Etusivu   Esittely   Julkaisuluettelo   Artikkelit   Palaute  

Artikkelit

Ihminen avaruudessa
02.09.1989, Terveys 2000 4 (7/89): 38-41
(ei kuvausta)

Ihminen avaruudessa

Tarvitseeko ihminen avaruutta ja avaruudessa työskentelyä? Samansuuntaisen kysymyksen on kaukainen esivanhempamme saattanut esittää puun oksalta jälkeläiselleen, kun tämä suunnitteli lähtöä savannille. Sama epäilevä asenne on voinut kuulua perheen vanhimman äänessä, kun hän on puhutellut meren rantaan tallustanutta nuorisoa, joka halusi lähteä kokeile maan uutta elementtiä vedessä kelluvan puunrungon avulla. Miksi viikingit tai Scott, Amundsen ja Peary lähtivät löytöretkille?

Insinööritieteiden edustajat väittävät, että tärkein ja suurin osa avaruudesta saatavasta tiedosta on saavutettavissa ilman, että ihmisen tarvitsee oleskella avaruudessa. Näkemyksen mukaan maapallolta käsin voidaan ohjata avaruusrobotteja ja kerätä niiden avulla tietoja.

Itse olen asiasta eri mieltä. Ihminen on monesti joutunut korjaamaan maapalloa kiertäviä laitteita. Automaattiset Phobosluotaimet ovat mykistyneet. Ihmistä tarvitaan vastedeskin varmistamaan kaikkein automaattisimpienkin laitteiden toiminta. Ihmisen on oltava mukana kaikessa toiminnassa, joka vaatii luovaa ajattelua ja tapahtuu uusissa, usein hyvinkin poikkeuksellisissa oloissa.

Avaruustutkimusohjelma on mielekäs Vain silloin, jos tutkitaan myös ihmisen sopeutumista avaruudessa oleskeluun. Kaikissa merkittävää avaruustutkimusta tekevissä maissa panostetaan myös avaruuden biologian ja avaruuslääketieteen tutkimukseen.

Koko ihmisen fysiologia ja lääketiede joudutaan tutkimaan uudelleen. Mikään asia ei ole itsestään selvää sen tiedon pohjalta, jota on olemassa maan päällä vallitsevista oloista.

AVARUUSL√Ą√ĄKETIEDE ON OMA LAJINSA
Avaruusmatkalaiset olivat aluksi sotilaslentäjiä, joiden tehtävänä oli maapalloa kiertämällä kohottaa isänmaansa arvovaltaa. Seuraava tavoite oli jo käynti kuussa, näytteiden keruu ja mittausten tekeminen. Sotilaspilottien toiminnassa tavoitteet ovat kuitenkin aivan toiset kuin avaruudessa tehtävässä työssä. Niinpä länsimaissa nyt koulutettavat astronautit ovat siviilejä. Neuvostoliiton kosmonautit lienevät koulutukseltaan edelleenkin sotilaspilotteja. Euroopan avaruusjärjestön (ESAn) toiminta on jopa korosteisen ei-sotilaallista.

Avaruusmatkojen osanottajat valitaan vastedes taitojen ja yhteistyökyvyn perusteella. Selvitettävänä on mm. se, miten nimetään pitkien matkojen operatiiiviinen johto. Avaruudessa terveyshaittojen tunnistaminen ja hoito on samanlaista kuin esimerkiksi napa-alueiden tutkimusasemilla. Tavanomaiseen leikkaus- yms. hoitoon on kyettävä sielläkin.

YKSIN√ĄISYYS RASITTAA
Neuvostoliittolainen nuori sydänlääkäri Juri Atkov tvöskenteli Saljut-asemalla puolisen vuotta avaruuslennolla, joka päättyi 1986. Hänen mielestään yksinäisyyden tunne oli hyvin voimakas.

Ongelmallista on ilmeisesti myös sensoristen viestien ylitarjonnan ja puutteen vaihtelu. Hetkittäin työtä on paljon. Ajoin on keskityttävä voimakkaasti aluksen toimintaanja tehtäviin, ajoin taas on jaksoja, jolloin ei voi tehdä mitään. Videopelejä voitaisiin käyttää sekä psykofysiologisessa testauksessa että henkilökunnan vapaa-ajan harrastuksena.

