宇宙旅行は挑戦的です。人間は、過酷な放射線、極寒の気温、地球外の呼吸可能な大気の欠如に耐えるように作られていません。しかし、それは宇宙飛行士の挑戦を止めませんでした。
2022 年の時点で、600 人以上が宇宙に旅行し、研究者や航空宇宙エンジニアが宇宙旅行が人体に与える影響を理解するのに役立っています。問題は、これらの 600 人以上の宇宙飛行士のうち、月よりも遠くまで旅をしたり、宇宙で 1 年以上連続して過ごしたりした人は誰もいないということです。
SpaceX や Blue Origin などの企業が宇宙旅行の未来を推進しているため、今後数年間でその数が数百から数千またはそれ以上に跳ね上がる可能性があります。宇宙旅行は人体にどのように影響しますか?新しい研究により、長期の宇宙旅行をより困難にする可能性のある細胞の問題が明らかになりました.
人体への微小重力の影響
宇宙計画が始まってから数十年、科学者たちは微小重力が人体に与える影響を研究する機会をたくさん持ってきました。 2000 年に国際宇宙ステーションがオンラインになるまで、人類は宇宙で一度に数日以上を過ごすことはありませんでした。
調査によると、微小重力環境で長時間過ごすと、人体にいくつかの有害な影響が及ぶことが示されています。
筋萎縮
人間の体は、動くたびに重力と戦っています。ウェイトを持ち上げたり、筋力トレーニングをしていない人でも、少なくともある程度の筋肉量があります.宇宙飛行士を引き下げる力がなければ、宇宙飛行士は微小重力下で筋肉量を失い始めます。研究によると、宇宙飛行士は厳密な運動療法を行わないと、2 週間以内に最大 20% の筋肉量を失う可能性があります。
宇宙飛行による骨減少症
ディズニー映画「ウォーリー」は、何世代にもわたって低重力環境に住む人間を紹介しました。筋肉が脂肪に置き換わり、骨構造が大幅に縮小するなど、身体の極端な変化は視覚的に誇張されていますが、調査によると、微小重力が宇宙飛行士の骨量減少に寄与していることが示されています。
平均して、宇宙飛行士は宇宙で過ごす 1 か月あたり、骨量の約 1 ～ 2% を失います。一部の専門家は、この喪失が、たとえ徐々にではあるが、長時間の宇宙飛行で恒久的な骨の損傷をもたらす可能性があることを懸念しています.
心血管系の減速
宇宙では無重力ということは、重力が血液を下肢に引き下げないため、心臓がそれほど激しく働く必要がないことも意味します。時間の経過とともに、心血管系が「怠惰」になり、地上で 10 ～ 20 歳になったときと同じような動脈硬化を引き起こすことさえあります。
液体再分配
人間の体は70%以上が水分です。重力がなければ、その流体は再分配され、さまざまな問題を引き起こす可能性があります。最も一般的な問題は「月の顔」です。宇宙飛行士の顔は、体液が顔に集まるためにむくみます。この体液分布は、視力、バランス、および体内の他のシステムにも問題を引き起こす可能性があります.
免疫系の変化
免疫反応が終わると、対処すべき脅威がなくなるため、身体は免疫系に後退するように指示する調節因子 T 細胞 (Treg) を放出します。微小重力は、感染が発生する前にこれらの Treg を活性化し、免疫反応を効果的に抑制し、宇宙飛行士を感染に対してより脆弱にすることがわかっています。
このリストは、微小重力が人体に及ぼす影響の一部のみをカバーしています。宇宙飛行士が宇宙空間で過ごす時間が長くなればなるほど、研究者はその経験が人間の生物学にどのような影響を与えるかを正確に理解するようになります.
