Другой человек: как годовая миссия на МКС повлияла на американского астронавта

15 Марта 2018, Николай Хижняк 48

В 2016 году американский астронавт Скотт Келли вернулся на Землю спустя 340 дней нахождения на борту Международной космической станции (МКС). Столь продолжительное космическое путешествие стало частью программы аэрокосмического агентства NASA по изучению последствий долгого пребывания в космосе, а также проверкой предела человеческой выносливости при длительном нахождении в условиях микрогравитации. В конечном итоге со всем тем же придется столкнуться астронавтам, которые в перспективе должны будут отправиться на Марс и, возможно, за его пределы.

В рамках эксперимента, получившего название Twin Study («Исследование близнецов») Скотт Келли провел на околоземной орбите почти год, в то время как его брат-близнец Марк Келли, кстати, тоже астронавт, находился на Земле. После возвращения Скотта на твердую почву медицинские эксперты и ученые из NASA приступили к медицинским исследованиям двух братьев. Эти тесты должны были показать, какое воздействие на физическое состояние Скотта оказало долгое пребывание в космосе. Самые последние результаты этого исследования говорят о том, что у Скотта действительно наблюдаются изменения, причем вплоть до генетического уровня.


Первые результаты проверки, опубликованные еще в конце января 2017 года, говорили о том, что организм Скотта Келли показывает признаки воспаления, изменений в работе теломеров и теломеразы (составные компоненты хромосомной системы, связанные с процессами старения организма), изменение в плотности костей, а также в работе желудочно-кишечной системы. На самом деле все эти пункты так или иначе были ожидаемыми, отмечают исследователи из NASA.

Астронавты-близнецы Скотт Келли (слева) и Марк Келли (справа)

«Проведя исследование состояния метаболитов, цитокинов и белков, ученые пришли к выводу, что во время космического полета в организме астронавта наблюдалась некоторая нехватка кислорода (кислородное голодание), повышение воспалительных процессов, а также резкое изменение в количестве питательных веществ, что в итоге повлияло на экспрессию его генов… После возвращения Скотта на Землю его организм вошел в состояние реадаптации к земной гравитации. Большинство систем его организма, которые подверглись изменениям в рамках долгого пребывания в космосе, по возвращении домой быстро вернулись в нормальное состояние. Некоторые системы его организма вернулись в базовое состояние в течение нескольких часов или дней после посадки, другим же потребовалось больше времени – вплоть до шести месяцев», — комментировало на тот момент агентство выводы медицинской комиссии.

В качестве объекта исследования брались и возможные генетические и психологические различия между двумя братьями. Совсем недавно эти исследования были завершены. Результаты такие: проведя на орбите год, Скотт Келли вернулся домой в буквальном смысле другими человеком. 93 процента генов Скотта Келли вернулись в обычное состояние после его возвращения на Землю, в то время как 7 процентов — нет. Ученые объясняют это «продолжительной гипоксией, гиперкапнией (избыточным содержанием CO2 в крови), а также долгими изменениями в генах, связанными с правильной работой иммунной системы, ДНК-восстановительными процессами, а также восстановлением костных тканей».

Другими словами, помимо уже хорошо известных эффектов воздействия микрогравитации – мышечной атрофии, потери плотности костей, снижения зрения — пример Скотта Келли показывает, к чему может привести долгая нехватка кислорода и повышенное содержание углекислого газа в тканях организма, а также то, как организм готов справляться с этими изменениями.

В то же время в отчете указано, что у Скотта Келли не наблюдалось никаких существенных когнитивных изменений. Предварительные исследования показали незначительное снижение в скорости и точности выполнения когнитивных тестов по сравнению с его братом, но в целом эти изменения наблюдались лишь в первые дни после его посадки. Через какое-то время после адаптации к земной гравитации все его мозговые функции пришли в норму.

