Oefening is niet alleen voor aardgebonden atleten - astronauten moeten in vorm blijven terwijl ze in de ruimte zijn. Bekijk meer foto's van astronauten. Getty Images/Getty Images

Alle NASA-astronauten worden geconfronteerd met gewichtloosheid in de ruimte. Het langetermijneffect van langdurige tijd doorgebracht in een zwaartekrachtvrije omgeving is dat het het lichaam verzwakt. Ruimtevluchten zorgen ervoor dat spieren atrofiëren en botten afnemen in dichtheid. Om dat te voorkomen, of in ieder geval de schade beperken, NASA heeft atletische trainers en fysieke revalidatietechnici in dienst om astronauten in vorm te krijgen voor ruimtevluchten. Trainers leren astronauten ook hoe ze hun lichaam tijdens de vlucht in ideale vorm kunnen houden en werken vervolgens met hen samen om hun fysieke conditie te herstellen zodra ze op aarde zijn teruggekeerd.

Trainers hebben verschillende trainings- en krachttrainingsregimes ontwikkeld voor elke fase van de missie. Ze richten zich voornamelijk op meervoudige, gewichtdragende oefeningen en oefeningen voor het onderlichaam om de lichaamsdelen aan te pakken die doorgaans het meest verzwakt zijn door het gebrek aan zwaartekracht. Spieratrofie en verlies van botdichtheid treden het meest waarschijnlijk op in het onderlichaam, die door gewichtloosheid minder wordt gebruikt dan de armen en romp in de ruimte. Activiteiten zoals staan ​​en lopen geven onze spieren en botten een constante training op aarde; maar in de ruimte ze wennen nauwelijks.

NASA onderzoek en ontwikkeling van trainingsprogramma's en machines om voor te bereiden, het onderhouden en rehabiliteren van astronauten heeft aanzienlijk bijgedragen aan de algemene kennis over fysiologie (oefenwetenschap). Het heeft ook geleid tot commercieel verkrijgbare, Door NASA geïnspireerde apparatuur voor lichaamsbeweging en fysiotherapie.

Studies uitgevoerd door NASA over de effecten van ruimtereizen op het lichaam -- studies die begonnen in de begindagen van het ruimteprogramma, voordat iemand zelfs maar de aarde had verlaten -- toonde aan dat langdurige blootstelling aan de omgeving van lage zwaartekracht in de ruimte leidde tot een verminderde hoeveelheid calcium in botten, misvormde bloedcellen en een extra vetlaag rond het hart (gerelateerd aan het verminderde niveau van lichamelijke activiteit). NASA-artsen voerden post-vluchtonderzoeken uit bij astronauten, die allemaal bot- en spierdichtheidsverlies ondervonden. Het bureau besloot dat het oefenprogramma's en apparatuur zou moeten ontwikkelen die specifiek zijn voor de specifieke behoeften van astronauten.

De Oefenshuttle

Voorafgaand aan de lancering van NASA's Skylab-ruimtestation in 1973, het bureau huurde Boeing-ingenieur Gary Graham in om een ​​cardiovasculaire oefenmachine te ontwerpen die het hart in vorm zou houden en de bloedstroom zou optimaliseren. Astronauten zouden het ook in de ruimte moeten kunnen gebruiken. Graham en zijn team bij NASA produceerden uiteindelijk een oefenmachine voor astronauten, de CMC Shuttle 2000.

Om de CMC-shuttle te gebruiken, astronauten liggen op hun rug op een koets die over een rail glijdt. Volgende, ze duwen hun voeten van een schopplaat en trekken zichzelf vervolgens vast terwijl ze zich vasthouden aan verstelbare elastische koorden die weerstand bieden. Bij elke herhaling, de machine beweegt het middenrif van de gebruiker en oefent de borstholte, het trekt bloed naar het hart en helpt zowel de gezondheid van het hart als de algehele bloedstroom te behouden.

Astronauten gebruikten de CMC-shuttle op de 84-daagse Skylab-missie van 1973 tot 1974. Op basis van waarnemingen van de harten, spieren en bloedstroom van de astronauten die het tijdens de vlucht gebruikten, verdere verfijningen werden aangebracht aan het ontwerp. Een bedrijf genaamd Contemporary Design heeft de technologie van Graham en NASA in 1991 in licentie gegeven en een in de handel verkrijgbaar apparaat geproduceerd, de Shuttle 2000-1. Voornamelijk te vinden in diagnostische en revalidatieomgevingen, het is een van de weinige machines die door patiënten op bedrust wordt gebruikt. Het houdt niet alleen het hart van deze patiënten gezond en het bloed blijft goed stromen, de Shuttle 2000-1 voorkomt dat zelden gebruikte botten en spieren atrofiëren.

