Микрогравитация в космосе вызывает ряд проблем у космонавтов, включая потерю плотности кости и атрофию мышц. Но есть и другая проблема: невесомость позволяет шипам астронавтов расширяться, делая их выше. Увеличение высоты постоянно, пока они находятся в космосе, и вызывает боль в спине.
Новый SkinSuit, тестируемый в кабинете в Королевском колледже в Лондоне, может принести некоторое облегчение. Исследование еще не было опубликовано.
Постоянная 24-часовая микрогравитация, с которой астронавты живут в космосе, отличается от естественного 24-часового цикла, через который люди проходят на Земле. Здесь внизу позвоночник проходит естественный цикл, связанный со сном.
Сон в положении лежа на спине позволяет дискам в позвоночнике расширяться с жидкостью. Когда мы просыпаемся утром, мы находимся на самом высоком уровне. По ходу нашего дня гравитация сжимает позвоночные диски, и мы теряем около 1,5 см (0,6 дюйма) в высоту. Затем мы снова спим, и позвоночник снова расширяется. Но в космосе, как известно, шипы астронавтов растут до 7 см. (2,75 дюйма)
Руководитель исследования Дэвид А. Грин объясняет это: «На Земле ваш позвоночник сжимается под действием силы тяжести, когда вы стоите на ногах, затем вы ложитесь спать ночью и ваш позвоночник разгружается - это нормальный циклический процесс».
В условиях микрогравитации позвоночник космонавта никогда не сжимается под действием силы тяжести и остается без нагрузки. В результате расширение вызывает боль. Как говорит Грин: «В космосе нет гравитационной нагрузки. Таким образом, диски в вашем позвоночнике могут продолжать набухать, естественные изгибы позвоночника могут быть уменьшены, а поддерживающие связки и мышцы - больше не требующие сопротивления гравитации - могут стать рыхлыми и слабыми ».
Проект SkinSuit, разработанный Отделом космической медицины Европейского центра астронавтов ЕКА и Королевским колледжем в Лондоне, основан на работе, выполненной Массачусетским технологическим институтом (MIT). Это одежда на основе спандекса, которая имитирует гравитацию, сжимая тело от плеч до ступней.
Костюмы были испытаны на борту Международной космической станции астронавтами ЕКА Андреасом Могенсеном и Томасом Песке. Но их можно было носить только в течение короткого периода времени. «Первые концепции были действительно неудобными, обеспечивали около 80% эквивалентной гравитационной нагрузки, и поэтому их можно было носить только в течение нескольких часов», - сказал исследователь Филип Карвил.
На Земле исследователи работали над костюмом, чтобы улучшить его. Они использовали водяную кровать, наполовину заполненную водой, богатой солями магния. Это воссоздало микрогравитацию, с которой астронавты сталкиваются в космосе. Исследователи были вдохновлены Мертвым морем, где высокое содержание соли позволяет пловцам плавать на поверхности.
«В ходе наших более длительных испытаний мы наблюдали увеличение в росте, аналогичное тому, которое испытывали на орбите, что говорит о том, что это достоверное представление о микрогравитации с точки зрения воздействия на позвоночник», - объясняет исследователь Филип Карвил.
Исследования с использованием студентов в качестве тестовых предметов помогли в разработке SkinSuit. Лежа на водяной кровати, имитирующей микрогравитацию, как с SkinSuit, так и без него, субъекты сканировали с помощью МРТ для проверки эффективности SkinSuit. Костюм прошел несколько модификаций дизайна, чтобы сделать его более удобным, носимым и эффективным. Теперь дело за дизайном Mark VI.
«Комбинезон Mark VI чрезвычайно удобен до такой степени, что его можно ненавязчиво носить в течение длительных периодов нормальной активности или во время сна», - говорит Карвил. «Mk VI обеспечивает около 20% нагрузки - чуть больше, чем лунная гравитация, чего достаточно, чтобы вернуть силы, подобные тем, которые привыкли иметь позвоночник».
«Результаты еще не опубликованы, но похоже, что комбинезон Mk VI эффективен для смягчения удлинения позвоночника», - говорит Филип. «Кроме того, мы узнаем больше об основных физиологических процессах и важности перезагрузки позвоночника для всех».
