Kosmoselennu mõju inimesele

Kosmosesüstik orbiidil

Kosmoselennud toovad kaasa inimestele mitmeid mõjusid. Kosmoses viibimine võib mõjutada nii inimorganismi füüsilist kui ka vaimset tervist.

Füüsilised mõjud

Kosmos on võrreldes inimeste sünnipaiga Maaga väga erinev keskkond, kuid tehnoloogia, näiteks kosmoselaeva või kosmoseskafandri abiga on võimalik tagada inimtegevuseks vajalikud tingimused. Inimestele kõige hädavajalikumad on hingamiseks sobilik õhk, vesi ja toit. Nende vajaduste täitmiseks on kosmoses kasutusel spetsiaalsed süsteemid, mis lisaks eelmainitule peavad kontrollima ka õhutemperatuuri ja -rõhku ning tegelema inimkeha jääkproduktidega.^[1] Peale selle on inimesi tarvis kaitsta ka väliste kahjulike mõjude, nagu näiteks kiirguse ja mikrometeoriitide eest.

Vaakum

Inimkeha on kohanenud eluks Maa atmosfääris, milles on kindel rõhk ja hapnikusisaldus. Vaakum aga tähendab õhu puudumist. Sattudes vaakumisse, jätkavad kopsud tööd, kuid hapniku puudumisel hakkavad nad töötama vastupidi ja verest hapnikku eraldama. Sekundite jooksul jõuab hapnikuvaene veri ajju ja inimene kaotab teadvuse. Rõhu puudumisel võib minna keema niiskus inimese suus, kuid mitte veri ja muud vedelikud organismis, nagu kujutavad seda tihtipeale ulmeteosed.^[2]

Kiirgusdooside võrdlus

Kiirgus

Kosmoses on mitmeid eri kiirgusi, mis on üldiselt tunduvalt suurema energiaga kui maapealsed kiirgused ja seetõttu inimestele palju ohtlikumad. Neist olulisemad on Päikese pinnal toimuvate magnetiliste plahvatustega maailmaruumi paiskuvad osakesed ja kosmiline kiirgus^[3], mille täpne päritolu on seni veel teadmata, kuid mis paljude teadlaste arvates pärineb põhiliselt supernoovadest. Maal ja selle lähedal kaitseb kosmilise kiirguse eest maakera magnetväli, kuid kaugemale minnes, näiteks Kuul või Marsil, sellist kaitset pole.^[4] Suurema osa Päikesest lähtuva kiirguse eest suudab kaitsta kosmosesõiduki kere, kuid kosmiline kiirgus on tunduvalt suurema energiaga,^[5] mis tähendab, et selle eest kaitsmiseks oleks tarvis üle meetri paksuseid seinu praegu saadavalolevate materjalide korral.^[6] Teise võimalusena nähakse magnetilist kaitsekilpi, sarnaselt Maad ümbritseva magnetväljaga, kuid senised lahendused on veel liiga energiakulukad, et neid reaalselt kasutada.^[7][8]

Inimorganismi läbivad kõrge energiaga osakesed võivad põhjustada mutatsioone DNA-s ja seetõttu suurendada riski vähi tekkimiseks, muutuseid kesknärvisüsteemis, kudede lagunemisega seotud probleeme ja akuutset kiirgustõbe, millega võivad kaasneda muutused veres, halb enesetunne, kõhulahtisus ja oksendamine.^[3][9]

Temperatuur

Kuna kosmosevaakumis puuduvad aineosakesed, siis pole kosmoses otseselt ka temperatuuri. Samal põhjusel ei toimu kosmoses ka temperatuuri kaotust keskkonda soojusülekande teel. Temperatuur eraldub ainult soojuskiirguse näol, mistõttu inimkeha jahtuks suhteliselt aeglaselt.

Kaaluta oleku mõju juustele

Kaaluta olek

Maal viibides mõjub kõigile kehadele gravitatsioonijõud. Kosmoses viibides gravitatsioon küll ei kao, aga kuna orbiidil viibimine tähendab sisuliselt pidevat vaba langemist, kogevad kosmoselaevades ja -jaamades olevad inimesed kaaluta olekut.^[10] Kaaluta olekus võivad tekkida probleemid oma asendi tunnetusega, kuna puuduvad "üles" ja "alla". Astronautidel esineb ka propriotseptsioonihäireid, mis tähendab, et nad ei tunneta enam oma kehaosade asendit. Kuna orbiidil viibides ei pea organism võitlema vastu Maa gravitatsioonile toob pikem viibimine kaaluta olekus kaasa luu- ja lihasmassi vähenemise. Sellega võitlemiseks teevad astronaudid rahvusvahelise kosmosejaama pardal iga päev umbes kaks tundi trenni.^[11] Uuringutest on ilmnenud, et kaaluta oleks viibimine võib mõjutada ka silmanägemist.^[12] Kaaluta olekus ei pea süda vere pumpamisel gravitatsioonile vastu võitlema, mistõttu suureneb vedelike hulk keha ülaosas ja võib ilmneda näo, kaela ja õlgade puhitust.^[10]

