సునీతా, విల్‌మోర్: అంతరిక్షంలో ఎక్కువకాలం ఉంటే మనిషి శరీరంలో ఎలాంటి మార్పులు వస్తాయి, ప్రమాదాలేంటి ?

ఇప్పటివరకు అంతరిక్షంలో ఎక్కువ కాలం గడిపిన రికార్డు రష్యాకు చెందిన వాలెరి పాలియకోవ్ పేరిట ఉంది. పాలియకోవ్ 1990లలో మిర్ అంతరిక్ష కేంద్రంలో 437 రోజులు గడిపారు.

అయితే, అంతరిక్షంలో ఎక్కువ కాలం గడపడం వల్ల వ్యోమగాముల శరీరంలో అనేక మార్పులు జరుగుతాయి. వారి కండరాలు, మెదడు, ఆఖరికి పొట్టలో ఉండే బ్యాక్టీరియాలో కూడా మార్పులు జరుగుతాయి.

ఎనిమిది రోజుల మిషన్ కోసం అంతరిక్షంలోకి వెళ్లిన వ్యోమగాములు సునీతా విలియమ్స్, బుచ్ విల్‌మోర్‌లు స్పేస్‌క్రాఫ్ట్‌లో సాంకేతిక లోపం తలెత్తడంతో తొమ్మిది నెలలుగా అక్కడే ఉన్నారు.

కాకపోతే, అంతరిక్ష ప్రయాణం వీరికి కొత్త కాదు. ఇద్దరూ ఎంతో అనుభవం ఉన్న వ్యోమగాములు. కానీ, వారు రావాల్సిన సమయ వ్యవధి పెరగడం వల్ల గురుత్వాకర్షణ శక్తి తక్కువగా ఉన్న అంతరిక్షంలో వారి శరీరాలపై కచ్చితంగా ప్రభావం పడుతుంది.

ఎక్కువ కాలం స్పేస్‌ ఫ్లయిట్‌లో ఉండాల్సి వస్తే ఆ పరిస్థితిని మానవ శరీరాలు ఎలా తట్టుకుంటాయి? సమస్యలు వస్తే ఎలా ఎదుర్కొంటాయి? వంటి వాటిపై విలువైన సమాచారాన్ని ప్రముఖ ఆస్ట్రోనాట్ ఫ్రాంక్ రుబియో మీద జరిగిన పరిశోధనలు వివరించాయి.

రుబియో అంతరిక్షంలో 371 రోజుల పాటు ఉన్నారు. మానవులు సుదీర్ఘ అంతరిక్ష ప్రయాణాలను ఎలా నిర్వహించగలరో, ఆరోగ్య సమస్యలను ఎలా తగ్గించుకోవాలో శాస్త్రవేత్తలు తెలుసుకోవడానికి రుబియో సహాయపడ్డారు. పరిమిత జిమ్ పరికరాలతో వ్యాయామం శరీరాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేస్తుందనే దానిపై ఒక అధ్యయనంలో చేరిన మొదటి వ్యోమగామి రుబియో.

ఈ అధ్యయనం ఫలితాలు ఇంకా ప్రచురితం కాలేదు. కానీ, ఈ సమాచారం భవిష్యత్ అంతరిక్ష కార్యకలాపాలకు చాలా ముఖ్యమైనది. ఉదాహరణకు, అంగారక గ్రహానికి ఒక రౌండ్ ట్రిప్ వెళ్లి రావాలంటే దాదాపు 1100 రోజులు పట్టవచ్చు (మూడు సంవత్సరాలకు కొంచెం ఎక్కువ). అంగారక గ్రహానికి వెళ్లే స్పేస్ క్రాఫ్ట్, ఐఎస్ఎస్ కంటే చాలా చిన్నదిగా ఉంటుంది. కాబట్టి, వ్యోమగాములకు చిన్న, తేలికైన వ్యాయామ పరికరాలు అవసరం.