Профессор Пенсильванского университета Матиас Баснер, выступавший руководителем постполетных исследований Скотта Келли, также отметил отсутствие реальных различий в работе когнитивных функций у астронавтов, которые провели на орбите 6 и 12 месяцев. Данное наблюдение особенно важно, если учесть, что обычно люди проводят на борту МКС в рамках космических миссий не более 3 месяцев, в то время как те же полеты на Марс могут занять от 150 до 300 дней, в зависимости от расположения планет и скорости космического аппарата в момент проведения этих миссий.

Полет к Марсу и обратно, а также нахождение в условиях пониженной гравитации на Красной планете могут занять несколько лет. Поэтому исследования, подобные Twin Study, направлены в первую очередь на то, чтобы подготовить человека к очень долгому космическому путешествию, которое, согласно планам, должно состояться где-то в 2030-х годах. Необходимо не только разобраться во всех возможных проблемах со здоровьем, которые могут возникнуть в рамках этого полета, но также по возможности и минимизировать эти последствия.

Другой человек: как годовая миссия на МКС повлияла на американского астронавта

48 комментариев Оставить свой

  1. deaddreams

    интересное исследование, спасибо

  2. nubulla

    Не надо издеваться над людьми. Надо работать над новыми двигателями. Месяц туда, месяц обратно не более, а лучше неделя.

    • Dopamine

      nubulla, Мост Эйнштейна-Розена. Земля от Марса в одном шаге.

    • Elk

      nubulla, Новые движки не смогут сократить время путешествия.
      Перелет, грубо говоря, представляет из себя несколько корректировок орбиты, а остальное время просто ходишь по кораблю, говно пинаешь, и ждешь, пока не достигнешь точки, в которой будешь достаточно близко к небесному телу.

      • nubulla

        Elk, Я не буду учить вас динамике просто скажу что вы очень сильно ошибаетесь. Есть разные траектории полёта. Энергетически выгодные или быстрые.

    • SeraphM

      nubulla, Это исследование полезно в любом случае, так как люди всегда будут работать в подобных условиях. Это вам так кажется, что люди будут летать только с Земли на Марс, а на самом деле будет организовано множеств мест по добычи полезных ресурсов, а так же исследовательских станций и тд. Узко мыслите (не в плохом смысле, просто невнимательны), стоит так же обращать внимание на перспективные профессии и растущий аппетит. Чем больше участков солнечной системы будет освоено, тем выше будет потребление ресурсов.

      • nubulla

        SeraphM, Я не вижу противоречия. Хорошие двигатели, которые могут обеспечить постоянное ускорение только помогут ещё большему освоению космоса. Этот момент очень хорошо показан в сериале Expansion. Там и сюжет интересный и полеты очень реалистичные. Не то что в Армагедоне с тов. Брюсом.

        • SeraphM

          nubulla, Вы меня не совсем поняли:) Вы все правильно сказали, на счёт двигателей, но назвали данное исследование глупым и бесполезным, в то время как оно является крайне полезным. Люди должны знать свои пределы и чем чревато их преодоление. Это хорошо, проводить в космосе не более недели, но слишком накладно. Зачем заменять персонал работающий в условиях микрогравитация каждый месяц или квартал, если человеческий предел выше? Люди адаптируется, появятся так же и новые технологии, позволяющие людям прибывать в таких условиях все дольше их дольше без серьёзных последний.
          З.Ы. Взгляните на заводы и различного рода предприятия, где вредность запредельная? Работают ведь и издевательском никто это не называет. Люди сами соглашаются на все это, хотя и знают о последствиях. А пожарные? Добровольно рискуют своими жизнями, этот астронавт выполнят примерно ту же роль, что и пожарный.

          • nubulla

            SeraphM, Добровольность бывает разная. На этот счёт есть хороший анекдот про кошку которую добровольно научили есть горчицу. Намазали ей под хвостом. Кошка орет и слизывает горчицу. В журнале записали: ‘кошка ест горчицу добровольно и с песней’.

