Svemirska medicina
From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
Kosmička ili svemirska medicina grana je preventivne medicine i medicine rada i značajna komponenta vazduhoplovno-kosmičke bezbednosti i kosmičkih istraživanja. Potekla iz vazduhoplovne medicine, 1940-ih ona se ubrzano razvija kao samostalna grana medicine, ali i dalje tesno i neraskidivo sarađuje sa njom, kako bi ispunila zahteve u zaštiti zdravlja, ne samo kosmonauta, već i običnih građana, i omogućila im budući boravak na novim, negostoljubivim prostorima kosmosa.
Kosmička medicina proučava uticaj letenja kosmičkim letelicama i sredine u kojoj se one kreću na organizam kosmonauta i u praksi primenjuje određene metode preventivne medicinske zaštite u sprečavanju negativnog uticaja lansiranja i boravka u kosmosu na život i zdravlje čoveka, kao i nastanak vanrednih događaja i katastrofa, koje karakteriše veliki gubitak ljudskih života, materijalnih dobara i poremećaj ekoloških sistema.
U sadašnjem trenutku razvoja nauke, neke goruće probleme kosmičkog putovanja i dužeg boravka u kosmosu je teško rešiti, ili su oni nerešivi i jedino je moguće ublažiti njihove posledice. Jedan od takvih problema je mikrogravitacija ili nulta gravitacija. Zato su lekari vazduhoplovno-kosmičke medicine samo deo mnogih visoko obučenih pojedinaca koji i pored postojanja mnogih problema i visoko-rizičnih situacija, sa kojima se svakodnevno susreću kosmonauti za vreme boravka u zemljinoj atmosferi i kosmosu, rade na minimiziranju mnogih nuspojava u kosmičkim istraživanjima, kako bi čoveku omogućili da u tim uslovima preživi.[1]
Kosmonauti nisu jedini koji imaju ili su imali koristi od istraživanja kosmičke medicine. Veći broj medicinskih otkrića proizašao iz kosmičkog programa i primenjen u konstrukciji medicinskih aparata za potrebe kosmičke medicine našao je praktičnu primenu u oblasti mnogih grana medicine (vidi niže).
Remove ads
Istorijat
Skoro pola veka čovek je leteo samo u zemljinoj atmosferi, da bi pedesetih godina 20. veka razvoj raketne tehnike prokrčio prolaz letovima izvan atmosfere u kosomosu sve do susednih nebeskih tela. Time je aero-nautika proširena u astronautiku ili kosmonautiku. Zato su vođene brojne polemike dug niz godina sredinom 20. veka, među naučnicima i entuzijastima, oko definisanja granica kosmosa i kako taj prostor od jednog letača čini kosmonauta.
Striktno govoreći, Zemljina atmosfera se ne završava na određenoj visini, ali sa porastom nadmorske visine ona postaje progresivno razređenija. U poređenju sa atmosferom zemlje koji je prvenstveno medijum guste gasovite materije, kosmos je u suštini medijum energije i sila. Ali kosmos nije prazan - bez materije. On sadrži sićušnu raspršenu materiju kao što su; subatomske čestice (elektroni, protoni, neutroni), atomi i molekuli (neutralni i naelektrisani), prašina i meteorska materijua. Kosmos nije jednobrazan u svakom pogledu. U njemu postoje ogromne razlike u svakom pogledu. Postoje ogromne topografske varijacije i polazne - privremene fluktuacije većine sredinskih uslova, koji sugerišu neku vrstu „geografije“ kosmosa, koja može da se nazove kosmička geografija. Ovaj topografski prilaz kosmosu obuhvata pitanja gde on počinje?
U želji da definiše ovu granicu, Teodor fon Karman je izračunao da je ona na visini oko 100 kilometara i da je potrebno da letelica na toj visini leti brže od orbitalne brzine kako bi se svojim aerodinamičkim osobinama mogla „izvući“ iz atmosfere i ostala u kosmosu, što su vrlo brzo prihvatile međunarodno priznate institucije u ovoj oblasti.
