اگر جاذبه نباشد چه بر سر بدن انسان می‌آید؟

پس از سپری کردن یک سال در ایستگاه فضایی بین‌المللی و بدون وجود جاذبه، چه بر سر بدن انسان می‌آید؟ برنامه مطالعات بر روی دوقلوها، داده‌های مرتبط با فضانورد "اسکات کلی" را قبل، بعد و در طول مأموریت فضایی با برادر دوقلویش روی زمین (فضانورد بازنشسته "مارک کلی") مقایسه کرد. این تحقیقات مسائل زیادی را برای محققان روشن کرده است.

کد خبر: ۳۰۳۱۸

۲۳ اسفند ۱۳۹۵ / ۰۱:۴۰

به گزارش روز پلاس به نقل از سی‌ان‎ان، پس از سپری کردن یک سال در ایستگاه فضایی بین‌المللی و بدون وجود جاذبه، چه بر سر بدن انسان می‌آید؟ برنامه مطالعات بر روی دوقلوها، داده‌های مرتبط با فضانورد "اسکات کلی" را قبل، بعد و در طول مأموریت فضایی با برادر دوقلویش روی زمین (فضانورد بازنشسته "مارک کلی") مقایسه کرد. این تحقیقات مسائل زیادی را برای محققان روشن کرده است.

نتایج اولیه از مطالعات مأموریت یک‌ساله اسکات که اکنون بازنشست شده، و همچنین فضانورد روسی "میخائیل کورنینکو"، هفته گذشته در کارگاه تحقیقات سالانه ناسا منتشر شد. محققان دارند برای یک مأموریت طولانی به مریخ برنامه‌ریزی می‌کنند و این نتایج جدید، بینش خوبی به آن‌ها داده است.

زندگی در زمین و زندگی در فضا

ده گروه از محققان طیف گسترده اطلاعات درباره سلامت برادران "کلی" را موردمطالعه قراردادند. آن‌ها ایمنی بدن، شکل استخوان‌ها، میکروبیوم روده و تأثیرات زندگی در فضا بر DNA را بررسی کردند.

محققانِ حاضر در برنامه مطالعات دوقلوها

دانشمندان سعی دارند مشخص کنند آیا در طول زمانی که اسکات در فضا سپری کرده، یک به‌اصطلاح "ژن فضایی" در او فعال‌شده است یا خیر. در بررسی توالی ژنی DNA و RNA از سلول‌های سفید خون دوقلوها، محققان فهمیدند  که اسکات و مارک صدها ژن جهش‌یافته و منحصر به خوددارند و بیش از 200 هزار مولکولِ RNA متفاوت در آن‌ها شناسایی شد.

زمانی که اسکات در فضا بود، تغییرات شیمیایی در DNA او کاهش یافت، اما زمانی که به زمین بازگشت این تغییرات به حالت عادی برگشت. تغییرات DNA در مارک هم در اواسط تحقیق تغییر کرد، اما در اواخر تحقیق به حالت عادی برگشت. محققان می‌گویند این نتایج نشان می‌دهند ژن انسان چقدر در برابر تغییرات محیطی (چه در فضا و چه در زمین) حساس است.

بررسی تلومرها در توالی‌های تکراری در انتهای کروموزوم در سلول‌های سفید خون دوقلوها نتایج عجیبی را نشان داد: به‌طورمعمول، با افزایش سن طول تلومرها کاهش می‌یابد. اما زمانی که اسکات در فضا بود طول تلومرهایش افزایش پیدا کرد. زمانی که به زمین بازگشت، دوباره طولشان کم شد.

در حال حاضر دانشمندان احتمال می‌دهند این تغییر به ورزش زیاد و کاهش مصرف کالری در فضا بستگی دارد. دانشمندان تغییرات در تلومراز (که تلومرها را تعمیر و بلند می‌کند) این دو برادر را نیز بررسی کردند. در نوامبر 2015، واکنش‌ها در هر دو برادر افزایش‌یافته بود که احتمالاً به دلیل یک رویداد "مهم و استرس‌زا در خانواده" بوده است.

پیام توییتری اسکات کلی درباره نتایج مطالعات ناسا

میزان تشکیل استخوان در اسکات کاهش یافت، اما سطوح هورمون‌های درمانی که به‌سلامت استخوان‌ها و عضلات کمک می‌کند، افزایش یافت. هورمون استرس (کورتیزول) طبیعی باقی ماند، اما اندکی پس از فرود به زمین دچار التهاب شد که احتمالاً به دلیل استرس ناشی از ورود دوباره به جو زمین بود.

هرچند باکتری‌ها موجود در سیستم گوارشی اسکات و مارک باهم تفاوت دارد (که به دلیل زندگی در محیط‌های مختلف و خوردن غذاهای متفاوت طبیعی است)، اما دو گروه اصلی از باکتری‌ها در میکروبیومِ اسکات، تغییرات عمده‌ای کردند.