Ulkoisten ärsykkeiden puuttumisen ja muuttumisen aiheuttamat biologisten rytmien vaihtelut vaikuttavat matkalaisten toimintakykyyn. Jo maapallolta tiedämme, että aikavyöhykkeeltä toiselle siirtyminen saattaa esimerkiksi pudottaa urheilijan palkintokorokkeelta.

Ihmissuhteiden vaikutukset ryhmän toimivuuteen ovat tuttuja jokapäiväisessä työssämme. Marsiin matkaava ryhmä on pieni, todennäköisesti alle kymmenen hengen suuruinen. Joukossa on montaa kansallisuutta ja monenlaista kulttuuritaustaa.

Sukupuolitoimintojen merkitys ei ole keskeinen vielä Mars-matkan aikana, sillä ihmiset ovat selviytyneet kuukausien ja vuosien sukupuolisesta pidättäytymisestä. Mutta kun suunnitellaan lähtöä aurinkokunnan ulkopuolelle, on selvitettävä myös lisääntymiseen liittyvät ongelmat. Onko ensimmäisen aurinkokunnan ulkopuolelle suuntaavan aluksen miehistö "naisisto", jolla on pakkasessa siemennestettä?

KEINOTEKOINEN YMP√ĄRIST√Ė
Aluksen rakentaminen painottomaan avaruuteen ja sopivaksi ihmisen toiminnoille on ongelmallista, kun ei ole normaalia ylös-alasorientaatiota. Kantavia rakenteita tarvitaan vain hetkittäin, koska puristavaa voimaa ei ole. Vain suunnan ja nopeuden muutokset sekä lähelle osuvien taivaankappaleiden vetovoima aiheuttavat ajoittain tukirakenteiden tarvetta.

Avaruusmatkat vaativat uutta ergonomista suunnittelua, sillä siellä matkalainen ei ole sidoksissa lattiaan ja tuoliin. Työtilan jokainen kuutiosenttimetri voidaan käyttää koimiulotteisesti. Työn, vapaa-ajan toimintojen, kuntoliikunnan sekä yksinäisyyden että yhteisyyden tarpeiden vaatimat osastot on saatava mahtumaan käytettävissä olevaan tilaan.

Alus liikkuu ympäristössä, johon ihminen ei ole valikoitunut, kehittynyt. Aluksen sisus on keinotekoinen ja suljettu järjestelmä. Sen on oltava vaaraton ja kyettävä ylläpitämään haluttu koostumus periaatteessa rajattoman kauan.

Jo matka Marsiin tulee olemaan koetinkivi ainakin hengitysilman ja veden osalta. Vaikka eväät ja energia saataisiinkin varastoista, vesi ja ilma on kierrätettävä yhä uudelleen.

Aurinkokunnasta pois suuntautuva matka edellyttää jo itsenäistä ravinnon ja energian tuotantoa. Ongelmaa on alettu ratkoa suurissa ilman- ja vedenpitävissä luolissa, joihin on luotu keinotekoisia ekojärjestelmiä. Suljetun toimivan ekojärjestelmän kehittäminen auttaa myös maapallon ympäristöongelmien ratkaisussa. Itse asiassahan maapallo on suuri avaruusalus!

Säteily on avaruusaluksessa pienempi riski kuin maapallolla, sillä radonia yms. ympäristöhaittoja ei ole. Auringosta satunnaisesti purkautuvat hiukkassuihkut ovat kuitenkin tappavia; maapallolla ilmakehä suojaa meitä niiltä. Myös mikrometeoriitit ovat uhkana, mutta osuman todennäköisyys on hyvin pieni, ja väistäminenkin on ilmeisesti mahdollista.

SOPEUTUUKO IHMINEN
Kappaleet vetävät toisiaan puoleensa massojensa ja keskinäisten etäisyyksiensä mukaisesti: puhutaan painovoimasta. Maapallon massa vetää meitä puoleensa yhden painovoimayksikön voimalla. Koko elämän synty, myös oman lajin- ja yksilönkehityksemme, on tapahtunut yhden painovoimayksikön suuruisen voiman alaisena (lukuun ottamatta evoluutiota meressä ja sikiökautenamme).