కండరాలు, ఎముకలు

గురుత్వాకర్షణ ప్రభావం లేకపోవడంతో అంతరిక్షంలో మనుషుల కీళ్లు, కండరాలు, ఎముకల సాంద్రత చాలా వేగంగా క్షీణించడం మొదలవుతుంది. ముఖ్యంగా వెన్నెముక, మెడ, పిక్కలు, తొడ కండరాలు ప్రభావితం అవుతాయి. కేవలం రెండు వారాలకే కండర ద్రవ్యరాశి 20 శాతం తగ్గుతుంది. ఇక మూడు నుంచి ఆరు నెలల వరకు సాగే సుదీర్ఘ మిషన్లలో పాల్గొనే వారికి 30 శాతం వరకు కండరాల క్షీణత ఉండొచ్చు.

భూమిపై ఉన్నప్పటిలా శరీరం ఎక్కువ ఒత్తిడికి గురికాకపోవడం వల్ల వ్యోమగాముల ఎముకలు పటిష్టతను కోల్పోవడం, ఎముకల్లోని పోషకాలను కోల్పోవడం మొదలవుతుంది.

వ్యోమగాములు అంతరిక్షంలో గడిపిన ప్రతీ నెలా 1-2 శాతం ఎముకల ద్రవ్యరాశిని కోల్పోతారు. ఆరు నెలల కాలం అక్కడుంటే 10 శాతానికి పైగా ద్రవ్యరాశి తగ్గుతుంది.

భూమిపై ఉండే వృద్దుల కోల్పోయే ఎముకల ద్రవ్యరాశి ప్రతీ ఏటా 0.5-1 శాతమే.

ఈ కారణంగా వ్యోమగాములకు ఫ్రాక్చర్లు అయ్యే ప్రమాదం ఎక్కువ. అలాగే వాటి నుంచి కోలుకోవడానికి కూడా చాలా సమయం పడుతుంది. వ్యోమగాములు భూమిపైకి వచ్చాక మునుపటి ఎముక ద్రవ్యరాశిని పొందడానికి నాలుగేళ్ల సమయం పడుతుంది.

దీన్ని తగ్గించడానికి ఐఎస్‌ఎస్ ఆర్బిట్‌లో ఉన్నప్పుడు వ్యోమగాములు ప్రతీరోజు రెండున్నర గంటల వ్యాయాయం చేస్తారు. ఐఎస్‌ఎస్ జిమ్‌లో అమర్చిన ఒక పరికరాన్ని ఉపయోగించి స్క్వాట్స్, డెడ్‌లిఫ్ట్, బెంచ్ ప్రెసెస్‌ చేస్తారు. ఎముకల ఆరోగ్యాన్ని కాపాడుకోవడం కోసం అదనపు పోషకాలను తీసుకుంటారు.

అయితే, కండరాల పనితీరు, పరిమాణంలో క్షీణతను అరికట్టడానికి ఈ వ్యాయామం సరిపోదని ఇటీవలి ఒక అధ్యయనం పేర్కొంది.

ఐఎస్‌ఎస్‌లో ఉన్నప్పుడు గురుత్వాకర్షణ లేకపోవడంతో వెన్నెముకలు కాస్త సాగడంతో వ్యోమగాములు తాము కొంచెం పొడవైనట్లుగా ఫీలవుతారు. దీనివల్ల కూడా సమస్యలు ఎదుర్కోవాల్సి వస్తుంది.

అంతరిక్షంలో ఉన్నప్పుడు వెన్నునొప్పి, భూమ్మీదకు వచ్చాక డిస్క్‌లు జారిపోవడం వంటి సమస్యలు తలెత్తుతాయి.

భూమికి బయల్దేరేముందు ఐఎస్‌ఎస్‌లో జరిగిన బ్రీఫింగ్ సందర్భంగా, తన వెన్నెముక పెరుగుతోందని రుబియో అన్నారు.

బరువు తగ్గడం

గురుత్వాకర్షణ శక్తి లేని అంతరిక్షంలో మనిషి శరీరాలతో సహా ప్రతిదీ తేలుతూ ఉంటుంది. కక్ష్యలో ఉన్నప్పుడు వ్యోమగాములు కావలసినంత బరువును మెయింటెయిన్ చేయడం పెద్ద సవాలు.

వ్యోమగాములకు ఐఎస్‌ఎస్‌లో వివిధ రకాల పోషకాహారాలు అందుబాటులో ఉండేలా నాసా ప్రయత్నిస్తోంది. అయినప్పటికీ, వారి శరీరాలపై ప్రభావం పడుతూనే ఉంది.

సుదీర్ఘకాలం అంతరిక్షనౌకలో ఉంటే కలిగే ప్రభావాలపై జరిగిన అధ్యయనంలో 340 రోజుల పాటు ఐఎస్‌ఎస్‌లో గడిపిన నాసా వ్యోమగామి స్కాట్ కెల్లీ కూడా పాల్గొన్నారు.

భూమిపై ఉన్న ఆయన కవల సోదరుడితో పోలిస్తే స్కాట్ కెల్లీ తన శరీర ద్రవ్యరాశిలో 7 శాతాన్ని కోల్పోయారు.

కంటి చూపు

భూమిపై ఉన్నప్పుడు, శరీరమంతటా (కిందివైపు) రక్తం ప్రవహించడానికి గురుత్వాకర్షణ సహాయపడుతుంది. అదే సమయంలో రక్తాన్ని పైకి పంపిస్తుంటుంది గుండె. అంతరిక్షంలో ఈ ప్రక్రియంతా గందరగోళంగా మారుతుంది.

కొంతవరకు ఈ మార్పుకు శరీరం అలవాటు అవుతుంది. కానీ, అంతరిక్షంలో తలలో రక్తం సాధారణం కంటే ఎక్కువగా పేరుకుపోతుంది. కంటి వెనుకభాగంలో, ఆప్టిక్ నరం చుట్టూ కొంత ద్రవం పేరుకుపోతుంది. దీంతో కంటి భాగంలో వాపు ఏర్పడి చూపులో సమస్యలకు కారణం అవుతుంది.

చూపు తగ్గడంతోపాటు కంటి నిర్మాణంలో మార్పులు వస్తాయి. అంతరిక్షంలో రెండు వారాల ఉన్న తర్వాత నుంచి ఈ మార్పులు మొదలవుతాయి. సమయం గడుస్తున్న కొద్దీ ప్రమాదం మరింత పెరుగుతుంది.

వ్యోమగాములు భూమి మీదకు తిరిగొచ్చిన ఏడాదిలోపు కంటికి సంబంధించిన కొన్ని సమస్యలు తగ్గిపోవచ్చు. కానీ, కొన్ని శాశ్వతంగా ఉండిపోతాయి.

గాలస్టిక్ కాస్మిక్ కిరణాలు, శక్తిమంతమైన సోలార్ పార్టికల్స్‌ వల్ల కూడా కంటి సమస్యలు తలెత్తుతాయి. ఇలాంటి సమస్యలు రాకుండా భూవాతావరణం మనల్ని రక్షిస్తుంది.

కానీ, అంతరిక్ష కేంద్రం కక్ష్యలో ఈ రక్షణ ఉండదు. అదనపు రేడియేషన్ నుంచి రక్షణ కోసం అంతరిక్ష నౌకకు కవచాలు ఉన్నప్పటికీ వ్యోమగాములకు పూర్తిస్థాయిలో రక్షణ దొరకదు.

నాడీ వ్యవస్థలో మార్పులు

కక్ష్యలో ఉన్నప్పుడు మెదడులో కొన్ని మార్పులు వస్తాయని ఐఎస్‌ఎస్‌లో 169 రోజుల పాటు గడిపిన ఒక రష్యా వ్యోమగామిపై చేసిన అధ్యయనం తేల్చింది. మాటలు, కదలిక వంటి పనులతో సంబంధం ఉండే మెదడులోని నాడుల అనుసంధానం స్థాయిల్లో కొన్ని మార్పులు ఉన్నాయని గుర్తించింది.

