Исследование дальнего космоса требует смены парадигмы медицинского обеспечения астронавтов в сторону независимых от Земли медицинских операций. В настоящее время астронавты полагаются на связь с наземными медицинскими учреждениями в режиме реального времени. Однако по мере увеличения расстояния от Земли увеличиваются задержки и сбои в связи. Экипажам, занимающимся исследованием дальнего космоса, потребуется автономно выявлять, диагностировать, лечить и предотвращать заболевания. Одним из возможных решений является расширение знаний, навыков и возможностей экипажей, участвующих в длительных исследовательских операциях, с помощью цифровой системы поддержки принятия клинических решений (CDSS).
Подразделение «Exploration Medical Capability» (ExMC) Программы исследований человека НАСА изучает возможность и ценность расширенных возможностей для развития и совершенствования EIMO. Исследовательская группа ExMC разработала концепцию CDSS, в рамках которой медицинские данные будут собираться непрерывно, как посредством пассивного, так и активного мониторинга, и предоставляться рекомендации в режиме реального времени. Это способствует улучшению результатов лечения пациентов и снижению нагрузки на поддержание здоровья.
Вспомогательные технологии, предусмотренные в системе CDSS, разработанной ExMC, призваны значительно расширить возможности экипажа в области оказания медицинской помощи. В настоящее время частные заявки на применение этого подхода рассматриваются в рамках коммерческих космических программ, что является актуальным примером того, как исследования ARC Space Biosciences приносят пользу всему космическому сектору.
Здоровье в космосе. НАСА
Во время длительных миссий команда медицинских специалистов НАСА уделяет особое внимание оптимизации физического и психического здоровья астронавтов и повышению их работоспособности для обеспечения успеха миссии. Эти усилия также помогают НАСА готовиться к будущим пилотируемым миссиям на Луну, Марс и другие планеты.
В НАСА есть команда врачей, психологов и других специалистов на Земле, которые заботятся о здоровье и благополучии астронавтов до, во время и после каждой космической миссии. НАСА назначает врачей со специализированной подготовкой в области космической медицины, называемых бортовыми хирургами, в каждый экипаж, назначенный на миссию. Бортовые хирурги курируют медицинское обслуживание и медицинскую подготовку членов экипажа в период подготовки к миссии, а также следят за состоянием здоровья членов экипажа до, во время и после полёта на космическую станцию.
Международная космическая станция — дом человечества в космосе и исследовательская станция, вращающаяся на орбите на высоте около 400 километров над Землей. НАСА и её международные партнёры уже более 24 лет обеспечивают постоянное присутствие людей на борту космической станции, проводя исследования, которые невозможно осуществить на Земле. Люди, живущие и работающие на борту лаборатории микрогравитации, также принимают участие в проводимых исследованиях, помогая решать сложные проблемы со здоровьем человека на Земле и готовить человечество к более дальним путешествиям, чем когда-либо прежде, включая Луну и Марс.
Астронавт НАСА 69-й экспедиции Фрэнк Рубио отдыхает и разговаривает с руководителем программы НАСА МКС Джоэлом Монтальбано (стоит на коленях слева), бортовым хирургом НАСА Йозефом Шмидом (в красной шапочке) и руководителем Офиса астронавтов НАСА Джо Акабой возле космического корабля «Союз МС-23» после его приземления с космонавтами Роскосмоса Сергеем Прокопьевым и Дмитрием Петелиным в отдаленном районе недалеко от города Жезказган, Казахстан, 27 сентября 2023 года. НАСА/Билл Ингаллс
Типичная миссия на Международную космическую станцию длится около шести месяцев, но может варьироваться в зависимости от расписания посещающих космических кораблей, приоритетов миссии и других факторов. Астронавты НАСА также оставались на борту космической станции в течение более длительных периодов времени. Такие миссии известны как долгосрочные, и предыдущие миссии предоставили НАСА обширные данные о длительных космических полетах и их влиянии на организм человека, которые агентство применяет к любым пилотируемым миссиям.