عوامل استرس‌زا در فضا

زمانی که پای مأموریت مریخ در میان باشد، اولین اقدامات فضانوردان در سطح سیاره سرخ حیاتی‌ترین و کلیدی‌ترین خواهد بود. اما پس از سپری کردن شش ماه در اعماق فضا، احتمالاً در انجام سریع و کارآمدِ برخی کارها مشکل خواهند داشت؛ حتی اگر آن کارها در نجات زندگی‌شان حیاتی باشد.

دانشمندان برای کسب اطلاعات بیشتر، اسکات و کورنینکو را پس از سپری کردن یک سال در فضا، تحت یک سری آزمایش‌ها قراردادند.

کپسول آن‌ها به‌صورت عمودی بر روی زمین فرود آمد و قبل از اینکه کسی بتواند در خروج به آن‌ها کمک کند، باید خودشان را تا نیمه از کپسول بیرون می‌کشیدند. اسکات عقیده دارد ترک کردن کپسول در سطح مریخ آسان‌تر خواهد بود، زیرا این سیاره جاذبه کمتری دارد.

بخشی از مأموریت در مدار زمین، برای آزمایش فرود بر روی کره مریخ بود. اسکات تمام شبیه‌سازی‌های انجم شده برای تجربه فرود بر روی مریخ را تکمیل کرد.

در طول آزمون عملیاتی، سخت‌ترین بخش برای اسکات و کورنینکو استفاده چابک از عضلاتشان، تعادل و کنترل وضعیتی و حفظ ثبات بود. باید می‌توانستند از نردبان‌ها بالا بروند و پایین بپرند، دریچه‌ها را باز و از ابزار استفاده کنند و کلی کار دیگر. اما میان نتایج آن‌ها و فضانوردانی که به فضا رفته‌اند، تفاوت چندانی نبود.

اسکات کلی در حال انجام تست مهارتی

محققان بررسی کردند که مهارت‌های حرکتی آن‌ها پس از سپری کردن یک سال در جاذبه صفر، چه تغییری کرد. آن‌ها از فضانوردان خواستند بر روی صفحه کامپیوتر اشاره کنند، اشکال را ردیابی کنند و بچرخانند؛ مشابه حرکاتی که فضانوردان بعد از فرود بر روی مریخ باید انجام دهند. نتایج اولیه نشان می‌دهد که دقت و سرعت واکنش فضانوردان کاهش‌یافته بود.

فضانوردان در زمان بهبود پس از فرود متفاوت بودند، اما ممکن است دلیل آن آموزش‌های قبل از پرواز و یا تجربه کلی فضانوردان باشد. محققان معتقدند آموزش بیشتر برای تنظیم مجدد بدن با جاذبه زمین به فضانوردان آینده کمک خواهد کرد، زیرا هر دو فضانورد بهبودی آهسته‌تری نسبت به فضانوردانی داشتند که شش ماه در فضا سپری کرده بودند.

مدت‌هاست که دانشمندان سعی دارند زمان و کیفیت خواب فضانوردان را بهبود دهند. با برنامه‌ریزی بهتر، تغییر کمتر در شیفت کاری و اینکه ساخت‌وساز و تعمیر ایستگاه فضایی به پایان رسیده، فضانوردان یک‌ساله به‌طور متوسط هفت ساعت در روز می‌خوابیدند. فضانوردانی با مأموریت‌های کوتاه‌تر در ایستگاه فضایی، به‌طور متوسط حدود شش ساعت در شبانه‌روز می‌خوابیدند.

تمام نتایج به‌دست‌آمده، یافته‌های اولیه هستند و تحقیقات ادامه دارد. "جان چارلز" دانشمند ارشد پژوهش و برنامه بشر ناسا در بیانیه‌ای گفت: " در نتایج اولیه برنامه یک‌ساله ایستگاه فضایی بین‌المللی و مطالعه دوقلوها، هیچ مانعی برای سفرهای طولانی‌تر انسان در فضا مشخص نشده است."

"برخی نتایج مانند افزایش غیرمنتظره طولِ تلومرها در اسکات کلی، نیاز به تجزیه‌وتحلیل بیشتر و ارتباط با نتایج سایر محققان دارد. ممکن است پس از بررسی اثبات شود تنها تغییراتی گذرا هستند. به‌طورکلی، نتایج اولیه نشان داده که سپری کردن یک سال در فضا، خیلی استرس‌زاتر از شش ماه در فضا نیست. اما برای نتایجی قطعی‌تر، باید منتظر تجزیه‌وتحلیل بیشتر و دقیق‌تر از نمونه‌ها و داده‌ها باشیم."

فرادید