Po návrate z dlhších pobytov je chôdza problémom – aj Tim Peake, Tim Kopra a Jurij Malenčenko trávili prvé chvíle na Zemi po pristáti ich Sojuzu posediačky. Kredit: Image, thehumanion.com.

Spočiatku si nikto nebol istý, či môže človek prežiť čo len krátky pobyt na nízkej obežnej dráhe Zeme, preto letu prvých kozmonautov a astronautov predchádzali lety psov a šimpanzov. Aj keď ho prežili bez zjavného poškodenia organizmu (s výnimkou dôsledkov zlyhania techniky, niekedy fatálneho), stále nebolo isté, aký bude mať vesmírny let dopad na psychiku ľudí. Jurij Gagarin preto letel v režime pokusného králika - všetko prebiehalo automaticky, do riadenia svojho korábu nemusel zasahovať a dokonca sa myslelo aj na to, ako mu zabrániť zasahovať do riadenia v prípade, že by sa vplyvom kozmického letu pomiatol (tajný kód, ktorý mal v prípade potreby dostať v priebehu letu zo Zeme, aby mohol prejsť na ručné ovládanie kozmickej lode, mu aj tak priatelia vopred prezradili, takže oni zjavne túto možnosť nebrali vážne).

Prvé lety v trvaní niekoľkých hodín a dní prežili kozmonauti bez zjavných následkov, ak nerátame adaptačný syndróm (podobný kinetóze alebo morskej chorobe), ktorý niekoho trápil krátko, niekoho dlhšie, ale nakoniec vždy ustúpil bez následkov - ak nerátame fakt, že postihnutý kozmonaut niekedy sotva dokázal pracovať. Keď sa však doba pobytu v mikrogravitácii začala merať na týždne, kozmonauti sa po návrate na Zem nedokázali postaviť na nohy. A to bol len ten pre verejnosť najviditeľnejší problém. Postupom času sa zoznam zmien, ktoré sa odohrávajú v organizme, nepríjemne rozrastal. Niektoré sa po návrate na Zem čoskoro upravili, iné celkom nie a o niektorých je zrejmé, že na všetky ich dlhodobé následky vo svetle súčasných poznatkov nedovidíme.

GRAVITY GETS ME DOWN – príťažlivosť ma dáva dole – nápis na tričku talianskej astronautky Samanty Cristoforetti na obrázku niekoľko dní po návrate z dlhodobého pobytu na Medzinárodnej vesmírnej stanici. Kredit: https://plus.google.com/.

Ľudské telo v podmienkach mikrogravitácie (čo je modernejší výraz pre bezváhový stav) prechádza viacerými zmenami. Tou prvou sú poruchy funkcie vestibulárneho systému - orgánu rovnováhy. Tento vesmírny adaptačný syndróm sa prejavuje nevoľnosťou a zvracaním a počas prvých troch dní postihuje asi dve tretiny kozmonautov. Jeho prejavy sa dajú zmierniť podávaním antihistaminika prometazínu.

Viditeľnou zmenou je redistribúcia telesnej tekutiny. Táto je gravitáciou tlačená do dolnej časti tela a v jej neprítomnosti sa presunie nahor, čo sa prejavuje opuchom tváre. Súčasne dochádza k zvýšeniu priepustnosti cievnej steny pre tekutinu, ktorá uniká do medzibunkového priestoru a objem tekutiny v cievnom riečišti klesá asi o desatinu - dosť na to, aby tým spôsobený pokles krvného tlaku spolu so zmätenými reakciami organizmu na zmeny tlaku v cievnom riečišti podieľal na neschopnosti mnohých kozmonautov udržať sa na nohách po pristátí na Zemi.

Mikrogravitácia spôsobuje aj významné zmeny na pohybovom aparáte, ktorý sa pohotovo prispôsobuje nepatrnej záťaži. Zmenšuje sa kostná hmota - mesačne o 1 - 1,6%, čo pri dlhodobom pobyte znamená straty, hroziace až zlomeninami. Vápnik, uvoľnený z kostí je obličkami vylučovaný do moča v takom množstve, že dochádza k tvorbe močových kamienkov. Rýchlym tempom sa stráca aj svalová hmota. Najlepším, aj keď nie dokonalým prostriedkom, ako zabrániť týmto zmenám, je každodenné cvičenie. Ak ho kozmonauti zanedbávajú, po pristátí na Zemi niekoľko dní nie sú schopní postaviť sa na nohy, čo si v praxi ako prví vyskúšali Sovieti. (Našťastie nie pri nepodarených pristátiach, kedy ich prežitie záviselo od schopnosti postarať sa o seba po celé dni bez kontaktu so záchranármi – ale toto riziko nebolo dodnes úplne eliminované).

V prípade zvýšenia radiácie majú astronauti na palube budúcej kozmickej lode Orion použiť ako dodatočnú ochranu skladovacie vaky. Kredit: NASA.

Pomerne novým a znepokojujúcim je častý výskyt porúch zraku. Viac, ako polovica kozmonautov počas dlhých letov zaznamenala zníženie zrakovej ostrosti, prevažne pri pohľade do blízka. Príčinou sú zmeny tvaru oka, opuch optického disku, zhrubnutie optického nervu a ďalšie. Dlho pretrvávajú tzv. vatové škvrny na sietnici. Príčiny nie sú dosiaľ známe, môžu to byť napríklad zmeny prekrvenia očí a zmeny vnútrolebečného tlaku v mikrogravitácii. Skutočnosť, že zmeny na očiach sa úplne neupravujú ani dlho po pobyte na obežnej dráhe okolo Zeme je dosť znepokojujúca.

