Четири милиарда години еволюция са довели до оптимална адаптация на човека към живот при нормална земна гравитация. В началото на космическата ера учените основателно се тревожат за възможните последствия при напускане на планетата. Поставят се въпроси дали кръвта ще се съсири, костите ще се разпаднат, или мозъкът ще пострада в условия на микрогравитация.

В края на 50-те години на миналия век поредица от полети с мишки, паяци и впоследствие кучета доказва, че животните могат да оцелеят в космоса. Днес е установено, че хората също могат да се адаптират към новата среда, но това води до значителни физически промени.

„Има една адаптация, която в много отношения се усеща като трансформация“, споделя пред BBC астронавтът на Европейската космическа агенция (ESA) Лука Пармитано. Той обяснява, че само след няколко седмици в безтегловност тялото се променя видимо – краката изтъняват, а лицето се закръгля.

Бившият пилот-изпитател на италианските военновъздушни сили наскоро беше избран за третата си мисия като част от екипажа на Artemis III. Този полет, планиран за 2027 г., ще тества лунни спускаеми апарати и скафандри за завръщането на хората на Луната. Според Пармитано способността за адаптация е основна причина за успеха на човечеството, но скоростта на физическите промени в космоса е изключително висока и поразяваща.

Суровото въздействие на микрогравитацията върху човешкото тяло е добре документирано. Без необходимостта да преодолява земното притегляне, организмът започва да губи мускулна и костна маса. Още след няколко дни костите губят калций, а мускулатурата и дори сърцето отслабват. За да се завърнат на Земята в добро физическо състояние, астронавтите тренират по два часа дневно на Международната космическа станция (МКС). Въпреки тези усилия, след шестмесечна мисия те често се изнасят от капсулата на носилки, а пълното възстановяване на костите може да отнеме до четири години.

Много по-слабо изследвано и потенциално по-рисково е това, което се случва в човешкия мозък. Полетният хирург на ESA Алесандро Алкибиаде подчертава: „Мозъкът е може би най-важният от органите ни. Ако не изпратиш в космоса ефективен и работещ мозък, всичко останало ще бъде безполезно.“

Адрианос Големис ще излети в рамките на две години, а според премиера Мицотакис мисията представлява „добре похарчени пари“

Гърция изпраща първия си астронавт в Космоса

Доскоро изследванията се ограничаваха до отделни случаи, като известния експеримент с близнаците астронавти Скот и Марк Кели. Докато Скот прекарва година на МКС, брат му остава на Земята. Резултатите показват, че когнитивните способности на Скот се запазват в орбита, но намаляват през първите шест месеца след завръщането му.

Ново мащабно изследване на учени от лондонския университет Birkbeck, цитирано от BBC, хвърля допълнителна светлина върху проблема. Анализирайки мозъчни изображения на 377 участници – включително астронавти и доброволци в земни симулации – екипът открива забележителна невропластичност.

Водещият автор професор Елиза Рафаела Фере обяснява, че мозъкът претърпява както структурни, така и функционални изменения. Изследванията показват, че човешкият мозък е еволюирал така, че да „усеща“ гравитацията като постоянен фонов сигнал, подобно на светлината, температурата и звука, спрямо който автоматично се калибрират движенията. Гравитацията е първият сигнал, който развиващият се плод получава. Поради това дейности като вдигането на чаша кафе изглеждат лесни на Земята. Когато този сигнал изчезне, мозъкът се пренастройва за новата среда, променяйки зоните, отговарящи за движението, баланса и осъзнаването на тялото.

Тази бърза адаптация е жизненоважна за оцеляването в орбита, но представлява значителен риск при бъдещи дългосрочни мисии. Основното предизвикателство възниква при внезапната промяна на гравитационната среда. Архивните кадри от мисиите Аполо показват, че астронавтите изпитват сериозни затруднения с равновесието на лунната повърхност. Причината не се дължи единствено на тежките скафандри, а и на факта, че липсата на земна гравитация нарушава баланса им. Мозъкът може да се рекалибрира, но този процес изисква значително време и ресурси.

При планираните полети до Марс ситуацията ще бъде още по-сложна. След осем месеца пътуване в условия на безтегловност екипажът ще бъде напълно адаптиран към космическата среда. Преходът към марсианска гравитация (около една трета от земната) обаче може да доведе до сериозна дезориентация. Именно в най-критичния момент – приземяването на кораба без възможност за комуникация в реално време със Земята – астронавтите ще трябва да разчитат на когнитивни способности, които временно са нарушени по отношение на пространствената ориентация и координацията на движенията.

Инцидентът с ветерана на НАСА Майк Финке през януари принуждава космическата агенция за първи път да върне екипаж от Международната космическа станция по здравословни причини

Астронавт внезапно губи способността си да говори в космоса. Какво означава това за бъдещите мисии?

Едно от решенията, представени в научнофантастични филми като „2001: Космическа одисея“ или „Марсианецът“, е изграждането на космически кораби с въртящи се центрофуги, които симулират гравитация. Според д-р Алкибиаде това би било оптималният вариант за запазване на костната, мускулната и мозъчната функция. На практика обаче подобни конструкции изискват значителна маса, което води до изключително високи разходи в космическата индустрия.

Поради това учените търсят по-практични алтернативи. Екипът на професор Фере разработва иновативни техники, които използват слаби електрически токове за стимулация на ключови мозъчни зони. Целта е да се запази гъвкавостта и готовността за реакция на мозъка. Космическите полети представляват значително предизвикателство, но според изследователите те предоставят уникална възможност за изследване на човешкия мозък по начин, невъзможен на Земята.