  3. Atikin10

    -Заселятся люди на марс
    -Появится раса марсианин
    -Потом война)

    А если вообщем ученый молодцы так держать)

    • MASking

      Atikin10, прочитал как Застрелятся люди на Марсе - и можно дальше не читать

  4. rpl

    Без центробежного колеса не обойтись. Только так можно сделать слабую гравитация и поддерживать организмы людей в форме.

    • Pulsar541

      rpl, Плюсую. И даже достаточно не колеса, а длинной "балки". На одном конце жилой модуль с астронавтами и спускаемым модулем , а на другом конце - противовес (или другой модуль с оборудованием)

    • nubulla

      rpl, К сожалению центростремительное ускорение не является эквивалентом гравитации. Более интересно постоянное ускорение с постоянной тягой.

      • ice7

        nubulla, гравитационное ускорение и центростремительное ускорение не отличаются по физическому воздействию на тело

        • nubulla

          ice7, Только вот тело вращение плохо переносит. Тошнит. Как показали эксперименты. Там ещё ускорение кореолиса, однако.

          • kirfoton

            nubulla, неверное кореолис можно уменьшить увеличением радиуса вращения. Если радиус 200 метров, наверное нормально.

            • nubulla

              kirfoton, Да это минимум. Лучше 400-500. Но такой бублик будет прилично весить. Так что видимо только трос.

            • MASking

              kirfoton, 200 км - как в фильме "не помню названия" - там в таком колесе голода находились
              сюжет землю засрали и создали рай для элиты не далеко от земли

        • nubulla

          ice7, Вообще то это краеугольный камень физики - эквивалентно ли гравитационное и энерциальное ускорение. Так как причины ускорения разные. В одном случае это поле, а в другом сила. Тонкость в том, что так называемой ‘силы тяжести’ не существует. Любая сила имеет точку приложения к телу, а вот гравитация действует на всю вещество по всему его объёму.

          • Pulsar541

            nubulla, Но в конечном итоге на человека действует сила поверхности земли , направленная вверх относительно человека и приложена к его ступням)

          • Kvazar666

            nubulla, Вы тупите, гравитация действует на каждую частицу тела, а центростремительное ускорение, только на ваши пятки. Да и поля никакого не существует, это просто градиент замедления времени по пространству.

            • nubulla

              Kvazar666, Странно, вы мне сказали, то что я и сам написал. Я бы только уточнил, что на пятки действует реакция опоры. В простонародье называемая весом.

      • rpl

        nubulla, Значит придется делать ядерный космический двигатель.

        • nubulla

          rpl, В качестве энергетической установки реактор нужен, но разгоняться лучше плазмой.

      • provokator

        nubulla, Не реально что бы космолет летел постоянно с ускорением 1G

        • nubulla

          provokator, Достаточно 0.2g Примерно как на луне.

        • MASking

          provokator, в твоем понимании скорость должна выглядеть так:
          1G =2G =3G =4G =5G =6G =7G =8G =9G =10G =11G ...
          1сек =2сек =3сек =4сек =5сек =6сек =7сек =8сек =9сек =10сек =11сек ...
          и даже в твоем видении - можно если найдут способ как, и если конечно скорость не будет влиять на состояние астронавтов

        • MASking

          provokator, разгон -разворот -тормоз -разворот -разгон...
          +1G = -1G = +1G = -1G....
          и так каждую секунду

          • MASking

            MASking, пол на стороне движков
            при ускорении G против направления полета
            при торможении G по направлению полета
            с учетом разворота все будет "притягиваться" к полу

          • nubulla

            MASking, Зачем так? Пол дороги ускоряемся, пол дороги тормозим. Естественно скорость полёта будет не постоянной и траектория поэтому тоже будет ‘плавать’. Поэтому на калькуляторе тут не просчитаешь. Суперкомпьютер нужен, однако.

    • RikasEpta

      rpl, Все куда проще, нужно использовать закон Кулона, а именно силу притяжения создаваемую разнозаряженными частицами.

      • rpl

        RikasEpta, Наэлектролизовать полы конечно можно, а как насчет людей и различных предметов????? И еще надо учитывать статические заряды образующиеся при этом! Для электроники это мгновенная смерть.

