10 Astronaut Gezondheidsrisico's die Deep Space Missions bedreigen

Sommige ernstige gezondheidsrisico's worden weergegeven voor astronauten die op een maanbasis leven of op deep space-missies gaan. Velen bedreigen het leven van de astronauten, en tenminste één kan alle deep-space missies in de nabije toekomst in gevaar brengen.

10 Cardiale problemen

Een studie uit 2014 onder 12 astronauten wees uit dat het hart 9,4 procent meer bolvormig wordt na langdurige blootstelling aan microzwaartekracht of gewichtloosheid in de ruimte. Dit kan hartproblemen veroorzaken, vooral tijdens een deep space-vlucht naar Mars.

"Het hart werkt niet zo hard in de ruimte, wat een verlies van spiermassa kan veroorzaken," zei Dr. James Thomas van NASA. "Dat kan ernstige gevolgen hebben na de terugkeer naar de aarde, dus we onderzoeken of er maatregelen kunnen worden genomen om dat verlies te voorkomen of tegen te gaan."

Tot nu toe keert de vormverandering terug nadat de astronauten terug naar de aarde zijn gekomen. Maar niemand weet wat de langetermijneffecten zullen zijn. Artsen weten al dat astronauten duizelig worden wanneer ze terugkeren naar de aarde. Soms zal een plotselinge bloeddrukdaling ervoor zorgen dat ze flauwvallen wanneer ze opstaan. Sommige astronauten ervaren ook aritmieën in de ruimte.

De onderzoekers moeten trainingsregimes ontwikkelen om astronauten in de diepe ruimte te beschermen tegen deze effecten. Bepaalde mensen op aarde, zoals die op bedrust of met hartfalen, kunnen ook baat hebben bij dit soort oefeningen.

Een nieuwe vijf jaar durende studie is ook aan de gang om te bepalen of de ruimte de ontwikkeling van atherosclerose bij astronauten kan versnellen.

9Drinkende en psychische problemen

Hoewel de NASA een anoniem onderzoek naar de gezondheid van zijn astronauten uitvoerde en uiteindelijk zorgen over overmatig alcoholgebruik verwierp, werden in 2007 beweerd dat gedronken astronauten van de NASA in twee afzonderlijke incidenten op de spaceshuttle en een Russisch Sojoez-ruimtevaartuig mogen vliegen. Dit gebeurde hoewel vluchtchirurgen en andere astronauten naar verluidt hun veiligheidsproblemen bij lokale managers brachten.

Destijds verbood het beleid van de NASA 12 uur drinken voordat astronauten met trainingsstralen vlogen. Het beleid zou ook gelden voor ruimtevluchten. Om enige twijfel te voorkomen, maakte de NASA zijn "bottle to throttle" regel officieel nadat een onafhankelijk panel de kwestie had beoordeeld.

Een gepensioneerde astronaut, Mike Mullane, zei dat sommige astronauten alcohol drinken voor een vlucht om zichzelf uit te drogen en het aftellen te maken om comfortabeler op hun blazen te lanceren.

Psychologische problemen hebben zich ook in de ruimte voorgedaan. Tijdens de Skylab 4-missie werden astronauten zo misselijk van missionaire controle dat ze hun radio uitzetten en NASA een dag lang negeerden. Onderzoekers bestuderen nu de potentiële effecten van een langere, meer stressvolle deep space-missie naar Mars.

8 Slaapgebreken en gebruik van slaapmiddelen

Een 10-jarig slaaponderzoek toonde aan dat astronauten weken voor en tijdens hun ruimtemissies niet genoeg slaap krijgen. Drie van de vier gebruiken ook slaapmedicatie, wat gevaarlijk kan zijn bij het gebruik van het ruimtevaartuig of andere apparatuur. Dit heeft vooral te maken met het feit dat alle astronauten op een missie hetzelfde medicijn op hetzelfde moment gebruiken, vooral als ze moeten ontwaken voor een noodalarm.