Psühholoogilised mõjud

Lisaks astronaute kimbutavatele füüsilistele probleemidele võib kosmoselaeval tihti kitsastes oludes viibimine lisada ka tuntavat psühholoogilist stressi. Stress võib viia erimeelsusteni meeskonnaliikmete seas, aga ka maapealsete missioonijuhtide ja astronautide vahel.

Isolatsioon

Kosmos on suur koht ja seal viibijate ning ülejäänud inimkonna vahele jääb sadu, kui mitte tuhandeid ja miljoneid kilomeetreid tühja vaakumit. See tähendab, et probleemide korral pole kiiret abi kuskilt loota. Maa-lähedastel orbiitidel on võimalik missiooni katkestades jõuda mõne tunniga tagasi Maale, kuid kaugemale minnes puudub seegi võimalus. See tähendab, et kõik vajalik peab olema endaga kaasas ja abipakke pole võimalik järele saata. Pikematel reisidel võib astronautidel tekkida depressiooni, ärevushäireid ja üksindustunnet.^[13]

Uneprobleemid

Uuringud on näidanud, et astronaudid magavad rahvusvahelises kosmosejaamas keskmiselt tund aega vähem kui Maa peal. Selle põhjusteks peetakse üldist kosmoses viibimisega seotud stressi, kuid ka öö ja päeva tsükli kadumist. Maa-lähedasel orbiidil tõuseb ja loojub päike 24 tunni sees umbes 40 korda. Selle tõttu ei teki inimesel harjumuspäraseid valguse ja pimeduse perioode, mis omakorda mõjutab unekvaliteeti.^[14][15] Rahvusvahelises kosmosejaamas kasutatakse astronautide unerütmi tagamiseks muutuva valgusspektriga LED-lampe, mis uneajale lähenedes muudavad valguse punakamaks ja ärgates lisavad valgusesse sinist.^[16]

Kitsad olud

Kuna kosmosesse asjade saatmine on väga kallis ja hind sõltub massist, on kosmoselaevad- ja jaamad üldiselt üsna piiratud ruumiga. Lisaks inimestele peavad ära mahtuma ka kogu missiooniks vajalik varustus, inimeste enda eluks vajalik toit, vesi ning muud varud. Ruumipuuduses aga võivad astronautidel tekkida psühholoogiline stress ja klaustrofoobia.^[17]

Eri piirkonnad

Nii nagu Maal on eri ilmastikuga piirkonnad, on ka kosmoses eri piirkondades omad ohud ja nähtused.

Maa-lähedased orbiidid

Van Alleni vööd

Maa-lähedastel orbiitidel viibivatel kosmosesõidukitel on eeliseks lähedus Maale ja võimalus regulaarselt Maalt saadetisi saada. Samuti leevendab Maa lähedus mitmeid kiirguseohtusid. Ühest küljest kaitseb maakera oma massiga kahjulike kiirgusosakeste eest, teiselt poolt tõrjub ka maakera magnetväli kosmilist kiirgust.^[18][19] Astronaudid saavad aga siiski kordi suuremaid kiirgusdoose kui inimesed Maal. Maa ümber on mitu vööndit, mida nimetatakse Van Alleni kiirgusvööndiks, kus on kiirguse tase eriti kõrge ja seetõttu ohtlik inimestele.^[20]

Süvakosmos

Liikudes maakerast kaugemale väljutakse Maa kaitsvast magnetväljast ja kiirguse oht suureneb tunduvalt. Uuringud on näidanud, et Apollo programmi astronautidel, ainsatel, kes on siiani reisinud väljapoole Maa-lähedastest orbiitidest, on tunduvalt suurem risk surra südamehaiguste tõttu, kui astronautidel, kes on viibinud ainult Maa-lähedasel orbiidil.^[21]