  5. Viktor12345

    Думаю, что каждый астронавт/ космонавт не раздумывая согласился бы ради науки на такие эксперименты над собой.
    Ну, а то, что желающих стать космонавтом со времен СССР не стало меньше - это факт)

    • MASking

      Viktor12345, быть лентяем - не огород копать

      • Viktor12345

        MASking, ?? космонавты - лентяи? Вы что имеете в виду?

  6. kirfoton

    93 процента генов Скотта Келли вернулись в обычное состояние после его возвращения на Землю, в то время как 7 процентов — нет....

    А вот это мне пока вообще не понятно. Раньше в литературе я не встречал случаев, что что - то изменило гены, ДНК, не считая сильных мутагенов - опасных химических веществ. А теперь я иногда читаю, что образ жизни меняет гены в вхожу в лёгкий ступор. Сразу же возникает вопрос : если гены меняются, как работает анализ ДНК, например, хотят установить отцовство. Установили. А отец, начитавшись разных статей в интернете, заявляет - мои гены изменились, так что не я отец. а кто - то другой. И как ему можно возразить ?

    • Panter

      kirfoton, Думаю как бы они не менялись крайне мало вероятно что они поменялись так чтоб совпасть с ребенком так что это маловероятно. А вот в обратном направлении запросто вроде ребенок твой а по геном разошлись.

      • MASking

        Panter, просто твой ребенок от соседа))))

        • MASking

          MASking, может он с Чернобыля или наркоман....
          или он астронавт, марсианен и мутант вместе взятые...
          не дай бог увидеть такое "Страшное существо" ))))))
          Интересно при колонизации Марса - у людей волосы выпадут, от излучения или нет....

          з.ы. а за колонизацией Марса хорошо наблюдать с земли лежа на пляже под пальмой и попивая махито)))))

    • Larchenkov

      kirfoton, Тут скорее всего дело в изменении не именно самих генов (их текста ДНК), а характера их регуляции. У нас одни гены работают с нормальной скоростью, другие с низкой. Третьи гены включаются или активизируются, когда что-то чрезвычайное происходит, а некоторым генам вообще лучше не включаться - есть у нас такие протоонкогены, активация которых с высокой вероятностью вызывает рак (как попали к нам, не знаю, скорее всего встроившиеся когда-то вирусы). Это область изучения эпигенетики - что влияет на молекулярном уровне на работу генов, какие молекулы с ними связываются, какие ферменты их модифицируют (пример - метилирование ДНК). В статье речь идёт именно о таких изменениях в работе генов.

      • Viktor12345

        Larchenkov, Ой..., спасибо, реально. По этой теме в внесли немного ясности в мои лично скромные знания))

  7. Scan163

    Для космоса надо создавать Человека Космического - править ДНК Человека Земного так, чтоб солнечной радиации не боялся, от гравитации не зависил, мог всю жизнь в космосе прожить а не каких то 300 дней

    • Viktor12345

      Scan163, 100% будет. Вопрос времени.

  8. mcfe

    Год?! Американцы удивляют своей слепотой и дурнатой, хотя я думаю это присущий им банальный снобизм! Опыт у СССР/России в долгосрочном прибывание на Орбите давно имеется и накоплен не просто так. Зачем создавать то, что уже было изучено - Салют, МИР(так же Салют 8)...Валерий Поляков, Герой Советского Союза и России пробыл на орбитальной станции "МИР" - более 437 суток! Чем хотя американцы удивить, тем что уже было сделано?! Это форменное - Мы первые, Мы единственные, а когда начинаешь им напоминать, они делают вид что этого не слышат и удивляются как так "примитивный(ая)" Советский Союз-Россия чего-то достигла раньше их!

    • Viktor12345

      mcfe, Зачем? Затем, что для развития технологии не достаточно эксперимент один раз провести. Или вы думаете они там в космосе тоже о сраной политике думают в первую очередь?

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.