కదలికలకు సంబంధించిన సమతుల్యత, అవగాహనలో ముఖ్య పాత్రను పోషించే వెస్టిబ్యూలార్ కార్టెక్స్‌లోనూ మార్పులు ఉన్నట్లు ఈ అధ్యయనంలో తేలింది.

వ్యోమగాములు గురుత్వాకర్షణ లేని చోట తేలుతూ కదలికలను సమన్వయం చేసుకోవాల్సి వస్తుంది. కాబట్టి మెదడులోని ఈ భాగాల్లో మార్పులు రావడం ఆశ్చర్యమేమీ కాదు.

దీర్ఘకాలం అంతరిక్ష మిషన్లలో పాల్గొన్నప్పుడు మెదడు నిర్మాణంలో జరిగే ఇతర మార్పులపై ఇటీవలి అధ్యయనంలో ఆందోళనకర అంశాలు వెల్లడయ్యాయి.

మెదడులోని కావిటీలు ఉబ్బి, అవి మళ్లీ మామూలు పరిమాణానికి రావడానికి మూడేళ్ల సమయం పడుతుందని ఈ అధ్యయనంలో తేలింది. సెరెబ్రోస్పైనల్ ఫ్లూయిడ్‌లను నిల్వచేయడం, మెదడుకు పోషకాలను అందించడం, వ్యర్థాలను తొలగించడం వంటివి దీని విధులు.

ఫ్రెండ్లీ బ్యాక్టీరియా

మన శరీరం లోపల, శరీరంపైన నివసించే సూక్ష్మజీవుల కూర్పు, వైవిధ్యం అనేది మంచి ఆరోగ్యానికి ఒక ముఖ్యమైన అంశమని ఇటీవలి ఏళ్లలో జరిగిన అధ్యయనాల్లో స్పష్టమైంది.

ఈ మైక్రోబయోటా మనం ఆహారాన్ని ఎలా జీర్ణం చేసుకుంటామనేదాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. మన శరీరంలోని ఇన్‌ఫ్లమేషన్‌పై ప్రభావం చూపుతుంది. మన మెదడు పని తీరును కూడా మార్చుతుంది.

ఐఎస్‌ఎస్‌కు వెళ్లొచ్చిన తర్వాత కెల్లీని పరిశోధకులు పరిశీలించారు. అంతరిక్షంలోకి వెళ్లకముందుతో పోలిస్తే ఆయన పొట్టలోని బ్యాక్టీరియా, శిలీంద్రాలు చాలా మారిపోయాయని పరిశోధకులు గుర్తించారు.

అంతరిక్షంలో ఆయన తీసుకున్న భిన్నమైన ఆహారం, అక్కడ నివసించే మనుషులను బట్టి చూస్తే ఈ మార్పు రావడం పెద్ద ఆశ్చర్యాన్ని కలిగించదు.

మనతో నివసించే వ్యక్తుల ద్వారా మనం చాలా మొత్తంలో గట్ (పొట్ట), ఓరల్ మైక్రోఆర్గానిజమ్స్‌ను పొందుతాం.

రేడియేషన్ బారినపడటం, రీసైకిల్ అయిన నీరును తీసుకోవడం, అలాగే శారీరక శ్రమలో మార్పులు కూడా కెల్లీలోని పొట్ట బ్యాక్టీరియాలో మార్పులు రావడానికి కారణమై ఉండొచ్చు.

చర్మం

కక్ష్యలో 300 కంటే ఎక్కువ రోజులు గడిపిన నాసా వ్యోమగాములు అయిదుగురు ఉన్నారు. అందులో కెల్లీ ఒకరు. అంతరిక్షంలో ఉన్నప్పుడు, ఆ తర్వాత తన చర్మంపై వచ్చిన మార్పుల గురించి కెల్లీ సమాచారం ఇచ్చారు.

అంతరిక్ష కేంద్రం నుంచి తిరిగొచ్చిన తర్వాత దాదాపు ఆరు రోజుల పాటు తన చర్మం చాలా సున్నితంగా ఉందని, చాలాసార్లు కందిపోయేదని ఆయన తెలిపారు.

