science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Nieuwe avonturen in bedden en baden voor ruimtevluchten

Droge dompelbedden bij Medes in Toulouse, Frankrijk. Net als bij badkuipen, containers houden een vrijwilliger een aantal dagen in suspensie om aspecten van ruimtevluchten te simuleren. Bij droge onderdompelingsstudies wordt er minder druk op het lichaam uitgeoefend, aangezien vrijwilligers gelijkmatig in het bad worden ondersteund en opgehangen, een toestand die de ervaring van zwevende astronauten op het internationale ruimtestation ISS nabootst. In gewichtloosheid, de lichamen van astronauten verliezen spier- en botdichtheid, ogen veranderen, vloeistoffen verschuiven naar de hersenen en meer - ons lichaam is aangepast aan het leven op aarde en is niet ontworpen voor ruimtevluchten. Het vinden van manieren om gezond in een baan om de aarde te blijven, is een groot deel van het onderzoek naar menselijke ruimtevluchten. Hoe meer proefpersonen, hoe beter, maar mensen de ruimte in sturen is duur en moeilijk. De organisaties die de onderzoeken uitvoeren, maken hun eigen aankondigingen voor vrijwilligers voor bedrust en droge onderdompeling. Volg hun sites als je nog steeds geïnteresseerd bent om je steentje bij te dragen aan de menselijke ruimtevaartwetenschap. De resultaten van dit soort onderzoek zijn niet alleen gunstig voor astronauten, maar hebben ook gevolgen voor mensen op aarde die bijvoorbeeld voor lange tijd bedlegerig zijn. Krediet:CNES/MEDES-Emmanuel Grimault, 2015

ESA breidt zijn bedrustprogramma uit waarmee onderzoekers kunnen bestuderen hoe menselijke lichamen reageren op leven in de ruimte - zonder hun bed te verlaten.

In gewichtloosheid, De lichamen van astronauten verliezen spier- en botdichtheid, ogen veranderen, vloeistoffen verschuiven naar de hersenen en meer - ons lichaam is aangepast aan het leven op aarde en is niet ontworpen voor ruimtevluchten.

Het vinden van manieren om gezond in een baan om de aarde te blijven, is een groot deel van het onderzoek naar menselijke ruimtevluchten. Hoe meer proefpersonen, hoe beter, maar mensen de ruimte in sturen is duur en moeilijk.

Bedruststudies simuleren aspecten van ruimtevluchten door vrijwilligers gedurende lange tijd in bed te leggen met hun hoofd 6° onder horizontaal. Te allen tijde moet één schouder het bed raken - maaltijden, douches en toiletpauzes inbegrepen.

ESA heeft veel bedruststudies uitgevoerd met Meds in Toulouse, Frankrijk, en in de ':envihab'-faciliteit van het Duitse ruimtevaartcentrum DLR in Keulen, Duitsland. Het ruimteagentschap verwelkomt nu het Jožef Stefan Instituut in Planica, Slovenië, om een ​​nieuwe ronde van 60-daagse studies uit te voeren:één in Toulouse en één in Planica.

De Planica-site is een passende aanvulling, omdat het zich op grote hoogte bevindt en er minder atmosferische druk is - net als een toekomstige maanhabitat, wat bijdraagt ​​aan de simulatie. Het centrum stelt onderzoekers in staat om de omgevingsomstandigheden aan te passen, zoals het zuurstofgehalte in de kamer. Vrijwilligers testen bij lage zuurstofniveaus, of hypoxie, is relevant voor toekomstige ruimtemissies waarbij de beperkte omgeving van ruimtevaartuigen en ruimtehabitats minder zuurstof zou kunnen bevatten.

