Jak się przygotować do lotu w kosmos

Loty w kosmos są nie tylko ciekawym doświadczeniem. Mają też wymiar praktyczny: dzięki eksploracji kosmosu opracowujemy nowe technologie, zarówno diagnostyczne, jak i lecznicze, przydatne choćby w sytuacjach kryzysowych, takich jak wojna czy pandemia – opowiada Karolina Twardowska, lekarka, absolwentka studiów magisterskich z medycyny lotniczej i kosmicznej, jedyna Polka w lekarskiej ekipie Sławosza Uznańskiego - Wiśniewskiego po jego powrocie z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

AdobeStock

Czym zajmuje się medycyna kosmiczna? 

To z jednej strony bardzo niszowa, a z drugiej strony bardzo szeroka dziedzina. Niszowa, bo mamy bardzo ograniczoną populację pacjentów – astronautów jest po prostu niewielu. Dwóch Polaków, a ogólnie na świecie kilkuset. Natomiast w porównaniu do takiej klasycznej medycyny: kardiologii, pediatrii czy chirurgii, nasza kosmiczna medycyna jest zupełnie inna – bardzo szeroka, bo łączy pracę wielu zespołów, którzy przygotowują astronautę do misji, próbują zapobiec lub przygotować do wpływu różnych dodatkowych czynników na jego fizjologię. Już w trakcie pobytu w kosmosie astronauta jest w stałym kontakcie nie tylko z lekarzem, ale też całym zespołem specjalistów, którzy czuwają nad jego zdrowiem i dobrostanem, próbując zapobiec różnym sytuacjom.

Jakim na przykład?

Utracie masy mięśniowej, utracie masy kostnej. Do tego dochodzi opieka psychologiczna – bo przebywanie w bardzo ograniczonej przestrzeni z kilkoma osobami, wykonywanie skomplikowanych zadań, narażanie swojego organizmu na nieziemskie czynniki środowiskowe i jakby nie było wyższe niż na Ziemi zagrożenie życia – to trudne zadanie. Dlatego medycyna kosmiczna łączy zarówno lekarzy, jak i fizjoterapeutów, psychologów, ale też naukowców, którzy pracują nad nowymi urządzeniami, wynalazkami, nowymi metodami, które pomagają zapewnić bezpieczeństwo astronautom.

Jak wygląda przygotowanie do lotu w kosmos?

Przygotowanie zależy, od tego, która agencja kosmiczna bierze w tym udział. My jako Europejczycy bierzemy udział w misjach organizowanych przez European Space Agency (ESA). ESA współpracuje też z JAXA (Japońską Agencją Eksploracji Aerokosmicznej) w zakresie misji księżycowych i robotyki, oraz pośrednio także z CSA (Kanadyjską Agencją Kosmiczną) – poprzez udział w projektach dotyczących misji na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Partnerami są też NASA i Roskosmos (rosyjska agencja kosmiczna).
Tak więc zazwyczaj przygotowania zaczynają się wiele miesięcy przed misją i astronauci przechodzą częściowe przygotowania w tych wszystkich agencjach. Uczą się na przykład, jak uciec z tonącego pojazdu, jak reagować w razie hipoksji, czyli niedotlenienia, mają zajęcia w komorze niskich ciśnień. Oprócz przygotowania teoretycznego, mają sporo praktycznych zajęć w różnych środowiskach, a treningi odbywają się w wielu miejscach na świecie. Np. w Neutral Buoyancy Laboratory w NASA, gdzie znajduje się ogromny basen z elementami stacji kosmicznej, który symuluje warunki mikrograwitacji. Astronauci przygotowują się tam do spacerów kosmicznych, czy wykonywania przeróżnych zadań, np. naprawy elementów stacji.

Lot w kosmos odbija się na zdrowiu

Lot w kosmos wiąże się z przebywaniem w warunkach niskiej grawitacji i ciśnienia, wystawieniem na promieniowanie i utrzymywanych sztucznie przez aparaturę: wilgotności, składzie powietrza i temperaturze. To niewątpliwie wyzwanie dla organizmu. Z czym muszą liczyć się astronauci?

Wymaga to sporo zachodu. Co takiego dzieje się z organizmem człowieka, że to jest tak niebezpieczne dla jego zdrowia?

