宇宙の人体はどうなりますか？

宇宙で340日間過ごした後、米国の宇宙飛行士スコット・ケリーとロシアの宇宙飛行士ミハイル・コルニエンコは、本日午後11時30分頃に小さな青い大理石に着陸する予定です。

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宇宙での最長の任務ではありませんが、それは誰もが国際宇宙ステーション（ISS）に乗って過ごした最長の期間であり、NASAは無重力、cr屈な四分の一、および放射線の損傷に長時間さらされた後、人体に何が起こるかを研究する最高の機会でした。

地球人が一定の重力で成長するという事実を逃れることはできません。そのため、宇宙旅行の初期の頃から、NASAは私たちの惑星の力を超えて人体に何が起こるかを理解しようとしてきました。

「私たちが当たり前と思っているこれらすべてのことは、誰が何が起こるのかはっきりしていませんでした」と、スミソニアン国立航空宇宙博物館の宇宙史学芸員兼議長のヴァレリー・ニールは言います。「彼らは適切に飲み込むことができるでしょうか？彼らは適切に見ることができますか？彼らは排尿することができますか？」

最も初期の実験は、いくつかの例を挙げると、犬、猿、マウスなどの動物を対象に行われました。それから1962年、宇宙飛行士のジョン・グレンは、アップルソースのチューブとともに地球を周回した最初のアメリカ人になりました。

「彼らは素晴らしく柔らかく、滑りやすい食べ物を選んで歯磨き粉のチューブに入れ、一度に少しずつ飲ませて、彼が飲み込むことができ、食べ物が彼の胃に落ちるかどうかを確認しました」とニールは言います。しかし、これらの飛行の短い期間は、科学者がテストできることを制限し、先駆的な宇宙旅行者の忍耐力をテストしました。「宇宙飛行士は必要なことをするのに忙しく、必ずしもモルモットとして扱われる傾向はなかった」とニールは付け加えた。

飛行時間が長くなると、生理学テストも増加しました。最近では、ISSの宇宙飛行士は、飛行前に一連のテスト、飛行中の定期的な健康チェック、足がしっかり地面に戻った後の長時間のリハビリテーションにさらされています。

しかし、火星に照準を合わせたNASAは、長距離トレッキングの効果について多くのことを学ぶ必要があります。ケリーとコルニエンコにとって、彼らの「宇宙の年」ミッションは、宇宙にいることの生理学にのみ焦点を当てた最初のプロジェクトです。ケリーには地球上に双子の兄弟がいるため、プロジェクトはさらに興味深くなりました。それは、科学者が両方の男性を見て、宇宙飛行によって引き起こされる遺伝的変化をよりよく特定できることを意味します。

今後数か月のうちにケリーとコルニエンコからさらに多くを学ぶことになるでしょうが、NASAが期待している大きな効果のいくつかを以下に示します。

（NASA）

スピニングヘッドオーバーテイルズ

あなたの内耳は、スマートフォンの加速度計のような働きをします。移動中や停止したとき、頭に立っているときや横になっているときを身体に知らせます。しかし、宇宙では、その小さなメカニズムがおかしくなり、宇宙飛行士が微小重力状態になってから1日かそこらの間、乗り物酔いをすることがよくあります。ニールは、私たちの惑星のプルに再び入るときに多くの人が同様の問題を経験します。

「それはまるで船から降りてきて、あなたの足を自分の下に置いていないようなものです」と彼女は言います。宇宙飛行士はしばしば、最初は浮遊感覚を報告しますが、それは身体が地球に再適応するにつれて最終的に消失します。

骨と筋肉

科学者が宇宙へのベンチャーで最初に発見したことの1つは、低重力のライフスタイルは、心臓を含む強い骨と筋肉に役立たないということです。地球に拘束されている間、これらの身体の部分は実際に私たちを静止させ続けるためにかなりの量で働きます。重力の下向きの力がなければ、身体の働きはかなり少なくなり、筋肉の劣化と骨密度の低下を引き起こします。

NASAによると、宇宙飛行士は、宇宙で1か月間で、閉経後の女性が1年で失う骨量と同じくらいの量を失う可能性があります。この驚くべき減少により、血中のカルシウム濃度が高くなり、腎結石の発生率が高くなる可能性があります。これらの問題に対処するため、宇宙飛行士は宇宙ステーションに搭載された特別に設計された機械を使用して精力的に運動します。 NASAによれば、ケリーは彼の任務の過程でおよそ700時間を行使しました。

これらの効果のほとんどは、着陸時に打ち消すことができますが、ある程度の作業が必要です。 2013年のISSでの任務後、宇宙飛行士のクリスハドフィールドはCBC Newsに、「頭を抱えているだけで奇妙な新しい経験になりました。5か月間頭を首に当てる必要はありませんでした。」

フローティング流体

毎秒、液体が私たちの体全体に押し寄せ、地球にバインドされているため、重力がこれらの液体を脚に下ろします。しかし、重力を取り除くと、液体は頭まで浮き上がります。 NASAによると、宇宙での1年の間に、スコットケリーの頭に移る液体の量が2リットルのソーダボトルを満たす可能性がありました。

このため、宇宙飛行士は「チークに見える傾向があります」とニールは言います。この流体ドリフトは、視力に影響を及ぼす可能性のある視神経への圧迫など、より深刻な状態も引き起こします。地球に戻ったら、目のトラブルは通常は収まりますが、これはNASAが長時間のフライトで理解したい大きな問題の1つです。

宇宙放射線

地球の磁場は、DNAを損傷する可能性のある大量の高エネルギー放射線から表面の生命を保護する、自然なシールドの形を提供します。この安全ゾーンの外側では、ISSの人工シールドは宇宙飛行士を放射線被曝から部分的に保護できますが、すべての放射線タイプに対して効果的ではなく、宇宙飛行士は癌やその他の長期的な健康リスクにさらされやすくなります。

火星への旅行はさらに厳しいものになります。輸送中の曝露時間に加えて、赤い惑星には自然の磁気シールドがないためです。最新のISSミッションでは、科学者たちは、宇宙放射線がケリーのDNAの変化を引き起こす可能性のある方法と、将来の火星に向かう旅行者にとって何を意味するかを正確に調べたいと考えています。

これらすべての深刻な効果にもかかわらず、知られている損傷のほとんどは、宇宙飛行士が地球に戻った後に元に戻すことができます。先週宇宙からの記者会見で、ケリーは元気でした。彼は彼の目にわずかな影響を報告しますが、全体的に言って、彼は気分が良く、心理的には調子が良いと言います。「それは私が壁を登っているようなものではありません。」

「私は非常に慎重な方法論と慎重なペースでこれをやろうとしました」と彼は言い、各ミッションのタスクをマイルストーンとして使ったと付け加えました。「私はそれが重要だと思います。長距離飛行を中断するようなマイルストーンを持つことです。次のマイルストーンが帰ってきます。」