Команда поведенческого здоровья НАСА предоставляет индивидуальные услуги психологической поддержки членам экипажа и их семьям во время каждой миссии. Обеспечение успешного пребывания астронавтов в экстремальных условиях начинается уже на этапе отбора, когда кандидатов оценивают по таким качествам, как адаптивность и стрессоустойчивость. Астронавты проходят обширную подготовку, которая помогает им использовать инструменты самооценки и методы лечения для управления своим поведенческим здоровьем. НАСА также проводит обучение экспедиционным навыкам, чтобы подготовить каждого астронавта к миссиям, развивая важные навыки, такие как самообслуживание и командная работа, коммуникация, лидерские качества и навыки подчинения.
Чтобы поддерживать мотивацию и моральный дух на борту космической станции, астронавты могут отправлять электронные письма, звонить и проводить видеоконференции со своими семьями и друзьями, получать посылки с гуманитарной помощью на борту грузовых миссий NASA, а также при необходимости проводить телеконференции с психологом.
Помимо технической подготовки, астронавты проходят обучение командным навыкам. Они осваивают навыки эффективной групповой жизни, а также заботу и поддержку друг друга. Длительный космический полет, в силу своей удаленности и изолированности, может затруднить командную работу. Астронавтам необходимо сохранять ситуационную осведомленность и реализовывать программу полета в постоянно меняющихся условиях. Поэтому эффективная коммуникация критически важна при работе в команде на борту станции и при наличии нескольких групп поддержки на Земле. Астронавтам также необходимо уметь передавать сложную информацию людям с разным профессиональным опытом. В конечном счете, астронавты — это люди, живущие и работающие вместе на борту станции, и они должны уметь выполнять сложную техническую работу и решать любые межличностные вопросы, которые могут возникнуть.
Врачи постоянно следят за состоянием здоровья астронавтов, используя датчики, анализы и сбор образцов, чтобы понять долгосрочные последствия космических полетов, помогая поддерживать физическую форму экипажей для будущих миссий на Луну, Марс и за их пределы, а также продвигая медицинские методы лечения на Земле. Ключевой частью этой работы являются физические упражнения для предотвращения потери мышечной и костной массы, вызванной космическими полетами. Во время тренировок и повседневной деятельности астронавты периодически надевают жилет и повязку Bio-Monitor, оснащенные датчиками, которые отслеживают состояние сердца, дыхательной системы и многое другое в течение до 48 часов. Данные могут отслеживаться врачами на Земле в режиме реального времени или загружаться на Землю для последующего анализа.
Например, во время 74-й экспедиции рано утром бортинженер НАСА Крис Уильямс надел носимый биомонитор, начав двухдневный сеанс мониторинга состояния здоровья. После этого он позанимался на усовершенствованном тренажере с сопротивлением (ARED), имитирующем свободные весы на Земле, а затем пробежался на беговой дорожке COLBERT, что помогло компенсировать воздействие микрогравитации и позволило врачам оценить состояние его сердца, легких, мышц и костей в условиях невесомости. Биомонитор, биомедицинское устройство, разработанное Канадским космическим агентством, используется на борту станции с января 2019 года.
Позже Уильямс помогал бортинженеру НАСА Зене Кардман внутри шлюзовой камеры космического корабля Quest, когда она устанавливала заряженные литий-ионные батареи в пару скафандров.
Всю среду командир станции Майк Финке занимался обслуживанием различного тренировочного оборудования и научных приборов. Сначала он установил кинематическое оборудование на прибор ARED, который отслеживает мышечные и костные нагрузки, испытываемые экипажем во время тренировок в космосе. Исследователи используют визуальные данные для корректировки тренировочных программ с целью максимизации физической подготовки экипажа в условиях микрогравитации. Затем он заменил пару жестких дисков и впрыснул газ в экспериментальный бак с нулевым испарением, который тестируется на способность сохранять криогенные жидкости в топливных баках космических аппаратов.
Красно-желтое свечение атмосферы окутывает горизонт Земли, а огни городов юго-западной Европы и Северной Африки сверкают на фоне Атлантического океана и Средиземного моря, разделяющих два континента. На момент съемки эта фотография Международную космическую станцию, примерно в 19:47 по местному времени, вращали на высоте 262 мили над Атлантическим океаном. НАСА
Бортинженер Кимия Юи из JAXA (Японского агентства аэрокосмических исследований) начал свою смену в лабораторном модуле «Кибо», проверяя наличие утечек газа внутри оборудования для исследований горения. Затем он включил флуоресцентный микроскоп, чтобы наблюдать за изменениями в образовании плоских пленок жидких кристаллов в условиях микрогравитации. Результаты исследования могут способствовать развитию дисплеев для сенсорных панелей и приборных панелей, что принесет пользу как наземному, так и космическому оборудованию.
В конце своей смены все четыре астронавта присоединились к космонавтам Роскосмоса — Сергею Куд-Сверчкову, Сергею Микаеву и Олегу Платонову — и провели учения по действиям в чрезвычайных ситуациях. Орбитальная семерка отработала свои действия в случае маловероятных событий, таких как разгерметизация, утечка химических веществ или пожар на борту орбитальной станции. Семь членов экипажа использовали планшетные компьютеры и повторили процедуры и протоколы связи, которые они будут использовать в координации с наземными диспетчерами миссии.
А через пару дней экипаж 74-й экспедиции изучал влияние жизни в космосе на работу мозга и кровообращение, чтобы обеспечить здоровье экипажа и долгосрочный успех миссии. Завершая неделю, обитатели Международной космической станции также сосредоточились на инструментах для выхода в открытый космос и техническом обслуживании научного оборудования.
В пятницу бортинженер НАСА Крис Уильямс начал свою смену со сбора образцов крови и мочи для анализа, после чего поместил их в морозильную камеру для научных исследований. Затем Уильямс принял участие в двух тестах, направленных на документирование потенциальных изменений структуры и функций мозга, вызванных пребыванием в космосе, в рамках долгосрочного исследования CIPHER. Первый тест измерял его пространственное мышление, или способность ориентироваться в условиях невесомости, а второй тест фиксировал его реакции во время отработки маневров роботизированной руки Canadarm2 в ходе компьютерной симуляции захвата грузового космического корабля. Врачи будут использовать результаты для оценки когнитивных способностей и разработки инструментов для мониторинга и защиты мозга в условиях микрогравитации.
Командир станции Майк Финке из НАСА и бортинженер Кимия Юи из JAXA (Японское агентство аэрокосмических исследований) по очереди изучали, как кровь течет от мозга к сердцу, чтобы понять эффективность работы головного мозга и сердца в космосе. На шее, ключице и ребрах у них были закреплены электроды и датчики, измеряющие изменения кровотока и объема крови, которые могут привести к проблемам с сердцем, связанным с пребыванием в космосе, таким как тромбоз или жесткость артерий.
Экипажи 73-й и 74-й экспедиций позируют для портрета за день до возвращения на Землю астронавта НАСА Джонни Кима и космонавтов Роскосмоса Сергея Рыжикова и Алексея Зубрицкого. В первом ряду слева направо: астронавты НАСА Крис Уильямс и Майк Финке с Сергеем Рыжиковым. Во втором ряду: космонавт Роскосмоса Сергей Микаев, астронавт НАСА Зена Кардман, космонавт Роскосмоса Сергей Куд-Сверчков и Джонни Ким. Во втором ряду: астронавт JAXA (Японское агентство аэрокосмических исследований) Кимия Юи и космонавты Роскосмоса Олег Платонов и Алексей Зубрицкий. НАСА
Космонавты Роскосмоса Сергей Куд-Сверчков и Сергей Микаев также изучали состояние сосудов, используя грудные электроды и манжеты для измерения артериального давления на руках, запястьях и пальцах в рамках эксперимента по изучению эндотелия у человека, проводимого космическим агентством. Они изучали, как внутренняя оболочка кровеносных сосудов обеспечивает бесперебойное кровообращение, регулирует давление и предотвращает образование тромбов у членов экипажа. Врачи отслеживают, как невесомость и космическое излучение влияют на артерии, артериальное давление и сердце космонавта во время космического полета.
В пятницу бортинженер НАСА Зена Кардман вернулась в шлюзовую камеру крейсера Quest, чтобы подготовить инструменты для выхода в открытый космос и, надев очки виртуальной реальности, тренировалась в управлении аварийным реактивным ранцем скафандра. Этот реактивный ранец, официально называемый Simplified Aid For EVA Rescue (SAFER), позволяет космонавту безопасно вернуться на орбитальную станцию в маловероятном случае, если он оторвется от страховочного троса.
Смотрите также... Немного о кошках: история одомашнивания и интересные факты о поведении домашних питомцев |
Бортинженер Роскосмоса Олег Платонов завершил ночную фотосъемку, в ходе которой во время ночного сна экипажа автоматически фотографировались земные ориентиры в ближнем ультрафиолетовом диапазоне. Затем Платонов заменил вакуумный насос и перекачал жидкости в рамках стандартного технического обслуживания орбитальной системы трубопроводов. Наконец, впервые оказавшийся в космосе, он проверил видеозаписывающее оборудование и отформатировал карты памяти, завершив свою рабочую неделю на борту орбитальной лаборатории. Члены экипажа 74-й экспедиции свяжутся с родственниками, поделятся подарками и едой, а также отметят Рождество и Новый год на орбите.
Члены экипажа 72-й экспедиции исследовали способы защиты иммунной и сердечно-сосудистой систем в условиях микрогравитации и протестировали роботизированные процедуры стыковки на борту Международной космической станции.
Без земного притяжения тело астронавта начинает быстро меняться, причем множество изменений, которые команды врачей ежедневно изучают, чтобы поддерживать здоровье экипажей во время длительных миссий. В рамках одного из экспериментов, исследования иммунологической безопасности (Immunity Assay), у членов экипажа берутся образцы крови и слюны для обработки и хранения в научных морозильниках. После этого образцы возвращаются на Землю для анализа, который позволяет выявить вызванный космосом клеточный стресс и повреждения тканей, что может привести к разработке методов лечения для экипажей. Бортинженер JAXA (Японского агентства аэрокосмических исследований) Такуя Ониси предоставил свои образцы для исследования, которое может помочь исследователям предотвратить связанные со стрессом нарушения иммунитета в космосе и на Земле.
Командир станции Алексей Овчинин и бортинженер Иван Вагнер, оба космонавты Роскосмоса, продолжили свои исследования в области космической биологии, изучая, как кровь от мозга к конечностям в условиях микрогравитации. Они по очереди носили датчики, закреплённые на лбу, пальцах рук и ног, которые показывали, как кровеносная система адаптируется к космическому полёту. Опытные космонавты проходят недельное исследование, пополняя обширные знания врачей в области космической медицины, которые будут использовать для защиты экипажей, отправляющихся в дальние полёты.
Космический грузовой корабль Cygnus компании Northrop Grumman запечатлен на фотографии через несколько мгновений после его отделения от роботизированной руки Canadarm2 во время полета Международной космической станции над южной частью Тихого океана 31 января 2020 года. НАСА
Питание играет важнейшую роль в поддержании здоровья и оптимальной работоспособности астронавта до, во время и после миссии. Еда также играет психосоциальную роль во время длительного пребывания астронавта на борту космической станции. Эксперты, работающие в Лаборатории систем космического питания НАСА в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне, разрабатывают питательные и аппетитные блюда. Члены экипажа также имеют возможность дополнять меню любимыми блюдами и готовыми продуктами, которые помогут им почувствовать себя как дома.
Диетологи и учёные, специализирующиеся на биохимии питания, НАСА определяют, какие питательные вещества (витамины, минералы, калории) необходимы астронавтам во время пребывания в космосе. Эта команда отслеживает питание каждого члена экипажа с помощью специальной программы на планшете, которую каждый астронавт заполняет ежедневно. Данные из приложения еженедельно отправляются диетологам для контроля рациона. Анализ образцов крови и мочи астронавтов, взятых до, во время и после космических полётов, является важнейшей частью изучения реакции их организмов на уникальные условия космического полёта. Эти образцы дают ценную информацию об адаптации каждого астронавта к микрогравитации, радиации и другим факторам, влияющим на физиологию человека в космосе.
Астронавт НАСА и бортинженер 71-й экспедиции Трейси С. Дайсон на камбузе модуля Unity Международной космической станции демонстрирует пакеты с продуктами от JAXA (Японского агентства аэрокосмических исследований). НАСА
Что произойдет, если на космической станции возникнет чрезвычайная медицинская ситуация?
Все астронавты проходят медицинскую подготовку и регулярно контактируют с командой врачей, которые внимательно следят за их состоянием на Земле. NASA также располагает на борту космической станции хорошо оснащенной аптекой и комплексом медицинского оборудования для лечения различных заболеваний и травм. Если в случае экстренной медицинской ситуации потребуется возвращение на Землю, экипаж вернется на борту космического корабля, запущенного на борту, для получения неотложной медицинской помощи на Земле.
Перед каждой миссией астронавты проходят ряд медицинских тестов для определения предполетного уровня здоровья, используя ключевые параметры, включая аэробную подготовку, ловкость, силу и выносливость. Эти предполетные измерения и регулярный мониторинг состояния здоровья на борту космической станции помогают специалистам по силовой и физической подготовке астронавтов НАСА (ASCR) корректировать и адаптировать программы тренировок астронавтов для оптимизации их результатов.
Восстановление начинается в первый день после возвращения на Землю с медицинского обследования и постепенного выполнения упражнений, улучшающих подвижность, равновесие, гибкость, аэробную подготовку, силу, выносливость и способность тела чувствовать своё положение и движение. Возвращающиеся астронавты проходят те же предполётные тесты для оценки состояния здоровья. Эти результаты используются для разработки индивидуальной программы восстановления, которая позволяет безопасно и постепенно восстановить их физическую работоспособность до исходного уровня, существовавшего до полёта. ASCR разрабатывают индивидуальный план реабилитации с учётом состояния астронавта, результатов анализов и состояния его здоровья. По мере прохождения членами экипажа послеполётной программы каждый аспект их функционального восстановления тщательно контролируется и учитывается, чтобы обеспечить плавный переход к повседневной жизни и подготовить их к будущим миссиям.
Послеполётная реабилитация индивидуальна для каждого астронавта. Хотя большинство членов экипажа достигают исходного уровня физической подготовки перед полётом в течение первых 45 дней после возвращения на Землю, NASA нередко продлевает программы реабилитации в соответствии с конкретными потребностями астронавта и темпами восстановления.
Астронавт НАСА и бортинженер 72-й экспедиции Ник Хейг крутит педали велоэргометра с системой виброизоляции и стабилизации (CEVIS), установленного на борту лабораторного модуля «Дестини» Международной космической станции. CEVIS обеспечивает аэробную и кардиотренировку в положении лежа (откинувшись назад) или стоя. НАСА
Смотрите также... HTML, CSS-шпаргалка с примерами - тег IMG, figure и picture. Адаптирование, форматирование, эффекты Полный список обработчиков событий HTML / Javascript с примерами |