Ďalším podstatným problémom je kozmické žiarenie. Dráha Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS) je pomerne nízka a čiastočne mimo jeho dosahu, pretože je odkláňané magnetickým poľom Zeme. Aj tak je obvyklá ročná dávka pre člena jej posádky nad 200 mSv, teda síce nie preukázateľne ohrozujúca zdravie, ale výrazne nad slovenskými normami pre pracovníkov s ionizujúcim žiarením na Zemi - do 50 mSv (nevedno, ak sa s tým vysporiadajú takí Japonci, ktoré podobne žiariace lokality po havárii jadrovej elektrárne vo Fukušime evakuovali). Počas dvaapolročnej expedície na Mars treba rátať s celkovou dávkou žiarenia okolo 1000 mSv, o ktorej je (na rozdiel od veľmi obozretných hygienických noriem) preukázané, že nemusí ostať bez zdravotných následkov. A to sa ešte môžu prihodiť ďalšie, dosť vysoké dávky počas slnečných erupcii. Mimochodom, celoživotná dávka pre 45 - ročného amerického astronauta je v súčasnosti stanovená na 1500 mSv, pre astronautku 900 mSv.

Okrem toho sa zistilo viacero zmien, ktorých význam nie je jasný, alebo prinajmenšom sa nezdá, že by mali závažný vplyv na zdravie a výkonnosť astronautov. Viacero sa ich sťažovalo na bolesti hlavy a bolesti kĺbov. To by nebol neprekonateľný problém, ale v určitom prípade, po práci mimo kozmickú loď, treba pri týchto príznakoch uvažovať aj o možnosti choroby z dekompresie, aká sa vyskytuje u potápačov po príliš rýchlom vynorení z väčšej hĺbky, pretože tlak v skafandroch pre prácu mimo kozmickej lode je oveľa nižší, ako v jej obytnom priestore. Kozmonauti preto pred výstupom dýchajú 100% kyslík, aby sa toto riziko znížilo. Rôzne neurologické príznaky však môžu byť spôsobené aj narušením denného pracovného a spánkového cyklu, chýbaním prirodzeného striedania svetla a tmy a tiež neustálym hlukom z prístrojov v priestoroch kozmickej lode. Počas pobytu v mikrogravitácii tiež dochádza k zníženiu objemových parametrov pľúc, hoci bez znateľného vplyvu na výmenu plynov v pľúcach. Do určitej miery sa znižuje množstvo červených krviniek a mení sa aj počet rôznych typov bielych krviniek, spolu so zmenami fungovania celého imunitného systému, zatiaľ bez pozorovaných dlhodobých zdravotných následkov.

Opuch optického disku oka na snímkach očného pozadia (sietnice) pred kozmickým letom (hore) a po ňom (dole). Kredit: NASA.

Zaujímavé poznatky, ktorých význam však väčšinou ešte nevieme celkom zhodnotiť, priniesol ročný let Scotta Kellyho a nasledovné porovnanie parametrov jeho organizmu s dvojčaťom Markom. S uspokojením bolo možné konštatovať, že u Scotta Kellyho sa do pol roka upravili niektoré zmenené parametre, ako funkcia imunitného systému, metabolizmu a zloženie bakteriálneho osídlenia tráviaceho traktu. Na druhej strane, po návrate uňho došlo k určitému a pretrvávajúcemu zhoršeniu mentálnych schopností. Zhoršila sa schopnosť chromozómov opravovať svoje poškodenia a čo je zaujímavé, počas letu sa predĺžili sa ich teloméry (čo by mohlo znamenať perspektívu dlhšieho života, ale po návrate na Zem sa opäť skrátili).

Hoci kozmonauti prechádzajú dôkladnými lekárskymi prehliadkami, akútne ochorenia a úrazy u nich nemožno vylúčiť. Neodkladná evakuácia na Zem je možná z Medzinárodnej vesmírnej stanice, už z plánovanej základne Gateway pri Mesiaci to môže byť problém a pri vzdialenejších letoch si musí posádka vystačiť s vybavením, ktoré si povezie so sebou. Z diagnostických prostriedkov sa vo Vesmíre už bežne využíva ultrasonografia, dá sa uvažovať o endoskopii a dá sa rátať s možnosťou rozsiahlej hematologickej a biochemickej diagnostiky. Spektrum liekov bude viac alebo menej obmedzené na zvládanie akútnych situácii, o možnosti chirurgických výkonov sa dá len špekulovať - ak nepôjde o jednoduché ošetrenie vonkajších zranení, do úvahy pripadá najskôr robotická endoskopická chirurgia, ale s ohľadom na oneskorenie prenosu signálu by musela byť podstatne iná, ako to dovoľujú dnešné možnosti.

Napriek optimistickým víziam je v súčasnosti potrebné konštatovať, že pri dlhodobom pobyte v kozmickom priestore, pri mikrogravitácii a zrejme aj výrazne zníženej gravitácii nastávajú v ľudskom organizme niektoré zmeny, ktorých následky po niekoľkoročnom pobyte môžu byť aj závažné, prípadne fatálne - a to dlhodobú závažnosť ďalších nedokážeme zhodnotiť. Ochrana zdravia kozmonautov počas dlhodobých pobytov v medziplanetárnom priestore môže nakoniec výrazne skomplikovať a predražiť medziplanetárne lety.

Zdroje informácii

https://www.medscape.com/viewarticle/921252

https://www.medscape.com/viewarticle/911801

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/how-nasa-protects-astronauts-from-space-radiation-at-moon-mars-solar-cosmic-rays