Po pierwsze lot w kosmos ma duży wpływ na nasz układ nerwowo-przedsionkowy, odpowiedzialny m.in. za równowagę. Bo wyobraźmy sobie, że jesteśmy na stacji kosmicznej, gdzie nie ma takich odnośników jak góra-dół czy prawo-lewo. Dla naszego mózgu to bardzo duża zmiana. Nie odczuwamy grawitacji, więc nagle tracimy punkt odniesienia, organizm nie wie, co się dzieje, ma prawo być zdezorientowany. To może skutkować dolegliwościami porównywalnymi do choroby lokomocyjnej: nudnościami, wymiotami, dezorientacją, złym samopoczuciem.
Kolejna rzecz to przemieszczanie się płynów – ze względu na to, że nie ma obciążenia grawitacyjnego, płyny przesuwają się w zupełnie inny sposób niż na Ziemi, czyli więcej osocza krwi przemieszcza się do góry ciała, w stronę głowy – dlatego astronauci często mają opuchnięte twarze. Dodatkowo mogą mieć katar, a przez to niektórzy z nich słabiej czują zapachy. Dlatego też, np. ich jedzenie musi być bardziej doprawione. To akurat niby drobnostka, ale w codziennym życiu ma to jednak znaczenie. Dla astronautów pobyt w kosmosie to ich praca, w której w dodatku są nieprzerwanie przez dłuższy czas. Miło byłoby móc zjeść wtedy posiłek, który ma jakiś smak. 
Oprócz tego przebywanie w stanie nieważkości to także problemy stricte medyczne, jak utrata masy kostnej, utrata masy mięśniowej i co za tym idzie utrata siły, głównie w nogach. To efekt tego, że przez brak grawitacji astronauta nie chodzi.

Wiedząc to wszystko, można się przynajmniej częściowo przygotować na te niedogodności, być może niektórych uniknąć. W jaki sposób?

Jeżeli chodzi o mięśnie i kości, to bardzo duże znaczenie mają ćwiczenia, dlatego zespół fizjoterapeutów i trenerów opracowuje dla astronauty specjalny trening. Astronauci ćwiczą zarówno przed misją, jak i w jej trakcie, zwłaszcza na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Ćwiczą codziennie po około dwie godziny i jest to stały, bardzo ważny punkt ich rozkładu dnia. Niestety pomimo tego nie udaje zupełnie uniknąć problemu, wciąż dochodzi do utraty mięśni oraz masy kostnej, ale przynajmniej dzięki tym ćwiczeniom zapobiegamy drastycznym zmianom.
Regularne ćwiczenia, jakim się poddają, pomagają także utrzymać dobrą kondycję, która przyda im się także kiedy wrócą na Ziemię – bo wtedy muszą się ponownie adaptować do naszej atmosfery.

Ile to trwa?

Odpowiem klasycznie: to zależy między innymi od tego, jak długo przebywali na stacji kosmicznej. Jeżeli to był krótszy pobyt, powrót do dawnej kondycji zajmie kilkanaście dni, może kilka tygodni. Jeżeli był dłuższy, ten czas się wydłuża.

Medycyna kosmiczna to już nie kosmos

Medycyna kosmiczna przestaje być niszową dyscypliną. Stopniowo staje się potężnym narzędziem do zrozumienia ludzkiego organizmu, jego ograniczeń i niezwykłych zdolności adaptacyjnych. O możliwościach, które daje, rozmawiają naukowcy z różnych dziedzin podczas I Ogólnopolskiej Konferencji Medycyny Kosmicznej w Polsce.

Co wiemy o innych, długofalowych skutkach przebywania w kosmosie?

To jest coś, co wciąż jest badane i wciąż nie mamy jednoznacznej odpowiedzi. Nie wszystkie dane są udostępniane, ale agencje kosmiczne mają sporo informacji, które mogą analizować i próbować zapobiegać różnym problemom, zwłaszcza, że patrzymy na to jak na medycynę pracy.
Ale oczywiście jest kilka kwestii, o których wiemy. Jedną z nich jest narażenie na promieniowanie kosmiczne. W obrębie stacji kosmicznej jest jeszcze częściowa ochrona, bo astronauci wciąż przebywają w polu magnetycznym Ziemi, jednak lecąc dalej, tracą ochronę, jaką mamy na powierzchni Ziemi dzięki atmosferze.
Wydaje się, że takim długotrwałym elementem mogą być powikłania związane z promieniowaniem, ale to też nie jest jednoznaczne. Badania wciąż trwają, wciąż obserwujemy, jak to po wielu latach wpływa na ludzi.