Potreba za daljim razgraničenjem nastala su i u nauci oko 1950, kada i potreba za odvajanjem kosmonautike od aeronautike (koje su do tada smatrane jedinstvenom disciplinom), u dve zasebne naučne discipline koje se bave izučavanjem Zemljine atmosfere, kosmosa i letenja u tim prostorima. Kosmonautika je u to vreme postojala samo u „snovima“ nekolicine naučnika i inženjera, dok je aeronautika uglavnom bila povezana sa brojnim vojnim poduhvatima u vojnim vazduhoplovnim ustanovama toga vremena.
- Astronautici je potreban „nedostatak“ atmosfere da bi letenje u njoj bilo održivo. Naime, u kosmonautici je nemoguće održati velike brzine u gustoj atmosferi, jer se ove letelice kreću veoma dugo i bez ikakvog otpora strujanja koja deluje na njih (ili sa minimalnim otporom).[2]
- Aeronautici je potrebno prisustvo atmosfere, u kojoj je letenje letelica (težih od vazduha) nezamislivo bez strujanja vazduha oko njih.
Dakle, prema razmišljanju fon Karmana i mnogih drugih naučnika, ove discipline bi trebale biti odvojene u nekim važnim aspektima, koji se pre svega zasnivaju na njihovoj zavisnosti od sastava atmosfere.
Savremene letelice — avioni, sateliti i kosmičke letelice — proširile su do krajnjih granica oblast aeronautike i kosmonautike. Specifičnosti, u okviru tih grana, bile su osnova i potreba za podelu i odvajanje kosmičke medicine od vazduhoplovne medicine u posebnu medicinsku disciplinu koja bi se bavila izučavanjem letenja kosmosom i njegovog uticaja na zdravlja kosmonauta.
Ukazom ministra odbrane u Sovjetskom Savezu 1949. pokrenuta je inicijativa da se u Institutu za eksperimentalnu vazduhoplovnu medicinu SSSR otpočne sa naučnim biološko-medicinskim istraživanjima u oblasti kosmičke medicine. Sa prvim istraživačkim projektom tokom 1951. pod nazivom „fiziološki i higijenski pokazatelji mogućnosti letenja u posebnim okolnostima“, formulisani su i prvi i osnovni zadaci istraživanja, neophodni uslovi koje treba da imaju kabine pod pritiskom, sistemi za održavanje života, spasavanje i kontrolu i lična zaštitna oprema, i oprema za snimanje i telemedicinu itd.[3]
U konstruktivnim centrima Sovjetskog Saveza početkom 1950-tih dizajnairane su prve rakete, i do 1952. izvedeno je šest eksperimentalnih letova sa psima, u kojima su životinje lansirane na visine 200-250 km i 500–600 km. Do 1956. obavljeno je još devet sličnih letova, do maksimalne visine od 115 nautičkih milja.[4]
Institut za eksperimentalnu vazduhoplovnu medicinu Sovjetskog Saveza tokom 1954. sve više je afirmisao potrebu za stvaranjem posebnog odeljenja od 20 ljudi koji bi se bavili istraživanjem i razvojem medicinske podrške operacijama u gornjim slojevima atmosfere. Konačno 1956. formirano je takvo odeljenja, na čelu sa V. I. Jazdovskim i u Sovjetskom Savezu kosmička medicina je postala stvarnost.
U naredne tri godine, Sovjeti su sproveli obimna sistematska i progresivna istraživanja i razvili program koji je na kraju doveo do prvog orbitalnog leta sa ljudskom posadom u istoriji.[5]
Početak kosmičke ere
Istorijski događaj za razvoj kosmonautike i kosmičke medicine bio je 4. oktobar 1957, kada je Sovjetski Savez lansirao Sputnjik, prvi veštački satelit u obliku lopte (prečnika 58 sm i težine 83,6 kg), koji je u orbiti oko Zemlje, leteo oko 98 minuta po svojoj eliptičnoj putanji. Lansiranje Sputnjika izazvalo je nove političke tenzije .[6], ali je i bilo od izuzetnog značaja za dalji vojni, tehnološki i naučni razvoj čovečanstva. Zato se može reći da lansiranje Sputnjika nije bio samo istorijski događaj, od izuzetnog značaja za ceo svet, već i događaj koji je označio početak; kosmičke ere, američko-ruske trke u kosmosu i razvoja mnogih naučnih disciplina u kojima svakako značajno mesto ima kosmička medicina [7]
Nakon strateškog iznenađenje koje su doživele poletanjem Sputnjika, SAD su 1958. donele odluku da se po hitnom postupku pokrene kosmički program letenja sa ljudskom posadom koji je bio zasnovan na pretpostavci da se sigurnim tehnologijama može obezbediti održavanje života i sistema neophodnih za ljudski opstanak u neprijateljskom okruženju kosmosa. Primarnu ulogu za razvoj ovih respektabilnih sistema trebalo je da odigraju biolozi, lekari, fizičari i inženjeri.