NASA plant 8,5 uur slaap per nacht voor astronauten, maar de meesten krijgen maar ongeveer zes uur tijdens hun missies. Ze krijgen ook elke nacht minder dan 6,5 uur slaap tijdens de drie maanden training voorafgaand aan een vlucht.

"Toekomstige ... missies naar de maan, Mars of verder zullen ontwikkeling van effectievere tegenmaatregelen vereisen om de slaap te bevorderen tijdens ruimtevluchten om de menselijke prestaties te optimaliseren," zei senior studie auteur Dr. Charles Czeisler. "Deze maatregelen kunnen planningwijzigingen, strategisch getimede blootstelling aan specifieke golflengten van licht en gedragsstrategieën omvatten om voldoende slaap te garanderen, wat essentieel is voor het behoud van gezondheid, prestaties en veiligheid."

7 Gehoorverlies

Studies hebben aangetoond dat zelfs één shuttle-missie een aanzienlijk tijdelijk gehoorverlies en een kleiner permanent gehoorverlies kan veroorzaken, meestal op de hogere frequenties die betrokken zijn bij het horen van spraak. Bemanningen aan boord van de Sovjet Salyut 7 en de Russische Mir-ruimtestations registreerden ook tijdelijke en permanente gehoorverliezen nadat ze waren teruggekeerd. Nogmaals, hogere frequenties waren het meest getroffen.

Op het internationale ruimtestation moesten astronauten aanvankelijk de oordopjes dragen. Maar NASA ontwikkelde manieren om de geluidsniveaus te verminderen met akoestische vulling voor de muren en stillere ventilators, naast andere maatregelen.

Naast de geluidsniveaus omvatten andere factoren die kunnen bijdragen aan gehoorverlies in de ruimte atmosferische verontreinigingen, hogere intracraniale druk en hogere koolstofdioxidewaarden.

In 2015 zal NASA bestuderen hoe gehoorverlies kan worden voorkomen tijdens een eenjarige missie naar het internationale ruimtestation met twee bemanningsleden. Ze willen zien hoeveel gehoor ze kunnen behouden voor deze personen en bepalen een acceptabel risico voor gehoorverlies. Uiteindelijk willen ze uitzoeken hoe ze gehoorverlies kunnen minimaliseren over het leven van een astronaut, niet slechts één missie.

6Kidney Stones

Ongeveer 1 op de 10 mensen ontwikkelt een niersteen tijdens hun leven op aarde. Maar dat risico is veel groter voor astronauten in de ruimte, omdat botten in een gewichtloze omgeving demineraliseren. Dat releases zouten zoals calciumfosfaat in het bloed. Door zich te concentreren in de nieren, kunnen deze zouten stenen vormen die variëren van microscopisch tot zo groot als een walnoot. Nierstenen kunnen ondraaglijke pijn veroorzaken. Maar het is ook mogelijk dat de nier stopt met werken als een steen de buis blokkeert die het orgel afvoert.

Voor astronauten wordt het risico groter omdat microzwaartekracht ook een vermindering van het bloedvolume veroorzaakt.Bovendien drinken veel astronauten niet de 2 liter (0,5 gal) water die nodig is om volledig gehydrateerd te blijven en de stenen in hun urine te laten.

Ten minste 14 Amerikaanse astronauten ontwikkelden nierstenen kort nadat hun missies waren beëindigd. En in 1982 verdubbelde een Sovjetkosmonaut twee dagen lang in ondraaglijke pijn op het ruimtestation Salyut 7 terwijl zijn ploegmaat hulpeloos toekeek. Voordat de Sovjets in staat waren om een ​​redding te lanceren voor wat volgens hen blindedarmontsteking was, passeerde de kosmonaut een steentje in zijn urine.