Zwaartekracht beïnvloedt alles wat we op aarde doen, maar we weten verrassend weinig over hoe het werkt en hoe het het leven beïnvloedt. Tot voor kort hadden wetenschappers geen manier om zonder zwaartekracht te experimenteren om te begrijpen hoe het leven zonder zwaartekracht zou zijn. Onderzoek in de ruimte of met faciliteiten op aarde die aspecten van de ruimte nabootsen, brengen kennis, ontdekkingen en verbeteringen aan ons dagelijks leven en verder onze verkenning van het zonnestelsel. ESA biedt vele platforms voor het uitvoeren van experimenten in het hele spectrum van wetenschappelijke disciplines. Je kunt een experiment uitvoeren in een klinkende raket, drop torens, Centrifuge, Antarctica en zelfs het internationale ruimtestation. Vrijwilligers in bedrust brengen vijf tot 60 dagen in bed door, gekanteld naar het hoofdeinde, gebruikelijk, op 6° onder de horizontaal. Ze mogen niet opstaan ​​tenzij het onderzoek daarom vraagt ​​en moeten alle dagelijkse activiteiten in bed uitvoeren, inclusief eten, douchen en sporten. Door zich te onderwerpen aan dit omgekeerde regime, de lichamen van de vrijwilligers beginnen zich aan te passen alsof ze in de ruimte zijn. Voorstellen voor experimenten zijn altijd welkom en kunnen worden ingediend via de onderzoeksaankondigingspagina:www.esa.int/spaceflightAO. Krediet:ESA

Elke vestiging in Frankrijk, Duitsland en Slovenië hebben een centrifuge die vrijwilligers kan draaien om de zwaartekracht na te bootsen die naar hun voeten trekt terwijl ze liggen. Kunstmatige zwaartekracht zou sommige veranderingen in het menselijk lichaam tijdens ruimteverkenning kunnen tegengaan.

"Het doel is om maatregelen die de ongewenste effecten van leven in gewichtloosheid, definitief te testen, " legt ESA's wetenschapscoördinator voor menselijk onderzoek Angelique Van Ombergen uit, "we hebben een lange geschiedenis bij ESA in het uitvoeren van bedrustonderzoeken en deze ronde zal al onze opgedane kennis gebruiken voor het verfijnen en uitwerken van de beste technieken."

Op de centrifuges zullen speciale oefenmachines worden gemonteerd. Het effect van centrifugeren alleen zal worden vergeleken met draaien en sporten, en om groepen te controleren, om zich voor te bereiden op verkenning naar de maan en verder.

Onderzoekers kunnen voorstellen indienen voor experimenten die ze zouden uitvoeren met de dappere bedrustvrijwilligers voor de onderzoeken die de komende twee jaar van start gaan.

Waterbed voor droge onderdompeling

In een primeur voor ESA, een ander type terrestrische studie met Medes zal gebruik maken van droge dompelbaden. Net als bij badkuipen, containers zullen in totaal 20 vrouwelijke studiedeelnemers elk vijf dagen in suspensie houden.

Bij droge onderdompelingsstudies wordt er minder druk op het lichaam uitgeoefend, aangezien vrijwilligers gelijkmatig in het bad worden ondersteund en opgehangen, een toestand die de ervaring van zwevende astronauten op het internationale ruimtestation ISS nabootst.

"We hebben besloten om ons eerste droge-onderdompelingsprotocol te starten met volledig vrouwelijke vrijwilligers, omdat er bijna geen gegevens over vrouwen zijn. ", zegt Jennifer Ngo-Anh, leider van het bemande ruimtevaartteam van ESA, "We zullen geen specifieke experimenten doen voor deze eerste ronde, maar we zullen gegevens verzamelen om het droge onderdompelingsmodel beter te begrijpen en hoe de vrouwen reageren om deze studies te beoordelen voor meer uitgebreide onderzoeken in de toekomst."

Onderzoekers kunnen ook toegang aanvragen tot gegevens van de dry-immersion-onderzoeken op onze pagina met aankondigingen van kansen.