U projekat su odmah uključeni vazduhoplovni lekari, koji su već dugo radili kao tim sa vazduhoplovnim inženjerima, i za koje se smatralo da poseduju iskustva iz letenja klasičnim avionima, koja bi mogla da pomognu čoveku da savlada brojne stresogene uticaje u toku letenja kosmosom. Verovalo se da nastavak primene principa tradicionalne vazduhoplovne medicine može obezbedi čoveku sve potrebna znanja za opstanak u relativno kratkom periodu u kosmičkim letovim kakve je predviđao jedan od prvih američkih projekata - Merkur. Dakle, kosmička medicina, tih godina u SAD, je u suštini, predstavljala nastavak primene principa vazduhoplovne medicine u oblasti kosmonautike.
| Pioniri u istraživanju kosmosa | |||
Sputnjik-1  |
Sputnik 2 (sa psom Lajka)  |
Vostok-1 (sa Jurijem Gagarinom) |
Apolo 11(sa Nil Armstrongom)  |
Prvi čovek koji je našu planetu video iz kosmosa i prvi kosmonaut u svetu koji je kosmički EKG srca, zvučni signal učestalosti disanja i pulsa vazdušnim putem poslao na Zemlju i bio akter prvog medicinskog istraživanja u svemiru bio je Jurij Gagarin, kosmonaut Vostok-1, lansiran 4. decembra 1961. u orbitu oko Zemlje.
Krajem 1963, osnovan je u SSSR Institut za biologiju i kosmičku medicinu (kasnije preimenovana u Institut za biomedicinska istraživanja), u kome se od 1963. do 1964. istraživanjima u oblasti kosmičke medicine bavilo više od 100 zaposlenih. Među zaposlenima bio je i prvi lekar-kosmonaut Boris Jegorov. On je bio ne samo član prve ljudske posade u kosmosu već i prvi lekar koji je 12. oktobra 1964. boraveći u kosmosu (jedan dan), obavio prva medicinska istraživanja.
Čovek je prvi put stupio na drugo nebesko telo (Mesec) 21. decembra 1969. Nil Armstrong i Edvin Oldrin su se spustili na Mesec, dok ih je u Apolu 11 na putanji oko Meseca čekao Majkl Kolins.
Do danas su kosmičke letelice prošle blizu svih poznatih planeta Sunčevog sistema osim Plutona. Naročito je uspešna bila misija kosmičkih brodova Vojadžer 1 i 2, započeta 1997. Tom prilikom su sonde prošle pored Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna, pa su sakupljeni dragoceni podaci o ovim planetama i uslovima koji vladaju u kosmosu na tim rastojanjima od Zemlje. Sva ova putovanja u kosmos, pogotovo ona sa ljudskom posadom, bila su od izuzetnog zančaja za dalji razvoj kosmičke medicine, koja ih je svojim aktivostima svestrano podržavala.
Remove ads
Zahtevi i zadaci
| Primarni benefiti svemirskih letova koji se jedino mogu ostvariti fizičkim prisustvom ljudskih bića u kosmosu, i koji prevazilaze ogromne troškove, i dostojni su značajanih rizika po ljudske živote su: |
|
Sekundarni benefiti i koristi koja se umnožavaju ljudskim prisustvom u svemiru, a sami po sebi ne opravdavaju troškove ili rizik su:
|
| The Future of Human Spaceflight |
Kosmos je možda najveće „neprijateljsko“ okruženje za život ljudi koje se karakteriše; ekstremnim oscilacijama temperature, odsustvom atmosferskog pritiska i kiseonika, solarnim i galaktičkim kosmičkim zračenjem, i nultom gravitacijom. Sve ove promene za kosmonaute su izazovi sa kojim se u kosmosu oni moraju suočiti, a za njihova tela fiziološki problemi, od kojih mnogi zahtevaju delimična ili potpunoa rešenja kako bi se omogućila održivost ljudskih života i istraživanja izvan zaštitnog okruženja Zemlje.