Wetenschappers hebben gewerkt aan een echografie-apparaat ter grootte van een desktopcomputer om nierstenen te detecteren en ze uit de nieren te duwen met korte uitbarstingen van geluidsgolven.

5 Longen en stof

Hoewel we niet weten welke effecten stof van andere planeten of asteroïden op onze astronauten zullen hebben, weten we dat maanstof problemen veroorzaakte bij hun maanmissies.

Het gevaarlijkste effect kan op de longen zijn als de fijne deeltjes van maanstof worden ingeademd. Extreem scherpgerande maanstof kan het hart en de longen beschadigen, met effecten variërend van ontsteking tot een verhoogd risico op kanker. Het lijkt een beetje op het inademen van asbest.

Dit scherpgerande stof kan ook irritatie en schaafwonden op de huid veroorzaken. In feite is het bekend om meerdere lagen op een laars van Kevlar-achtig materiaal te slijten. Maanstof kan ook het hoornvlies van het oog van een astronaut krassen, waardoor een bijzonder ernstige noodsituatie in de ruimte ontstaat.

Maar onderzoekers geven toe dat ze de voorwaarden van de maan niet kunnen dupliceren voor hun tests. Op aarde bevinden de stofdeeltjes zich bijvoorbeeld niet langer in een vacuüm of worden ze blootgesteld aan straling. Alleen meer onderzoeken die op de maan worden uitgevoerd, in plaats van in een laboratorium, zullen wetenschappers de rest van de informatie geven die ze nodig hebben over de toxiciteit voor maanstof.

4Confused Immuunsysteem

Op aarde veranderen onze immuunsystemen als we niet genoeg slaap of voeding krijgen of als we te veel stress hebben. Het immuunsysteem van astronauten op lange missies lijkt te veranderen terwijl ze in de ruimte zijn, waardoor een gewone verkoudheid of de griep een potentieel ernstig gezondheidsrisico vormt.

De verdeling van immuuncellen verandert niet veel. Maar de werking van de cellen kan hoger of lager zijn dan normaal, waardoor het immuunsysteem verward wordt. Wanneer de functie van de immuuncel verslapt, kunnen slapende virussen in een menselijk lichaam opnieuw worden geactiveerd, echter zonder ziekteverschijnselen. Wanneer de celfunctie overstuurt, reageert het immuunsysteem overdreven en veroorzaakt allergieën en huiduitslag.

"Dingen zoals straling, microben, stress, microzwaartekracht, veranderde slaapcycli en isolatie kunnen allemaal een effect hebben op het immuunsysteem van het bemanningslid," zei NASA-immunoloog Brian Crucian. "Als de situatie aanhoudt voor langere deep space-missies, kan dit mogelijk het risico op infectie, overgevoeligheid of auto-immuunaangelegenheden voor astronauten voor exploratie vergroten."

Indien nodig zal NASA nieuwe soorten stralingsafscherming, voedingssupplementen en medicijnen gebruiken om deze veranderingen aan het immuunsysteem tegen te gaan.

Risico's met betrekking tot straling

Een extreem ongewone en langdurige afwezigheid van zonneactiviteit veroorzaakt gevaarlijke stralingsniveaus in de ruimte. Niets zoals dit is al bijna 100 jaar zichtbaar. "Hoewel deze omstandigheden niet noodzakelijkerwijs een showstopper zijn voor langdurige missies naar de maan, een asteroïde of zelfs Mars, blijft galactische kosmische straling in het bijzonder een belangrijke en verslechterende factor die de duur van de missie beperkt," verklaarde Nathan Schwadron van het UNH Institute for de studie van aarde, oceanen en ruimte.

De effecten van dit type blootstelling variëren van stralingsziekte tot kanker en orgaanschade. Deze stralingsniveaus zullen ook het aantal toegestane dagen achter de afscherming van een ruimtevaartuig met 20 procent verminderen.

