Title of ... Description of .. VideoObject

Ľudstvo plánuje cestu na Mars. Zvládnu ju naše oči?

štvrtok, 04 apríl 2019 17:50

Ďalším cieľom vesmírneho programu je Mars. No ak sa k nemu raz skutočne priblížime, budeme si môcť pohľad na červenú planétu skutočne vychutnať?

Dychvyrážajúci pohľad z vesmíru so sebou totiž prináša mnohé zdravotné problémy, za ktoré môže nedostatok gravitácie. Rednutie kostí, ochabnutie svalov, zväčšovanie srdca, genetické mutácie a podľa nie až tak dávnych zistení, tiež zhoršovanie zraku.

Pri súčasných kratších misiách na Medzinárodnú vesmírnu stanicu (ISS) sa už určité problémy s videním prejavili, po návrate však došlo k úprave. Dlhší pobyt v nulovej gravitácii, ako aj plánovaná cesta na červenú planétu, by však mohli spôsobiť aj úplnú slepotu. Prečo to tak je a ako sa tomu dá predísť sa dozviete v tomto blogu.

Misia „Rok vo vesmíre“

Astronaut Scott Kelly bol v roku 2015 na Medzinárodnej vesmírnej stanici rekordných 340 dní, čiže takmer jeden rok. Spolu videl 10 994 východov a západov slnka. No krásny výhľad nie je jediný dôvod, kvôli ktorému sa vo vesmíre zdržal tak dlho.  

Išlo o jeden z najkomplexnejších pokusov o pochopenie, ako beztiažový stav vplýva na naše telo. Vedci sledovali zmeny na Scottovom tele a porovnávali ich s telom jeho identického dvojčaťa Marka, ktorý zostal na zemi. Po návrate sa Scott sťažoval na veľké zdravotné problémy ako precitlivenosť pokožky na dotyk, bolesti končatín, veľkú únavu a tiež zhoršenie zraku. Väčšina zaznamenaných abnormalít sa rýchlo vrátila do normálu. Napriek tomu uňho došlo k trvalej zmene 7-mich % génov.

Syndróm SANS

Zhoršené či rozmazané videnie, spôsobené neprítomnosťou gravitácie, sa nazýva SANS(Space flight-associated neuro-ocular syndrome). Voľne by sa dala skratka vyložiť ako syndróm poškodenia očných nervov v dôsledku letov do vesmíru.

Astronauti sa v dôsledku SANS najčastejšie stávajú krátkozrakými alebo sa u nich objavuje „efekt vaty“, čo znamená, že pred očami vidia rozostrené šmuhy.

Výskum tohto syndrómu je pomerne mladý. Vedci si doteraz nie sú úplne istí, čo ho spôsobuje, no existujú dve hlavné teórie.

Teória číslo 1: Príval krvi do mozgu

Na začiatku výskumu, ktorý skúmal súvislosť medzi pobytom vo vesmíre a zhoršením zraku si vedci mysleli, že problém môže súvisieť s vplyvom beztiažového stavu na náš kardiovaskulárny (srdcovocievny) systém. V zemskej gravitácii naše srdce pumpuje krv cez cievy rovnomerne do celého tela. Keďže gravitácia vo vesmíre je takmer nulová, telesné tekutiny stúpajú nahor. To oslabuje ich prúdenie v dolných častiach tela a vytvára veľký tlak na mozog, kde sa tekutiny kumulujú najviac. Zvýšený  tzv. intrakraniálny (vnútrolebečný) tlak pôsobí na zrakový nerv, ktorý opuchne. V dôsledku toho dochádza k zmenám v jeho prekrvení a tiež k deformácii v zadnej časti očnej gule.

Oftalmologická ambulancia vo vesmíre

Astronauti majú na ISS k dispozícii rôzne oftalmologické prístroje, aby si mohli jednoducho vyšetriť oči a zrak. Napríklad tonometer, merajúci očný tlak či prístroj, ktorý po zapojení do počítača nasníma a zobrazí očné pozadie. Lekári na zemi tak môžu sledovať, v akom stave sú optické nervy astronautov. Od roku 2013 je na palube ISS tiež špičkový  tzv. OCT (optická koherenčná tomografia) prístroj.  Ten umožňuje vidieť každý detail vo vnútri oka, vrátane vrstiev buniek v sietnici. Zhodou okolností používame rovnaký typ prístroja aj na našej klinike v Martine. Koncom roka 2018 sa k astronautom na palube ISS dostal upgrade, model OCT 2. Ten pomocou špeciálneho lasera dokáže „sledovať“ pohyb krvi v cievach sietnice a zobraziť ich (tzv OCT angiografia).

Teória číslo 2: Hromadenie mozgovomiechovej tekutiny

S novou teóriou prišiel Noam Alperine, profesor rádiológie a biomedicínskeho inžinierstva v Miami. On a jeho tím skúmali mozog siedmich astronautov po dlhodobých vesmírnych misiách a deviatich ďalších, ktorí boli v beztiažovom stave kratší čas. Magnetická rezonancia odhalila zaujímavé zistenie: zmena štruktúry oka pravdepodobne súvisí s mozgovomiechovou tekutinou.