U ranim fazama ljudskog istraživanja, u neprijateljskim uslovima, koji su vladali između pojedinih zemalja sveta, generalno je dominirala zabrinutost isključivo za tehnološka rešenja, dok je briga za zdravlje ili dobrobit istraživača često ograničavana na osnovne oblike sopstvenog preživljavanja. U drugoj polovini 20. veka nije se značajno odstupalo od ovog trenda i u oblasti vazduhoplovno kosmičkih istraživanja. Fokus u kosmičkim letovima sa ljudskom posadom je stavljan isključivo na razvoj pogonskih sistema, koji su trebali da podignu letelicu i ljude u njoj izvan „kandži“ gravitacije Zemlje, a kosmička medicina uglavnom se bavila fiziološkim problemima a vrlo malo vazduhoplovnokosmičkom preventivom.[8]
Razlike između kosmičke i tradicionalne medicine
Istraživanja u kosmičkoj fiziologiji znatno su više ograničena, nego u većini drugih oblasti medicine: visokim troškovima, malim brojem „pacijenata-kosmonauta“ (koji se više plaše rizika priprema), manjom tolerancijom za vrstu rizika i grešaka koje su, istorijski gledano, bile neophodne za razvoj medicinskog znanja, uopšte. Ova jedinstvena „kombinacija ograničenja“, diktirana potrebom za visoko robusnim biomedicinskim istraživačkim projektima i istovremeni zahtevi za sve brži razvoj kosmičkih letova - naročito u današnjim kosmičkim programima, počinje da razmatra i realizaciju dugoročnije ljudske ekspedicije izvan prostora Zemlje, do destinacije kao što je Mars. To je kosmičkoj medicini stvorilo i stvoriće nove „probleme“, jer i pored preko pet decenija kosmičkih letova sa posadom, naše razumevanje fizioloških promena tokom dugotrajnih misija je i dalje ograničeno, kao i saznanje o posledicama dugotrajnih letova kosmosom.[9][10][11]
Iz ovih i mnogih drugih zahteva i zadataka kosmonautike, nastala je kosmička medicina kao potreba njenog savremenog razvoja sa težišnim zadacima;
Problemi dugotrajnog boravka u kosmosu
Dugotrajni kosmički letovi otkrivaju mnoštvo psiholoških, fizioloških, psihosocijalnih faktora i uticaje životne sredine i sistema koji dejstvu na posade za vreme rada sa njima. Brojna istraživanja sprovedena u svemirskom programu SAD, za sada priznaju, da su psihološki faktori ključni za očuvanje zdravlja, blagostanje, i sposobnost kosmičkih posada i veću sigurnosti i uspeh misija. Dok umanjenje nekih sposobnosti tokom kratkih misija (7-12 dana) nije primećeno, za vreme dugotrajnih letova (>4 meseca) otkrivena je sklonost kod kosmonauta za razvoja simptoma kumulativnnog zamor i astenije.[19] Astenija se generalno karakteriše izraženim umorom, slabošću, emocionalnom labilnošću, razdražljivošću, i manjim poremećajem pažnje i pamćenja.[19]
 |
| Dok kosmonauti imaju manje poteškoće za vreme kratkotrajnog boravka u kosmosu, dotle dugorotrajna izloženost tela; bestežinskom stanju i drugim štetnim uticajima kosmičke sredine, u ograničenom životnom prostoru svemirske letelice, punom interpersonalnih tenzija... može izazvati štetne fiziološke reakcije u ljudskom telu, što zahteva opsežna istraživanja u kosmičkoj medicini i dugim naučnim granama povezanim sa kosmonautikom. |
Iako navedeni simptomi retko dostižu nivo kliničkih poremećaja, oni u određenim slučajevima mogu dovesti do smanjenog učinka i efikasnosti, izraženijih sukoba između članova posade i grešaka u izvršavanju operativnih zadataka.[20][21], što je predstavljalo faktore rizika koji su mogli da utiču na normalno funkcionisanje i bezbednost članova posade i uspeh misije [19]
