Uygun egzersiz, uzay görevleri sırasında mürettebat sağlığının önemli bir parçasıdır

Ay’a ve Mars’a yapılacak gelecekteki misyonlar, astronotlarda kemik ve kas dokusu kaybının önlenmesi de dahil olmak üzere birçok zorluğun üstesinden gelmelidir. Uluslararası Uzay İstasyonundaki araştırmalar bu zorluğun üstesinden gelmeye yardımcı oluyor.

Dünyanın yerçekimi olmadan hem kemikler hem de kaslar körelir veya küçülür ve zayıflar. Başlangıçta bilim insanları egzersizin tıpkı Dünya’da olduğu gibi uzayda da sağlıklı kemik ve kasları korumanın kritik bir parçası olduğunu fark etti. Basit elastik bantlardan ilk görevlere kadar egzersiz donanımı giderek daha gelişmiş hale geldi. Mevcut ekipmanlar arasında Gelişmiş Dirençli Egzersiz Cihazı (ARED) ağırlık kaldırma sistemi, T2 adı verilen ikinci nesil koşu bandı ve Titreşim İzolasyon ve Stabilizasyon Sistemli Bisiklet Ergometresi (CEVIS) bisiklet makinesi bulunmaktadır. Mürettebat üyelerinin artık günde ortalama iki saat egzersiz yapmasıyla, bu ekipmanın yanı sıra astronotların onu nasıl kullandığının yoğunluğu ve süresi üzerinde de çalışmalar devam ediyor.

2008 yılında kurulan ARED, ağırlıksız ortamda ağırlık kaldırmayı taklit eden bir yükleme sağlamak için bir piston ve volan sistemi kullanıyor. ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) güncel bir araştırması olan ARED Kinematics, uzay uçuşu öncesinde, sırasında ve sonrasında en uygun egzersiz programlarının belirlenmesine yardımcı olmak için bu tür egzersizlerin mikro yerçekiminde vücut üzerindeki etkisini analiz ediyor. Sonuçlar gösterildi tıpkı sezon öncesi antrenmanın sporculara daha sonraki yarışmalarda yardımcı olması gibi, uçuş öncesi egzersiz antrenmanının da kişinin uzay istasyonundayken performansını artırdığı.

2001’den 2011’e kadar mürettebat üyeleri, 300 pound’a kadar dirençli kuvvetle hem üst hem de alt vücut kaslarını kullanan en az 18 farklı egzersiz için yapılandırılabilen Geçici Dirençli Egzersiz Cihazını (IRED) kullandı. A geriye dönük değerlendirme uçuş öncesi güç ve uçuş sonrası değişiklikler arasında bir miktar korelasyon gösterdi ve analiz, daha yüksek yükler ve geliştirilmiş egzersiz reçeteleri sağlayan bir direnç cihazının daha büyük faydalar sağlayabileceğini öne sürdü.

2001’de kurulan ve 2023’te güncellenen CEVIS, sürtünme ve dirençten yararlanıyor ve doğru iş yükünü sürdürmek için bilgisayar tarafından kontrol ediliyor. Sistem, bisiklet hızı, kalp atış hızı, geçen süre ve egzersiz reçetesi ayrıntıları gibi parametreleri görüntüler. Bir çalışma CEVIS tarafından toplanan veriler kullanılarak, gelecekteki görevlerde mevcut egzersiz önlemlerini kullanmaya devam edilmesi durumunda astronotların %17’ye kadarının kas performansı, kemik sağlığı ve kalp-solunum kondisyonunda kayıp yaşayabileceği sonucuna varıldı. Araştırmacılar bunun mevcut rejimleri daha da iyileştirme, başka müdahaleler ekleme veya koşullandırma ön kontrolünü geliştirme ihtiyacını vurguladığını belirtiyor.

Uygun ekipman önemlidir ancak kullanım şekli de önemlidir. İlk egzersiz rejimleri, düşük hızda koşu bandında koşmayı ve uzun süreler boyunca düşük yüklerde direnç egzersizi yapmayı içeriyordu. Haftada 10 saate kadar egzersiz yapmalarına rağmen astronotlar kas kütlesini ve kemik yoğunluğunu kaybetmeye devam etti. Artan kanıtlar, yüksek yoğunluklu, düşük hacimli egzersizin Dünya’da kondisyonun korunmasında daha etkili olduğunu gösterdi. Entegre Direnç ve Aerobik Antrenman Çalışması (Sprint) Mikro yerçekiminde düşük yoğunluklu, yüksek hacimli egzersizlerin sonuçlarını yüksek yoğunluklu, düşük hacimli egzersizlerle karşılaştırdı.

Sonuçlar benzerdi ancak daha kısa antrenmanlar, mürettebatın zamanından tasarruf etmesini sağlar (görevler için değerli bir kaynaktır) ve egzersiz ekipmanlarının aşınmasını ve yıpranmasını azaltır.4 Gelecekteki görevler, hem aerobik hem de direnç egzersizi için tek bir cihazla sınırlı olabilir, bu da her mürettebatın daha kısa antrenmanlar yapmasını gerektirebilir. üye bir sıra alır. Daha yüksek yoğunluktaki egzersiz bu sınırları telafi edebilir.

Bir VO2max adı verilen araştırma Bir kişinin aerobik ve fiziksel çalışma kapasitesinin standart bir ölçüsü olarak kabul edilen maksimum oksijen alımındaki belgelenmiş değişiklikler. Uzun süreli uzay uçuşu, maksimum oksijen alımında ve aerobik egzersiz kapasitesinde önemli bir azalmaya neden oldu. Bu sonuçların gelecekteki uzun süreli uzay görevleri için önemli sonuçları var ve mevcut karşı önlemlerin yeterli olmayabileceğine dair kanıtlara katkıda bulunuyor.

ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) bir araştırması olan Muscle Biopsy, uzay uçuşu öncesinde ve sonrasında iskelet kasındaki moleküler değişiklikleri analiz etti ve kas sağlığının olası bir göstergesi olarak kullanılabilecek bir enzim ürünü belirledi. Bulgular mevcut egzersiz protokollerinin kas kondisyonunun azalmasını önlemede etkili olduğunu ve gelecekteki derin uzay keşif görevlerinde mürettebat sağlığını ve performansını korumaya yönelik karşı önlemlerdeki iyileştirmeleri desteklediğini öne sürüyor.

Mevcut egzersiz programları kas-iskelet sistemindeki değişiklikleri hafifletiyor gibi görünse de, bireysel sonuçlar farklılık göstermektedir. Ek olarak, mevcut rejimler muhtemelen doğrudan aktarılamaz Alan kısıtlamaları, ısı ve nemin giderilmesi gibi çevresel sorunlar, cihaz bakım ve onarım ihtiyaçları ve egzersiz için zaman bulma ve diğer mürettebat üyelerinin çalışmalarına müdahale etmekten kaçınma zorlukları nedeniyle daha uzun keşif görevlerine.

Ayı ve derin uzayı keşfetmeye yönelik planlanan görevler üç yıla kadar sürebilir. Astronotları uzay uçuşu sırasında, aya veya Mars’a ayak bastıklarında ve Dünya’ya döndüklerinde sağlıklı tutabilecek diyet, egzersiz ve ilaç kombinasyonu üzerine araştırmalar devam ediyor. Yaşlanma, hareketsiz yaşam tarzları ve hastalıklar Dünya’da kemik ve kas kaybına neden olduğundan, bu araştırma aynı zamanda dünyadaki insanlara da fayda sağlayabilir.