  • ESA's menselijke centrifuge in Medes in Toulouse, Frankrijk. De centrifuge die vrijwilligers kan draaien om de zwaartekracht na te bootsen die naar hun voeten trekt terwijl ze liggen. Kunstmatige zwaartekracht heeft het potentieel om enkele van de veranderingen in het menselijk lichaam tijdens ruimteverkenning tegen te gaan. Op de centrifuges kunnen speciale hometrainers worden gemonteerd. Het effect van centrifugeren alleen wordt vergeleken met draaien en sporten, en om groepen te controleren, om zich voor te bereiden op verkenning naar de maan en verder. Krediet:CNES-Rachel Barranco, 2010

  • Medisch personeel van MEDES in Toulouse, Frankrijk, bereid een resistieve vibratie-oefenmachine voor. De bedrustvrijwilliger plaatst zijn voeten op de verticale platen en voert ondersteboven squats uit terwijl de platen trillen. Om de routine intensiever te maken, de schouders van de vrijwilliger worden met een kracht tot 200 kg op de platen gedrukt. Onderzoek naar bedrust kan vragen beantwoorden over hoe ons lichaam zich aanpast aan het leven in de ruimte en hoe ons lichaam zich aanpast aan het ouder worden. Veel van de bevindingen uit onderzoek naar bedrust zijn rechtstreeks van toepassing op mensen op aarde. Krediet:CNES-Emmanuel Grimault, 2012

  • De centrifuge met korte arm in de :envihab-faciliteit van het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum (DLR) in Keulen, Duitsland zal worden gebruikt tijdens het eerste gezamenlijke langetermijnonderzoek naar bedrust in opdracht van ESA en de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA om het potentieel van kunstmatige zwaartekracht te onderzoeken bij het verminderen van de effecten van ruimtevluchten. Het onderzoek begint op 25 maart 2019 en duurt 89 dagen. Proefpersonen moeten 60 van deze dagen in bed blijven met het hoofdeinde 6 graden onder horizontaal gekanteld om de microzwaartekracht van de ruimte te simuleren. Krediet:CC BY-SA 3.0 IGO

  • De maskers maken deel uit van een systeem om de energiebehoefte in te schatten. Ze meten hoeveel zuurstof wordt verbruikt en hoeveel koolstofdioxide wordt uitgeademd door de vrijwilligers. Met deze metingen krijgen wetenschappers een idee van de relatie tussen voedsel, de longen en het energieverbruik in rust. De gegevens zijn nodig voor een experiment in dit ESA-bedrustonderzoek in Toulouse, Frankrijk, in samenwerking met de Franse ruimtevaartorganisatie, CNES. De Universiteit van Bonn is geïnteresseerd in het onderzoeken of een eiwitrijk, zoutrijke voeding in combinatie met lichaamsbeweging kan bot- en spierverlies en insuline-ongevoeligheid tegengaan. Ons lichaam past zich aan aan lange perioden in bed, 6° gekanteld onder de horizontale lijn, alsof ze gewichtloos vliegen. Spieren en botten kwijnen weg en wanneer een missie of bedrustcampagne eindigt, het lichaam heeft vele dagen nodig om weer in vorm te komen. Het bestuderen van dit proces op bedrustvrijwilligers is een stuk goedkoper en gemakkelijker dan het verzamelen van informatie over astronauten. Het vinden van manieren om negatieve effecten van ruimtevluchten tegen te gaan is belangrijk voor astronauten op langdurige missies en voor bedlegerige mensen op aarde. Krediet:CNES-E. Grimault, 2013

"We krijgen veel verzoeken om vrijwilliger te zijn voor deze onderzoeken, " concludeert Jennifer, "maar ze zijn geen grap, in bed liggen klinkt leuk, maar het plezier neemt heel snel af - vooral wanneer er bloed wordt afgenomen en spierbiopten zijn betrokken - we groeten constant de vrijwilligers die hun dagelijks leven opofferen ten behoeve van menselijke verkenning!"

De organisaties die de onderzoeken uitvoeren, maken hun eigen aankondigingen voor vrijwilligers voor bedrust en droge onderdompeling. Volg hun sites als je nog steeds geïnteresseerd bent om je steentje bij te dragen aan de bemande ruimtevaartwetenschap.

De resultaten van dit soort onderzoek zijn niet alleen gunstig voor astronauten, maar hebben ook gevolgen voor mensen op aarde die bijvoorbeeld voor lange tijd bedlegerig zijn.