Za dugotrajnu ljudsku ekspediciju na Mars biće potrebno oko 2,4 godine, u koje ulazi šestomesečni let do crvene planete; oko 500 dana boravka na njegovoj površini; i 6 meseci putovanje, nazad na Zemlju.[22] Skoro svi fiziološki problemi koje navodima u nastavku teksta ispoljiće se tokom ove misije. Počev, od izlaganja zračenju iznad zaštitnog magnetnog polja Zemlje, preko kardiovaskularnog i mišićnoskeletnog dekondicioniranja, do neurovestibularne i ortostatske netolerancije na Marsu i naklon sletanja na Zemlju. Preko 2,4 godine, akumulirani i interaktivni efekti ovih fizioloških problema mogu potencijalno biti pogubnija po astronaute (a time i samu misiju), čak i ako nema jasnih ili ozbiljnijih pojedinačnih incidenta koji se javljaju tokom trajanja misije [23][24][25]
Da će fiziološki problemi nastaviti da se rešavaju u kosmičkim letovima ljudi sasvim je sigurno. Međutim, rešavanje kumulativni uticaj takvih promena, kroz stalno povećanje trajanja kosmičkih letova je daleko manje izvestno. Mnogo pažnje je dato kosmičkoj fiziologije u poslednjih nekoliko decenija, ali ostaje još mnogo toga da se uradi, a prepreke u novonastaloj oblasti biokosmonautike su obimne.[26]
Letenje kosmosom karakteriše se ekstremnim temperaturama, mikrogravitacijom, solarnim i galaktičkim kosmičkim zračenjem, nedostatkom atmosferskog pritiska, kao i velikim brzim mikrometeoritima. Dok ovi faktori izazivaju niz fizioloških, biomedicinskih i po zaštitu životne sredine štetnih uticaja na kosmonaute, dugotrajni svemirski letovi su dodatna grupa štetnosti koje utiču na ekipnu sposobnost kosmonauta i njihovo zdravlje. Zato je pored spoznaje kosmičke medicine koja se bavi izučavanjem fizičkih i fizioloških štetnosti koje deluju na ljude u kosmičkim letelicama i njihovom okruženju, značajnu ulogu treba da imaju i nauke o ponašanju (npr, psihologija, etiologij ljudski faktora, sociologija, ergonomija) koje mogu pružiti podršku u kvalitetnijem očuvanju zdravlja posada u kosmosu.
Shodno tome paralelno sa kosmičkom medicinom, razvijaju se i nove oblasti i specijalnosti u okviru bihevioralne nauke, uključujući svemirsku psihologiju, kosmički humnu etiologiju, kosmičku ergonomiju i kosmičku sociologiju. Zdravstveni i medicinski stručnjaci koji se bave kosmičkom medicinom sigurno će imati koristi od istraživanja u ovim naučnim oblastima koje će zasigurno još više unaprediti njihov rad.
U ovoj tabeli prikazujemo moguće stresogene faktore koji nameću kosmičkoj medicini bezbroj problema, ali i zahteva i zadataka za njihovo rešavanje;
Primarna stresogeni faktori u dugotrajnim kosmičkim letovima [8]
Važno je napomenuti da fiziološka „individualnost“ (ili različite reakcije kao rezultat genetičkog sastava, rasnog i kulturološkog porekla, pola, uticaja životne sredine i lični problemi i navike) su značajan faktor u realnom svetu situacija. Zato, mnogi poremećaji navedemi u ovoj tabeli nisu nužno primenjivi u svim okolnostima boravka u kosmosu. Zato neprestano u istraživanjima i radu lekara kosmičke medicine tu činjenicu treba imati u vidu.[8]
Remove ads
Kosmička fiziologija
Vazduhoplovnokosmička fiziologija
Primarni fiziološki rizici u toku svemirskih letova sa ljudskom posadom.[33]
Remove ads
Izvori
Literatura
Vanjske veze
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads