουν κάποιες μειώσεις στον αριθμό των λευκών αιμοσφαιρίων, οι οποίες συμβαδίζουν με τις δόσεις ακτινοβολίας που λαμβάνουν κατά τη διάρκεια της παραμονής τους σε τροχιά.

Υπάρχουν ακόμη πολλά ερωτήματα που πρέπει να απαντηθούν, ωστόσο, σχετικά με τις επιπτώσεις που μπορεί να έχουν τα διαστημικά ταξίδια σε ένα δίποδο, μεγαλόσωμο είδος που εξελίχθηκε για να ζει στη Γη. Καθώς οι ερευνητές εξετάζουν τις ιατρικές εξετάσεις, τα δείγματα αίματος και τις σαρώσεις του Rubio μετά τις 371 ημέρες παραμονής του στο διάστημα, αναμφίβολα θα ελπίζουν ότι θα μάθουν περισσότερα.

Με πληροφορίες από BBC

Tags