Kun etäännymme maapallosta ja asetumme sitä kiertävälle radalle, maan vetovoima ja nopeutemme muutos kumoavat toisensa. Silloin meihin vaikuttava painovoima on käytännössä nolla. Muutoinhan avaruusalus syöksyisi joko maapallon pinnalle tai avaruuteen.

Fyysikot eivät kuitenkaan halua puhua painottomuudesta, nollagravitaatiosta, vaan mikrogravitaatiosta. Ihmiseen ei maata kiertävällä asemalla kuitenkaan enää kohdistu yhden G:n suuruista painovoimaa.

SYD√ĄN PIENENEE
Avaruudessa verisuonten sisällä olevaan vereen ei enää vaikuta hydrostaattinen paino ja siksi veritilavuus jakautuu suonistoon tasaisesti. Tilanne on samanlainen kuin vedessä tai maatessamme sängyssä jalkopää hieman kohotettuna.

Ylävartalossa olevan veren määrä lisääntyy, laskimot ja sydämen eteiset laajenevat, verisuonten seinämien painehavaitsijat virittyvät ja munuaiset alkavat erittää "ylimääräistä" nestettä pois. Ilmiö on uinnin harrastajille tuttu: uidessa ilmaantuu virtsaamisen tarve. Alavartalon laskimoissa olevan veren määrän vähentyessä laskimoiden jänteys pienenee, mistä yhdessä veritilavuuden vähenemisen kanssa on maahan paluun jälkeen se seuraus, että pyörryttää.

Kun sydän ei joudu ponnistelemaan hydrostaattista painetta vastaan, sen työmäärä vähenee ja tällöin sydänlihaksen supistumisvireys ja lihasmassa pienenevät. Sydämen kuormituksensieto heikkenee, kun palataan painovoimakenttään.

H√ĄIRI√ĖIT√Ą AIVOTOIMINNASSA
Painottomuus muuttaa tunto- ja liikeratajärjestelmän. Luustoon, lihaksistoon ja jänteisiin ei kohdistukaan enää kuormitusta. Lihasten ei tarvitse tehdä pystyasennon vaatimaa staattista työtä. Jänteistä ja nivelistä ei tule ärsykevuota aivoihin; hermoston ja lihasten välinen vuorovaikutus on poikkeavaa.

Niinpä avaruusasemalla aluksi koikkelehditaan ja saadaan kolhuja kuin lapsena ennen. Painovoimakenttään palattaessa liikkuminen on vastaavasti opeteltava uudelleen.

Hermoja pitkin aivoihin suuntautuvan viestinnän voimakas muutos aiheuttaa häiriöitä aivojen muussakin toiminnassa: ilmaantuu unihäiriöitä, ruokahaluttomuutta ja pahoinvointia. Tilaa kutsutaan avaruussopeutumahäiriöksi; se muistuttaa merisairautta eli matkapahoinvointia. Tasapainoaistikaan ei toimi normaalisti, sillä tasapainoelin ei ilmoita ylös-alassuuntia. Tämäkin lisää pahoinvointia.

Aivojen puutteellinen ja poikkeava virikkeistö sekä avaruustauti johtavat stressioireistoon, jossa lisämunuaisen kuorikerros on yliaktiivinen. Tilanteen jatkuessa kuorikerros saattaa uupua, kuormituksensieto huononee ja matkalainen saattaa tulla toimintakyvyttömäksi.

LUUSTO HAURASTUU, LIHAKSET SURKASTUVAT
Kun luuston ja lihaksiston kuormitus vähenee, seurauksena on sama ilmiö, joka on tuttu vaikkapa alaraajan kipsauksesta. Lihas surkastuu, ja luu menettää mineraalejaan, pehmenee ja haurastuu. Myös lisämunuaisen liikatoiminta heikentää luustoa ja lihaksistoa.

Kun avaruusmatkaajamme palaa takaisin painovoimakenttään, on mahdollista, että hänen tukielimistönsä ei enää kestäkään kehon painoa, vaan luut katkeilevat ja selkäranka painuu kasaan.

