Gravitace hraje důležitou úlohu při prostorové orientaci člověka. Změny v gravitačních poměrech, jako je například přechod do beztížného stavu během letu do vesmíru, ovlivňuje lidskou prostorovou orientaci a vyžaduje přizpůsobení mnoha fyziologických mechanismů, při kterých je přímo účasten rovnovážný systém astronauta. Dokud neproběhne toto přizpůsobení, může to vyvolat nemoc z pohybu projevující se žaludeční nevolností, očními klamy a dezorientací. Tento stav je nazýván „vesmírnou nemocí“ nebo také syndromem adaptace na stav beztíže (Space Adaptation Syndrome – SAS), který je pozorován zhruba u poloviny všech astronautů během několika prvních dní jejich vesmírné cesty. Je to cosi ve svých projevech podobné kinetóze, která se projevuje u některých citlivých osob, hlavně dětí, při cestování v některých dopravních prostředcích.
„Škodlivá“ rotace
Je zajímavé, že stejné příznaky, jako má „vesmírná nemoc“ (SAS), mohou být způsobeny i dlouhým vystavením vlivu vysokých gravitačních sil na centrifuze, která bývá používaná k testování a tréninku pilotů stíhaček. K této zkušenosti stačí, aby člověk strávil na centrifuze déle než hodinu a byl vystaven gravitační síle třikrát větší než je na Zemi. Rotace sama o sobě není až tak nepříjemná, ale po opuštění centrifugy zhruba polovina testovaných osob zažije stejné příznaky, jaké jsou způsobeny „vesmírnou nemocí“. Také se prokázalo, že astronauti, kteří zažívali pocity „vesmírné nemoci“ při výcviku na centrifuze, s větší pravděpodobností trpěli „vesmírnou nemocí“ i během letů do kosmu.
To znamená, že tyto příznaky nejsou způsobeny stavem beztíže jako takovým, ale špatným přizpůsobením na rozdílné gravitační síly. Suzanne Nooij studovala blíže tyto vlivy s použitím centrifugy v Centre for Man and Aviation in Soesterberg. Její výsledky potvrzují tuto teorii, že oba typy žaludeční nevolnosti (při „vesmírné nemoci“ a po rotaci) jsou způsobeny naprosto stejným mechanismem a to také poskytuje lepší vysvětlení, proč se tyto příznaky objevují.
Otolity a rotace
Je logické, že Nooij zaměřila svoji pozornost na orgán rovnováhy. Ten je umístěný ve vnitřním uchu a tvoří jej polokruhové kanálky, které jsou citlivé na rotaci, a otolity – krystalky uhličitanu vápenatého, které dráždí nervová zakončení při lineárním zrychlení. Dříve se zdálo že vše nasvědčuje tomu, že rozdíl mezi fungováním levého a pravého rovnovážného ústrojí přispívá k náchylnosti astronautů k „vesmírné nemoci“. Pokud by tomu tak bylo, měly by být účinky stejné i u dlouhodobé rotace.
Nooij testovala tuto hypotézu „otolitové asymetrie“. Fungování otolitů a polokruhových kanálků na obou stranách bylo měřeno u patnácti testovaných osob, o kterých se vědělo, že jsou náchylní k „vesmírné nemoci“. U těch, kteří trpěli „vesmírnou nemocí“, se po rotaci na centrifuze potvrdila vysoká otolitová asymetrie a citlivější rovnovážný systém. Tito lidé ale nemohli být hodnoceni jako citliví nebo necitliví na základě pouze samotné asymetrie, ale byla v tom kombinace vlivu rozdílných vlastností otolitů i kanálků v kterých jsou uloženy.
To ukazuje, že do projevu příznaků „vesmírné nemoci“ je zapojen celý rovnovážný orgán a úplné vysvětlení příčin těchto potíží nebude tak jednoduché, protože problémy pravděpodobně způsobují vzájemně provázané složitější interakce mezi různými částmi tohoto orgánu rovnováhy.
Ve světle těchto poznatků se nedá jednoznačně usoudit, že vytvoření „umělé gravitace“ pomocí rotace kosmické lodi by bylo schůdnou cestou, jak zabránit fyziologickým změnám, zejména ochabnutí kosterního svalstva při dlouhodobých kosmických letech, a zda by se to obešlo bez projevů kosmické nemoci. Zatím není ani jasné, jak velký by musel být poloměr otáčení, aby se zabránilo nepříznivému vlivu tohoto otáčení na rovnovážné ústrojí astronautů (Coriolisova síla). Více pravděpodobné (a levnější) bude při dlouhodobých kosmických letech tradiční využívání pohyblivých chodníčků, kde budou astronauti běhat připoutáni pružnými „kšandami“ a různých jiných „posilovadel“. Jisté je, že tato otázka bude muset být zodpovězena, ještě před plánovaným letem s lidskou posádkou na Mars.
Zdroj: Delft University of Technology