NASA とツイン プロジェクト
一卵性双生児はお互いの完全なコピーではないかもしれませんが、人類が得ることができる限り近いものです.双子のマークとスコット・ケリーが両方とも宇宙飛行士になったとき、NASA は宇宙飛行が人体に与える影響を研究するまたとない機会を与えられました。スコットは、兄のマークがここに滞在している間、ほぼ 1 年間宇宙で過ごしました。
研究者が発見したことは驚くべきものでした。スコットは双子に比べて体重が減少しましたが、葉酸値は増加しました。おそらく最も興味深いデータは、宇宙で約 1 年を過ごした後、スコットのテロメアが長くなったことです。テロメアは一種の生物時計です。細胞が分裂するたびに、テロメアは短くなります。それらが特定の長さに達すると、細胞は死にます。着陸後、スコットのテロメアは正常に戻りましたが、微小重力によってテロメアが変化する可能性があるという事実は、遺伝子研究部門で話題になりました。
宇宙貧血の起源を探る
おそらく、宇宙飛行が人体に及ぼす最も興味深い影響は、宇宙貧血によるものです。平均的な体は、地球上で毎日 200 万個以上の赤血球を生成および破壊しています。調査によると、宇宙飛行士は地上よりも宇宙で 54% 多くの赤血球を失い、1 日あたり 300 万個の赤血球を燃やしています。
これは、宇宙空間や低重力環境では地球ほど大きな問題ではありません。宇宙飛行士が地上に戻ると、この宇宙貧血は持久力とエネルギーレベルに悪影響を及ぼす可能性があります。地球上では、それは鉄のサプリメントを摂取すること、または極端な場合には輸血を受けることを意味するかもしれません.この種の貧血は、エイリアンの世界の表面では実に危険です.
宇宙飛行士が経験する他の多くの変化とは異なり、宇宙貧血は帰国しても解消されません。赤血球数が正常に戻るまでに 3 ～ 4 か月かかることがあります。 1 年後でも、これらの宇宙飛行士の体が軌道に乗る前よりも 30% 速く赤血球を破壊することがサンプルによって示されています。これらの結果は、男性宇宙飛行士と女性宇宙飛行士の両方で同じです。
この記事を書いている時点では、宇宙貧血の原因は研究者にもわかっていません。この問題の原因を発見することは、宇宙旅行者と、他に明確な診断源がない貧血に苦しんでいる地球上の人々の両方に利益をもたらす可能性があります.これは、寝たきりの患者が経験する貧血に似ており、1 つの解決策が両方の問題の解決策になる可能性があることを意味します。
これは長期の宇宙飛行にとって何を意味しますか?
現在、人間は国際宇宙ステーションよりも遠くまで移動することはありませんが、それはすぐに変わる可能性があります。次の目的地は、2020 年代半ばから後半にかけて予定されているアルテミス ミッションのおかげで、月です。その先には火星があり、人間は微小重力環境で 300 日以上過ごす可能性があります。 「The Martian」で描かれた架空のミッションと同様に、ミッションが失敗した場合、宇宙飛行士は救助を待つ間に何年も立ち往生する可能性があります。
これらの課題が人類を宇宙飛行から遠ざけるのではなく、NASA やその他の宇宙機関は挑戦に立ち上がっています。宇宙飛行士が国際宇宙ステーションで過ごすか、軌道から帰還するたびに、これらの研究者が使用できるデータがさらに生成されます。これは完璧な解決策ではありませんが、これらの機関が収集できる情報が多ければ多いほど、人間が微小重力下で繁栄しやすくするために欠けているパズルのピースを見つけるのが容易になります.
宇宙貧血の問題は、国際宇宙ステーションに似た恒久的な基地を設置する場所として月と火星を目標とする現在のスケジュールを遅らせるものではありません。最初のアルテミス ミッションである無人アルテミス 1 は、2022 年 5 月に打ち上げられる予定です。打ち上げ後の目標は、安全に帰還する前に月を周回することです。
成功すれば、次のミッションはおそらく 2024 年に予定されているアルテミス 2 になります。この 2 番目のミッションでは、1972 年のアポロ 17 号以来初めて人類が月面に足を踏み入れることになる、月の南極地域に乗組員が運ばれます。 /P>
星を見上げて
人類は、空が見えるようになってからずっと星を見て、そこに何があるのかを考えてきました。月への旅は大したことではないように思えるかもしれませんが、宇宙飛行士が求めているのは月だけではありません。それは、彼らを宇宙に連れて行くための最初のステップにすぎません。人類が宇宙をさらに探検したいのであれば、宇宙貧血などの問題を克服することが不可欠です.