Topsporters gebruiken ook de Shuttle 2000-1. De oefeningen die op de machine worden uitgevoerd - plyometrics genaamd - bieden sterke, snel, spiercontracties. Deze oefeningen behandelen spieren als geladen, spiraalveren, het verstrekken van enorme uitbarstingen van snelheid en kracht wanneer losgelaten. Dus, of er behoefte is aan revalidatie, onderhoud of het lichaam naar het volgende fysieke niveau brengen, een machine die door NASA is ontwikkeld voor astronauten maakt het mogelijk.

De G-trainer

Eind jaren tachtig, NASA-onderzoeker Robert Whalen kreeg de taak om manieren te vinden om astronauten te helpen hun kracht te behouden met nieuwe in-flight, oefeningen in de ruimte. Voor een lichaam in de ruimte om zijn normale fysieke conditie te behouden, om te oefenen zijn gewichten nodig om de effecten van de zwaartekracht op aarde te simuleren. Whalen stelde voor om differentiële luchtdruk te gebruiken bij ruimtevluchtoefeningen. Astronauten met lucht wegen terwijl ze aan het sporten waren, zou de zwaartekracht nabootsen. waardoor bot- en spierafbraak wordt voorkomen.

Tot dat moment, oefening halverwege de vlucht voor astronauten was zowel moeilijk als onvolmaakt. NASA's standaarduitrusting was een steile, anti-zwaartekracht loopband. Om op zijn plaats te blijven, astronauten werden aan de machine vastgemaakt. Dat was niet alleen ongemakkelijk, maar het onderdrukte de beweging van de spieren die het moest helpen. Whalen veranderde het concept van de loopband door hoge luchtdruk toe te passen die speciaal was gekalibreerd om te passen bij het effect dat de zwaartekracht op die astronaut zou hebben.

De G-Trainer van Whalen lijkt op een loopband in een springkasteel. De gebruiker klimt in een luchtdicht gat boven het loopvlak. Eenmaal daar, de astronaut rent of loopt, en de machine kalibreert de opblaasbare secties, luchtdruk toepassen op het gewicht van de astronaut, het lichaam optillen als dat nodig is om het onderlichaam terug te duwen en handmatig dezelfde service te verlenen als de zwaartekracht van nature doet.

In 2005, NASA en Whalen hebben het patent voor de G-Trainer in licentie gegeven aan een bedrijf genaamd Alter-G, inc, die de machine aanpaste voor zowel medisch gebruik als atletische training. De AlterG anti-zwaartekracht loopband biedt ondersteuning aan fysieke revalidatiepatiënten met verminderde kracht in het onderlichaam. Maar er is één groot verschil tussen het en het NASA-model, omdat, technisch gezien, de loopband doet op aarde het tegenovergestelde van wat hij in de ruimte doet. In de ruimte, de lucht voegt gewicht toe en zorgt voor een gezonde weerstand. Op aarde, het lost gewicht. Vandaag, de G-Trainer wordt veel gebruikt in revalidatiecentra, militaire ziekenhuizen en in de trainingsfaciliteiten van zowel professionele als universitaire sportteams.

NASA deelt actief zijn kennis met de atletische trainingsgemeenschap, zelfs een atletische trainingsstage aanbieden. Open voor studenten die een carrière in atletiektraining nastreven, de stage biedt waardevolle, ervaring uit de echte wereld. Fysische geneeskunde en revalidatie van spieren en botten zijn gedekt, evenals daadwerkelijke fysieke evaluaties van patiënten (inclusief astronauten). Stagiairs hebben ook de mogelijkheid om te helpen bij het ontwerpen van revalidatie- en trainingsregimes.

NASA Athletic Training:veel meer informatie

gerelateerde artikelen

• Heeft NASA de ruimterace gewonnen?
• Hoe NASA werkt
• Top 5 NASA-uitvindingen
• Wat is het verschil tussen CCD- en CMOS-beeldsensoren in een digitale camera?
• Waarom speelt NASA met knikkers?

bronnen

• Bakker, David. "Uitvindingen uit de ruimte." Willekeurig huis. 2000.
• Melanson, Donald. "G-Trainer 'anti-zwaartekracht' loopband wordt goedgekeurd door de FDA." Engadget.com. 20 februari 2008. (15 maart, 2011) http://www.engadget.com/2008/02/20/g-trainer-anti-gravity-treadmill-gets-approved-by-the-fda/
• Nasa. "Anti-zwaartekracht loopbanden snelheidsrevalidatie." 2009. (15 maart, 2011) http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20090039428_2009040053.pdf
• Onderwijsbureau NASA. "Toepassingen beschikbaar voor atletische trainingsstages bij NASA's Kennedy Space Center." 24 februari 2009. (15 maart, 2011) http://www.spaceref.com/news/viewsr.rss.spacewire.html?pid=30685
• pir, Neal. "Plyometrics voor atleten op alle niveaus." Ulysses Press. 2006.