Luuston ja lihaksiston surkastuminen on pelätyin seuraamus avaruudessa oleskelusta. Niinpä esimerkiksi Neuvostoliitossa tutkitaan hyvin perusteellisesti tätä iImiötä ja sitä ehkäiseviä keinoja.

Immuunivasteen huononemisen syytä ei tunneta. Ilmiö on kuitenkin tärkeä, sillä sen heikentyminen voi pitkällä aikavälillä altistaa esimerkiksi tulehduksille ja syövälle.

MAAILMANKAIKKEUDEN KANSALAISIAKO?
Painottomuuden vaikutuksia ihmiseen tutkitaan - paitsi astro- ja kosmonauteilla avaruudessa ja maahan paluun jälkeen myös simuloimalla eli jäljittelemällä painotonta tilaa.

Varhemmin koehenkilöt upotettiin kaulaa myöten veteen. Viikkojen ja kuukausien jäljittelykokeessa käytettiin kuivaimmersiota. Tässä uima-altaan päälle levitetään löysä, vettä läpäisemätön kangas ja koehenkilöt asettuivat kankaan päälle. Tällöin vesi ympäröi heitä mutta iho ei kastunut.

Pitkään kestävät immersiokokeet ovat hankalia. Nykyisin käytetäänkin eniten vuodelepokoetta, jossa koehenkilöt ovat 5-10 asteen verran pääpuoli alaspäin olevalla vuoteella. Tällöin painovoima vaikuttaa elimistöön vähiten. Kallistamalla pääpuoli alaspäin on saatu aikaan biologiset vasteet, jotka muistuttavat avaruusasemalla oleskelua.

Jokaisella Saljut- ja Mir-asemalla työskentelevällä kosmonautilla on 5- 10 verrokkia maan päällä, edellä kuvatunlaisessa antiortostaattisessa vuodelevossa. Kun esimerkiksi Juri Romanenkon 1987 päättynyt avaruusmatka kesti noin vuoden, on ymmärrettävää, että vuodeksi sänkyyn "sitominen" vaatii poikkeuksellisen suurta motivaatiota.

Sopeutumisessa voidaan erottaa hermostollisen eli neuraalisen sopeutumisen vaihe, joka kestää minuutteja, sekä sen jälkeen tapahtuva aineenvaihdunnan ja hormonitasapainon muutos, joka vaatii tunteja, päiviä ja viikkoja.

Kuopion Yliopistollisessa keskussairaalassa on alettu tutkia, millaisia ilmiöitä esiintyy minuuteista yhteen tuntiin kestävien kokeiden aikana. Yritämme selvittää, millä tavoin sisäelinhermosto säätelee syketaajuutta ja verenpainetta pystyasnnosta pääalaspäin -asentoon siirryttäessä.

Taloudellisesti avaruuden tutkiminen tulee mahdolliseksi, jos tai kun sotilaallinen varustautuminen lopetetaan tai se rajoitetaan murto-osaan nykyisestä. jos asejärjestelmiä ei kehiteltäisi, tämä kapasiteetti voitaisiin ohjata vaikka avaruuden "valloittamiseen".

Ihminen on ollut maapallolla lajina vasta muutamia miljoonia vuosia ja jokseenkin nykyisen kaltaisena ehkä vajaat 100 000 vuotta. Pelkästään jääkauden jälkeisenä 10 000 vuotena kehitys on ollut rajähdysmäistä. Jos kykenemme ohjaamaan kehitysvoiman hallittuun uomaan, ei tavoitteen saavuttamiselle ole esteenä muu kuin ihminen itse.

Meissä on avaruuden ihmisen kyvyt. Vain meihin evoluutiossa valikoitunut itsekkyys ja aggressiivisuus saattavat suistaa meidät tuhoon. Me voimme lähteä avaruuteen joko tietoisina maailmankaikkeuden lainalaisuuksia suunnittelevina olentoina tai alistua tuhoutumaan lajina viimeistään auringon sammuessa.

ESKO L√ĄNSIMIES


© Esko Lšnsimies | KšvijŲitš 36864 kpl | Sivun latausaika: 0.002 sek (2.432 ms)