Po co w ogóle latamy w kosmos poza tym, że oczywiście jest to ciekawe doświadczenie? Co może nam to dać tutaj, na Ziemi?

Po pierwsze oczywiście jesteśmy bardzo ciekawi – mamy przecież w sobie coś z odkrywców. Ale ma to także praktyczny wymiar. Dzięki eksploracji kosmosu opracowujemy nowe technologie, zarówno diagnostyczne, jak i lecznicze. Pomaga nam to w rozwinięciu technologii, np. związanych z telemedycyną, która w medycynie kosmicznej jest standardem, bo przecież w razie potrzeby nie można odbyć wizyty na żywo. A na Ziemi też są miejsca, gdzie dostęp do lekarza czy personelu medycznego jest ograniczony lub wręcz niemożliwy. Doświadczenia związane z przebywaniem w kosmosie można wykorzystywać w sytuacjach kryzowych, takich jak choćby pandemia – mamy narzędzia, które się sprawdziły i możemy ich użyć w sytuacjach na Ziemi. (TU poproszę o jakiś przykład) Ponadto rozwijamy technologie, np. czujniki temperatury opracowane na potrzeby misji na Międzynarodową Stację Kosmiczną znajdują zastosowanie w inkubatorach dla noworodków.

Można powiedzieć, że medycyna kosmiczna wchodzi w fazę intensywnego rozwoju. Jakie wyzwania w tej chwili przed nią stoją?

Tak, myślę, że medycyna kosmiczna będzie się rozwijała bardzo intensywnie w najbliższych latach i mam nadzieję, że jako Polacy będziemy w tym uczestniczyć. Stworzyliśmy niedawno Polskie Towarzystwo Astromedyczne właśnie po to, by zrzeszyć lekarzy i naukowców pracujących w tym sektorze. Mamy nadzieje, że to pomoże nam wspólnie rozwijać tę dziedzinę.
A co do samych wyzwań, wydaje mi się, że jeżeli chcemy wrócić na Księżyc i później próbować dalszych misji, np. na Marsa, to będziemy musieli rozwiązać wiele problemów właśnie natury medycznej. Jest to zarówno ochrona przed promieniowaniem, ochrona przed przebywaniem w mikrograwitacji przez wiele miesięcy, a nawet lat – jeżeli mówimy o tych dłuższych misjach. Ale też problemy związane z przebywaniem w bardzo ograniczonym pomieszczeniu z niewielką liczbą osób, czyli czynniki psychologiczne, społeczne – na to będziemy musieli zwrócić dużą uwagę.
Jest jeszcze coś. Rozwój komercyjnych misji, a to raczej nieuniknione, spowoduje, że będziemy mieli nowe grupy astronautów, czy też turystów kosmicznych, czyli osoby, które być może – chociaż ogólnie zdrowe – mają jakieś problemy medyczne, pomimo których zostaną zakwalifikowane na krótką misję jako turyści. Wydaje mi się, że to przesunie granice, bo będziemy mieli wtedy coraz więcej osób trochę starszych niż „klasyczny” astronauta, z jakimiś dolegliwościami, a nie idealnie zdrowych. Czeka nas więc przygotowanie czegoś w rodzaju wytycznych, kto może polecieć, żeby to było bezpieczne. 

Medycyna kosmiczna nie tylko dla astronautów

Jak realne są takie kosmiczne podróże? Zwykły „Kowalski” może liczyć na to, że uda mu się załapać na coś takiego?

To zależy, co rozumiemy przez podróże kosmiczne. Przypuszczam, że za naszego życia będziemy widzieć coraz więcej lotów suborbitalnych, jest już kilka firm, które takie loty oferują. Oczywiście są one bardzo drogie, ale jeśli kogoś stać, być może to wystarczy, żeby mógł spędzić w Kosmosie kilkadziesiąt minut. Wpływ takiej podróży nie powinien być specjalnie uciążliwy dla zdrowia, na pewno nie tak jak kilkudniowy czy kilkumiesięczny pobyt na stacji kosmicznej. I to najprawdopodobniej stworzy tę możliwość dla osób z jakimiś jednak, nazwijmy to, niedoskonałościami zdrowotnymi, nawet tymi wykluczającymi dla zawodowych astronautów. Pula osób, którzy chociaż na chwilę będą mogli „dotknąć” kosmosu, zapewne się zwiększy.