На основе обширных исследований, проведенных на борту Международной космической станции (МКС), известно, что микрогравитация вызывает потерю плотности мышц и костей и влияет на функцию органов, зрение и сердечно-легочную систему, пишет Universe Today.

Ученые предполагают, что после нескольких месяцев пребывания в условиях микрогравитации у астронавтов могут возникнуть проблемы с адаптацией к марсианской гравитации.

Чтобы определить, обоснованы ли эти опасения, группа экспертов по космической медицине из Австралийского национального университета (ANU) разработала математическую модель, позволяющую предсказать, смогут ли астронавты безопасно отправиться на Марс и выполнять свои обязанности после прибытия на Красную планету. Статья, описывающая эту модель, была опубликована в научном журнале npj Microgravity, издаваемом Nature.

Исследовательскую группу возглавил доктор Лекс Ван Лун, научный сотрудник Колледжа здоровья и медицины ANU. Он и его коллеги отмечают в своем исследовании, что потенциальные опасности для миссий, направляющихся на Марс, многочисленны, но наибольшая угроза, возможно, связана с временем, которое астронавты проведут в условиях микрогравитации. В сочетании с разрушительной солнечной радиацией это приведет к фундаментальным изменениям в их телах.

Как описал Ван Лун в пресс-релизе ANU, их исследования важны не только для предполагаемых миссий на Марс, но и для растущего коммерческого космического сектора: "Путешествие на Марс занимает от шести до семи месяцев, и за это время из-за невесомости может измениться структура кровеносных сосудов и сила сердца. С появлением коммерческих агентств, таких как Space X и Blue Origin, у богатых, но не всегда здоровых людей стало больше возможностей для полетов в космос. Математическая модель может поможет спрогнозировать, подходит ли человек для полета на Марс".

Соавтор Ван Луна, доктор Эмма Такер, астрофизик и регистратор скорой помощи, добавила, что длительное пребывание в невесомости может привести к тому, что сердце станет ленивым, потому что ему не нужно так усердно работать, чтобы преодолевать гравитацию и перекачивать кровь по всему телу: "Когда вы находитесь на Земле, гравитация притягивает жидкость к нижней половине нашего тела, поэтому у некоторых людей к концу для опухают ноги. Но когда вы отправляетесь в космос, гравитационное притяжение исчезает, жидкость смещается в верхнюю половину тела, и это приводит к тому, что организм думает, будто жидкости слишком много. В результате вы начинаете часто ходить в туалет, избавляясь от лишней воды, не чувствуете жажды и меньше пьете, а значит, обезвоживаетесь".

Именно поэтому, по словам Такер, астронавты, возвращающиеся с МКС, теряют сознание, когда снова ступают на Землю или нуждаются в транспортировке в инвалидных колясках. Чем дольше они остаются в космосе, тем больше вероятность того, что они упадут, когда вернутся на Землю, и тем сложнее будет процесс приспособления к земной гравитации.

Участник программы НАСА по исследованию близнецов Twins Study Скотт Келли провел на орбите более года и по возвращении испытывал ужасную боль, отеки и другие симптомы (как он описывал в своей книге Endurance: A Year in Space, a Lifetime of Discovery).

Когда дело доходит до миссий, направляющихся на Марс, возникает дополнительная трудность, связанная с задержкой сигнала, которая, в зависимости от расположения Солнца, Земли и Марса может длиться до 20 минут. Это означает, что астронавты должны иметь возможность выполнять свои обязанности без немедленной помощи со стороны диспетчеров миссии или вспомогательных бригад (включая неотложную медицинскую помощь).

Как объяснил Ван Лун, если астронавт при первом выходе из космического корабля на поверхность Марса потеряет сознание, помочь ему будет некому. "Вот почему мы должны быть абсолютно уверены, что он готов к полету и может адаптироваться к гравитационному полю Марса".

Математическая модель основана на алгоритме машинного обучения. Она использует данные астронавтов, собранные в ходе прошлых экспедиций на МКС и миссий "Аполлон". Модель может предсказывать ключевые гемодинамические изменения сердечно-сосудистой системы после длительного космического полета и в условиях различных гравитационных нагрузок. Результаты показали, что люди смогут функционировать даже после месяцев, проведенных в условиях микрогравитации.

Хотя текущая модель основана на данных, полученных от хорошо обученных астронавтов среднего возраста, исследователи надеются расширить ее возможности, включив данные о коммерческих космических полетах.

В конечном счете, их цель — создать модель, которая сможет имитировать воздействие длительного космического путешествия на относительно нездоровых людей с уже существующими сердечными заболеваниями (другими словами, на неподготовленных гражданских лиц). Ученые надеются, что эта модель даст более целостную картину того, что произойдет, если "обычный" человек отправится в космос.