ఈ సమస్యలకు మిషన్ సమయంలో చర్మానికి తగినంత స్టిమ్యులేషన్ లేకపోవడం కారణమై ఉండొచ్చని పరిశోధకులు అంచనా వేశారు.

జన్యువులు

కెల్లీ సుదీర్ఘ అంతరిక్ష ప్రయాణంలో వెల్లడైన అత్యంత కీలక అంశాల్లో ఒకటి ఆయన డీఎన్‌ఏపై పడిన ప్రభావం.

ప్రతీ డీఎన్‌ఏ పోగు చివరన టెలోమియర్స్ అనే నిర్మాణాలు ఉంటాయి. జన్యువులు పాడవ్వకుండా ఈ నిర్మాణాలు రక్షిస్తాయి. వయసు పెరిగే కొద్దీ వీటి పొడవు తగ్గుతుంది.

కెల్లీతో పాటు ఇతర వ్యోమగాములపై చేసిన పరిశోధనలో అంతరిక్షయానం వల్ల ఈ టెలోమియర్స్ పొడవుల్లో మార్పులు వస్తున్నట్లు తేలింది.

''అంతరిక్షయానం సమయంలో పొడవైన టెలోమియర్స్ ఉన్నట్లు గుర్తించాం. ఇది చాలా ఆశ్చర్యకరం. అయితే, సభ్యులంతా భూమి మీదకు తిరిగొచ్చిన తర్వాత ఊహించని విధంగా వారి జన్యువుల్లోని టెలోమియర్స్ పొడవు తగ్గిపోయింది. అంతరిక్షయానం ముందుతో పోలిస్తే వెళ్లొచ్చాక వ్యోమగాముల్లో తక్కువ పొడవున్న టెలోమియర్స్ సంఖ్య ఎక్కువ ఉంది'' అని సుసాన్ బెయిలీ పేర్కొన్నారు.

కెల్లీపై అధ్యయనం చేసిన బృందంలో కొలరాడో స్టేట్ యూనివర్సిటీకి చెందిన ఎన్విరాన్‌మెంటల్ అండ్ రేడియోలాజికల్ హెల్త్ ప్రొఫెసర్ సుసాన్ బెయిలీ కూడా ఉన్నారు. అసలెందుకు ఇలా జరుగుతుందో ఇప్పటికీ కచ్చితంగా తెలియలేదని ఆమె అన్నారు.

అంతరిక్షంలో వివిధ రకాల రేడియేషన్‌ల బారిన పడటం ఒక కారణం కావొచ్చని ఆమె అంచనా వేశారు. కక్ష్యలో ఉన్నప్పుడు ఎక్కువ కాలం పాటు రేడియేషన్‌కు గురైన వ్యోమగాముల్లో డీఎన్‌ఏ దెబ్బతిన్న సంకేతాలు కనిపించాయని ఆమె తెలిపారు.

రోగ నిరోధక వ్యవస్థ

కెల్లీ, అంతరిక్ష యాత్రకు వెళ్లేముందు, వెళ్లొచ్చిన తర్వాత అనేక టీకాలను తీసుకున్నారు. ఆయన రోగనిరోధక వ్యవస్థ మామూలుగా పనిచేస్తున్నట్లు గుర్తించారు.

కానీ, కక్ష్యలో ఉన్నప్పుడు గురైన రేడియేషన్‌ స్థాయిలకు అనుగుణంగా వ్యోమగాముల శరీరంలో తెల్ల రక్త కణాల సంఖ్య తగ్గుతుందని బెయిలీ పరిశోధనలో తేలింది.

భూమి మీద జీవించడానికి అనువుగా జన్మించిన మానవులపై అంతరిక్ష యానం చూపే ప్రభావాలకు సంబంధించి, సమాధానాలు లేని ప్రశ్నలు ఇంకా చాలా ఉన్నాయి.

అంతరిక్షంలో 371 రోజులు గడిపిన రుబియో వైద్య పరీక్షలు, రక్త నమూనాలు, స్కానింగ్ నివేదికల ద్వారా కొత్త విషయాలు తెలుస్తాయని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు.

