یکی از عجیبترین تغییراتی که بدن انسان در فضا تجربه میکند، افزایش قد است؛ پدیدهای که باعث شده روسیه همچنان برای هر فضانورد صندلیهای بازگشت سفارشی و دستساز تولید کند. دلیل این موضوع آن است که فضانوردان پس از ماهها اقامت در ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS)، ممکن است تا ۵ سانتیمتر بلندتر شوند و فرم ستون فقرات آنها نسبت به زمان پرتاب تغییر کند.
نمونه مشهور این اتفاق، «اسکات کلی» فضانورد ناسا بود که پس از ۳۴۰ روز حضور در فضا، هنگام بازگشت به زمین بهطور محسوسی از برادر دوقلوی خود، «مارک کلی»، بلندتر شده بود. البته این تغییر دائمی نبود و بدن او طی چند هفته تا چند ماه دوباره به حالت طبیعی بازگشت.
چرا ستون فقرات در فضا کشیده میشود؟
روی زمین، نیروی گرانش بهطور مداوم به ستون فقرات فشار وارد میکند. دیسکهای بین مهرهای که نقش ضربهگیر را دارند، در طول روز تحت فشار قرار گرفته و فشرده میشوند.
اما در محیط ریزگرانش، این فشار تقریباً از بین میرود. در نتیجه:
- دیسکهای بین مهرهای آب بیشتری جذب میکنند.
- فاصله بین مهرهها افزایش مییابد.
- انحنای طبیعی ستون فقرات کاهش پیدا میکند.
- قد فضانوردان چند سانتیمتر افزایش مییابد.
مطالعات ناسا نشان دادهاند که بیشتر این افزایش قد در هفتههای نخست حضور در مدار رخ میدهد.
مشکلی که مهندسان سایوز باید حل کنند
فضاپیمای روسی سایوز از فضای بسیار محدودی برخوردار است و فضانوردان هنگام بازگشت باید در صندلیهای مخصوصی به نام «کازبک» (Kazbek) قرار بگیرند.
این صندلیها وظیفه دارند هنگام فرود شدید کپسول روی زمین، فشار واردشده به ستون فقرات و لگن را جذب کنند. فرود سایوز اگرچه با چتر نجات و موتورهای کمکی انجام میشود، اما همچنان ضربهای مشابه یک تصادف کمسرعت خودرو ایجاد میکند.
به همین دلیل، هر صندلی باید دقیقاً متناسب با بدن فضانورد ساخته شود.
ساخت صندلی با قالبگیری از بدن فضانورد
چند هفته پیش از پرتاب، فضانوردان درون یک قالب مخصوص قرار میگیرند تا شکل دقیق پشت، شانهها و لگن آنها ثبت شود.
بر اساس این قالب، یک آستر اختصاصی برای صندلی ساخته میشود که تنها متعلق به همان فضانورد است. نکته جالب اینجاست که همان صندلی که فضانورد را به ایستگاه فضایی میبرد، ماهها بعد برای بازگرداندن او نیز استفاده میشود؛ در حالی که شکل ستون فقرات او در این مدت تغییر کرده است.
مهندسان چگونه با افزایش قد مقابله میکنند؟
روسها برای حل این مشکل از چند راهکار استفاده میکنند:
- فضای اضافی برای سر و بخش کمری در نظر گرفته میشود.
- از فومها و پدهای قابل تنظیم استفاده میشود.
- فضانوردان پیش از بازگشت، تنظیمات صندلی را در ایستگاه فضایی بررسی میکنند.
- در صورت نیاز، بخشهایی از فوم داخل صندلی در مدار تغییر داده میشود.
این اقدامات اهمیت زیادی دارند، زیرا در صورت حمایت نامناسب از ستون فقرات هنگام فرود، احتمال آسیبهای جدی و حتی شکستگی مهرهها وجود دارد.
بازگشت به زمین؛ شروع یک دردسر جدید
افزایش قد فضانوردان دائمی نیست. پس از بازگشت به زمین، گرانش دوباره دیسکهای ستون فقرات را فشرده میکند و بدن به تدریج به اندازه طبیعی خود بازمیگردد.
اما این فرایند همیشه بدون عارضه نیست. پژوهشها نشان دادهاند فضانوردان پس از مأموریتهای طولانیمدت بیشتر در معرض مشکلاتی مانند:
- فتق دیسک کمر
- دردهای مزمن ستون فقرات
- ضعف عضلات پشتیبان کمر
- اختلال در تعادل بدن
قرار میگیرند.
علاوه بر این، کاهش تراکم استخوان، ضعف عضلات، مشکلات قلبی-عروقی و اختلالات سیستم تعادلی نیز از دیگر پیامدهای اقامت طولانی در فضا هستند.
مأموریتهای آینده و چالش سفر به مریخ
اگرچه مأموریتهای کوتاهمدت مانند برنامههای قمری ناسا فرصت کافی برای بروز شدید این تغییرات را فراهم نمیکنند، اما سفرهای چندماهه به مریخ میتوانند چالشهای بزرگی برای سلامت فضانوردان ایجاد کنند.
دانشمندان اکنون با استفاده از آزمایشگاههای مینیاتوری و «تراشههای زیستی» که به فضا ارسال میشوند، در حال بررسی اثرات ریزگرانش بر سلولهای ستون فقرات هستند تا برای مأموریتهای آینده راهکارهای بهتری پیدا کنند.
افزایش قد فضانوردان شاید در نگاه اول پدیدهای جالب و حتی سرگرمکننده به نظر برسد، اما در واقع یکی از مهمترین چالشهای پزشکی سفرهای فضایی محسوب میشود. تداوم استفاده روسیه از صندلیهای سفارشی سایوز نشان میدهد که حتی در عصر فناوریهای پیشرفته، برخی مشکلات فیزیولوژیک هنوز نیازمند راهکارهای مهندسی بسیار دقیق و شخصیسازیشده هستند.
با نزدیک شدن انسان به مأموریتهای طولانیمدت در ماه و مریخ، درک بهتر تغییرات ستون فقرات و سیستم اسکلتی میتواند نقش مهمی در حفظ سلامت فضانوردان و موفقیت این مأموریتها ایفا کند.