Eén missie naar Mars kan een astronaut blootstellen aan tweederde van zijn of haar veilige levenslange limiet van straling. Deze straling kan menselijk DNA beschadigen en het kankerrisico vergroten. "In termen van geaccumuleerde dosis is het net of je elke vijf of zes dagen een CT-scan van het hele lichaam krijgt," zei wetenschapper Cary Zeitlin.

2Cognitieve problemen

Bij het simuleren van diepe ruimtecondities ontdekten wetenschappers dat blootstelling aan deeltjes met hoge energie, zelfs in lage doses, ratten ertoe aan zette langzamer te reageren en te worden afgeleid. De ratten toonden ook eiwitveranderingen in hun hersenen.

Maar niet elke rat werd op dezelfde manier beïnvloed. Als dat waar is voor astronauten, denken de onderzoekers dat ze een biologische marker kunnen ontwerpen om te voorspellen welke astronauten deze effecten zullen ervaren. Dan zouden ze misschien de effecten van straling voor die mensen kunnen verminderen.

Een meer ernstige zorg is de ziekte van Alzheimer. "Blootstelling aan stralingsniveaus gelijk aan een missie naar Mars kan cognitieve problemen veroorzaken en veranderingen in de hersenen versnellen die samenhangen met de ziekte van Alzheimer," zei neurowetenschapper Kerry O'Banion. Hoe meer tijd in de ruimte, hoe groter het risico voor de astronaut.

De enige lichtpunt is dat de wetenschappers een worstcasescenario hebben getest. Ze overstroomden de ratten met de volledige hoeveelheid straling van een hele missie tegelijk. Astronauten zouden gedurende drie jaar aan dat stralingsbedrag worden blootgesteld. Het menselijk lichaam kan zich aanpassen aan de kleinere doses.

Ook kunnen kunststoffen en andere lichtgewicht materialen astronauten meer bescherming bieden tegen straling dan aluminium momenteel doet.

1Vision-verlies

Sommige astronauten hebben vanaf hun tijd in de ruimte ernstige, permanente zichtproblemen ontwikkeld. Hoe langer de missie, hoe groter de kans op verandering. Van de 300 Amerikaanse astronauten die sinds 1989 werden onderzocht, ontwikkelden zich zichtproblemen in 29 procent van die op missies van twee weken en maar liefst 60 procent van degenen die enkele maanden op het internationale ruimtestation doorbrachten.

Artsen van de University of Texas voerden hersenscans uit op 27 astronauten die al meer dan een maand in de ruimte waren. Bij meer dan 25 procent was de achterkant van een of beide ogen afgeplat. Dit verkort de aangedane oogbal, waardoor de persoon meer verziend is. Nogmaals, hoe langer in de ruimte, hoe ernstiger en waarschijnlijker het probleem.

Wetenschappers denken dat dit een ander effect kan zijn van de opkomst van vocht dat optreedt in het lichaam van een persoon in een gewichtloze of microzwaartekrachtige omgeving. In dit geval lijkt de druk in de schedel te ontstaan ​​door de toegenomen stroom hersenvocht in het hoofd. De vloeistof kan het bot niet uitzetten, dus het maakt de oogbollen vlakker. Onderzoekers weten niet of dit effect zal verminderen of intensiveren voor astronauten in de ruimte langer dan zes maanden. Maar het is van cruciaal belang om erachter te komen voordat je een bemanning stuurt op een Mars-missie die minstens een jaar zou kunnen duren.

Als het probleem wordt veroorzaakt door intracraniale druk, is een mogelijke oplossing om ongeveer acht uur per dag kunstmatige zwaartekracht te creëren door het ruimteschip rond te draaien terwijl de astronauten slapen. Maar het is te vroeg om te zeggen of dat zal werken. "Dit is een [probleem] dat we nog niet goed hebben aangepakt, en het kan een showstopper zijn [voor langdurige missies]," zei NASA-wetenschapper Mark Shelhamer.