అంతరిక్షంలో ఎక్కువ కాలం ఉన్న వ్యోమగాములు

అమెరికాలోని ఫుట్‌బాల్ మైదానమంత పరిమాణంలోని మాడ్యూల్స్ కలెక్షన్, సోలార్ ప్యానల్స్‌తో రూపొందిన అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రంలో 371 రోజులు గడపడం ద్వారా నాసా వ్యోమగామి ఫ్రాంక్ రుబియో ఇప్పటి వరకు ఎక్కువ కాలం అంతరిక్షంలో గడిపిన అమెరికన్‌గా పేరొందారు.

అంతకుముందు ఈ రికార్డు 355 రోజులుగా ఉండేది. ఆయన, తన సిబ్బంది తిరిగివచ్చే సమయంలో స్పేస్‌క్రాఫ్ట్‌ కూలెంట్ లీక్ కావడంతో, మార్చి 2023లో అంతరిక్షంలో వారు ఉండే కాలాన్ని పొడిగించారు. చివరికి ఆయన 2023 అక్టోబర్‌లో భూమిపైకి వచ్చారు.

అంతరిక్షంలో ఆయన అదనంగా ఉన్న రోజులు భూమి చుట్టూ మొత్తం 5,963 కక్ష్యలు ఎక్కువగా తిరిగారు. అంతేకాక, 157.4 మిలియన్ మైళ్లు (253.3 మిలియన్ కి.మీలు) ప్రయాణించారు.

అయినప్పటికీ, రష్యన్ కాస్మోనాట్ వాలెరి పాలియకోవ్‌తో పోలిస్తే రెండు నెలలు తక్కువగానే అంతరిక్షంలో గడిపారు. 1990ల్లో మిర్ స్పేస్ స్టేషన్‌లో వాలెరి పాలియకోవ్‌ 437 రోజులు గడిపి, అత్యంత ఎక్కువ కాలం అంతరిక్షంలో గడిపిన వ్యక్తిగా రికార్డు సాధించారు.

2024 సెప్టెంబర్‌లో ఇద్దరు రష్యన్ కాస్మోనాట్స్ ఓలెగ్ కోనోనెంకో, నికోలాయ్ చుబ్‌లు 374 రోజుల పాటు అంతర్జాతీయ అంతరిక్ష కేంద్రంలో ఉండి వచ్చారు. ఆరు నెలలు పాటు అక్కడే గడిపిన అమెరికా వ్యోమగామి ట్రేసీ డైసన్‌తో కలిసి సోయెజ్ ఎంఎస్-25 స్పేస్‌క్రాఫ్ట్‌లో వీరిద్దరూ వెనక్కి వచ్చారు.

ఓలెగ్ కోనోనెంకో ఐదుసార్లు అంతరిక్ష కేంద్రానికి వెళ్లి, మొత్తంగా 1,111 రోజులు గడిపిన రికార్డును సాధించారు.

ఇంటర్నేషనల్ స్పేస్ స్టేషన్‌కు తాజాగా చేపట్టిన మిషన్ ద్వారా 158 మిలియన్ మైళ్లకు పైగా ప్రయాణించారు కోనోనెంకో, చుబ్. అంతరిక్ష కేంద్రంలో ఎక్కువగా కాలం గడపడం ద్వారా తక్కువ గురుత్వాకర్షణ శక్తితో వారి శరీరాలు దెబ్బతిన్నాయి. రికవరీ టీమ్‌లు వారిని క్యాపుల్స్‌ నుంచి పైకి ఎత్తుకుని తీసుకురావాల్సి వచ్చింది.

(బీబీసీ కోసం కలెక్టివ్ న్యూస్‌రూమ్ ప్రచురణ)

(బీబీసీ తెలుగును వాట్సాప్‌,ఫేస్‌బుక్, ఇన్‌స్టాగ్రామ్‌, ట్విటర్‌లో ఫాలో అవ్వండి. యూట్యూబ్‌లో సబ్‌స్క్రైబ్ చేయండి.)