Teised taevakehad

Paljudel taevakehadel puudub magnetväli ja seetõttu on nendel viibimine kiirguse poolest ohtlikum kui Maal. Näiteks Kuul ja Marsil puuduvad magnetosfäärid.^[22] Samas on võib kiirgustase olla madalam süvakosmosest, sest ühelt poolt kaitseb planeedi enda mass. Samuti on gravitatsioon igal taevakehal erinev, sõltudes tolle massist.^[23] Marsi gravitatsioon on umbes kolm korda nõrgem kui Maal, mille tõttu esineks tõenäoliselt ka Marsil viibivatel inimestel probleeme sarnaselt kaaluta olekuga.^[17]

Viited

1. "Breathing Easy on the Space Station". Originaali arhiivikoopia seisuga 21. september 2008.
2. Nick Greene (26.10.2017). "What Happens to the Human Body in a Vacuum?". ThoughtCo. Vaadatud 30.10.2017.
3. "Nasa's Efforts to Manage Health and Human Performance Risks for Space Exploration" (PDF). NASA. 29.10.2015. Originaali (PDF) arhiivikoopia seisuga 9.10.2022. Vaadatud 30.10.2017.
4. Space.com (21.04.2016). "What Are Cosmic Rays?". Vaadatud 30.10.2017.
5. Jason Major (24.12.2015). "Can solar flares hurt astronauts?". Universe Today. Vaadatud 30.10.2017.
6. NASA. "Mass Shielding". Originaali arhiivikoopia seisuga 7.06.2019. Vaadatud 30.10.2017.
7. Rob Garner (30.09.2017). "Real Martians: How to Protect Astronauts from Space Radiation on Mars". NASA. Vaadatud 30.10.2017.
8. Antonella Del Rosso (5.08.2015). "A superconducting shield for astronauts". CERN. Vaadatud 30.10.2017.
9. "How does radiation affect the human body in space?". Canadian Space Agency. 18.08.2006. Vaadatud 30.10.2017.
10. "Effects of Weightlessness". Vibrationdata.com. Vaadatud 30.10.2017.
11. Elizabeth Howell (30.09.2013). "Weightlessness and Its Effect on Astronauts". Space.com. Vaadatud 30.10.2017.
12. "Spaceflight Bad for Astronauts' Vision, Study Suggests". Space.com. 13.03.2012. Vaadatud 31.10.2017.
13. Prof. Antonio Paris. "Physiological & Psychological Aspects of Sending Humans to Mars". Washington Academy of Sciences Journal. Originaali arhiivikoopia seisuga 6.11.2017. Vaadatud 31.10.2017.
14. A. Gundel, V.V. Polyakov, J. Zulley (märts 1997). "The alteration of human sleep and circadian rhythms during spaceflight". Journal of Sleep Research. Vaadatud 31.10.2017.
15. Charles A. Czeisler, Laura K. Barger (13.09.2017). "Sleep-Wake Actigraphy and Light Exposure During Spaceflight-Long". NASA. Vaadatud 31.10.2017.
16. George C. Brainard, Steven W. Lockley (18.10.2017). "Testing Solid State Lighting Countermeasures to Improve Circadian Adaptation, Sleep, and Performance During High Fidelity Analog and Flight Studies for the International Space Station". NASA. Vaadatud 31.10.2017.
17. "The Human Body in Space". NASA. Vaadatud 31.10.2017.
18. M.J. Golightly, M.D. Weyland, A.S. Johnson, E. Semones. "Twenty Years of Radiation Measurements in Low Earth Orbit: What Have We Learned?" (PDF). NASA. Originaali (PDF) arhiivikoopia seisuga 12.05.2021. Vaadatud 31.10.2017.
19. G. Reitz (2008). "Characteristic of the radiation field in low Earth orbit and in deep space". Z Med Phys. Vaadatud 31.10.2017.
20. Elizabeth Howell (01.09.2016). "Van Allen Radiation Belts: Facts and Findings". Space.com. Vaadatud 31.10.2017.
21. Daniela Hernandez (28.07.2016). [study-explores-the-health-risks-of-deep-space-travel-1469716657 "Study Explores the Health Risks of Deep-Space Travel"]. The Wall Street Journal. Vaadatud 29.12.2017. {{netiviide}}: kontrolli parameetri |url= väärtust (juhend)
22. "Magnetospheres other than Ours". NASA. Originaali arhiivikoopia seisuga 12.12.2016. Vaadatud 31.10.2017.
23. "Newton's Laws and Weight, Mass and Gravity". Vaadatud 31.10.2017.