Tento priehľadný mok obklopuje mozog a miechu. Okrem toho, že tlmí nárazy, tiež filtruje nečistoty, rozvádza živiny a čo je v Alperinovom výskume podstatné, kontroluje vyrovnávanie tlaku. Vždy, keď sa napríklad postavíme zo sedu, náš organizmus sa musí vysporiadať so zmenou tlaku. V nulovej gravitácii však telo astronauta nevníma zmeny polôh tak, ako na zemi, organizmus je zmätený a mozgovomiechová tekutina sa hromadí. Keď začne tlačiť na očný nerv, spôsobí opuch a deformáciu zadnej časti očnej gule.

Chlapci v kozme neplačú. A dievčatá tiež nie.

Nie, že by astronauti mali zakázané emócie. Za absenciu sĺz môže nedostatok gravitácie. Beztiažový stav spôsobuje, že slzy nepadajú k zemi. Jednoducho sa hromadia v oku, vznášajú sa okolo očnej gule a tvoria obal z vody.

Modré záblesky z radiácie

Absencia gravitácie nie je vo vesmíre to jediné, čo ohrozuje naše oči. Nebezpečné je tiež priame slnečné žiarenie, pred ktorým astronauta nechráni zemská atmosféra tak, ako nás. Preto sa im môže stať, že si oči doslova popália. Mnoho z nich sa tiež sťažuje na modré záblesky, ktoré vidia dokonca aj vtedy, keď majú zatvorené oči. Spôsobujú ich nabité častice vesmírneho žiarenia. Astronauti sú im vystavení bez akejkoľvek ochrany.

Problém so zrakom rieši umelá gravitácia. No dokážeme ju vyrobiť?

Cesta človeka na Mars bude trvať minimálne niekoľko mesiacov. To by oči astronautov nemuseli v zdraví zvládnuť. Potenciálne riešenie ste už mohli vidieť vo viacerých sci-fi príbehoch. Hovorím o umelej gravitácii, ktorá je nádejou pre budúcnosť dlhých vesmírnych misií. No na rozdiel od sveta strieborného plátna, v skutočnom živote  je takáto technológia veľmi problematická.

Existujú tri hypotetické spôsoby, ako by ju bolo možné vyrobiť:

1. Dostredivá sila

Najčastejším a zrejme najrealistickejším konceptom generovania umelej gravitácie je dostredivá sila, tvorená rotáciou.

Možno si pamätáte známu scénu z filmu 2001: Vesmírna odysea, v ktorej jeden z členov posádky behá vo veľkom, krútiacom sa prstenci. Takáto konštrukcia sa objavuje vo viacerých sci-fi príbehoch. Dôvodom nie je len snaha o vytvorenie futuristického dojmu. Ide vlastne o obrovskú centrifúgu, ktorá generuje umelú gravitáciu. Tým, že rotuje, vytvára vo svojom centre dostredivú silu, ktorá sa rozpína smerom do strán a tlačí obyvateľov lode  k vonkajšej strane prstenca. Umožňuje im tak kráčať po zemi.

Ako to funguje si najjednoduchšie predstavíte na príklade, ktorý určite všetci poznáte zo zábavných parkov. Možno ste si niekedy vyskúšali atrakciu, kde vás roztočia vo veľkom valci a bez toho, aby ste sa museli pripútať, vás energia „pripúta“ k stene. Alebo ste sa niekedy stretli s pokusom, pri ktorom napríklad roztočíte olivu v pohári a tá nevypadne, ani keď pohár otočíte dolu dnom.

Aj keď je metóda rotujúceho prstenca najrealistickejším riešením na tvorbu umelej gravitácie, stále ju nedokážeme zrealizovať.

V čom je problém? Čím menšie sú rozmery prstenca, tým rýchlejšie otáčky potrebuje k produkovaniu dostatočnej energie na tvorbu umelej gravitácie a naopak. Ak by sme chceli napodobniť zemskú príťažlivosť v prstenci s polomerom 56 metrov, musel by sa otočiť raz za 15 sekúnd. K predĺženiu tohto času aspoň na 30 sekúnd by sme už potrebovali prstenec s polomerom 224 metrov. Viete si teda predstaviť, ako gigantický by musel byť prstenec, v ktorom by sme sa necítili ako na kolotoči. Súčasná technológia neumožňuje postaviť podobne rozmerné zariadenie, ktoré by vydržalo nápor svojej vlastnej energie.

Ak by sme však tento problém aj nejako vyriešili, ďalšími prekážkami sú financie a materiál, potrebný na konštrukciu. Celý projekt by stál trilióny eur a na stavbu by nemuseli stačiť ani celosvetové zásoby hliníku.

2. Magnetizmus

Vedci už dnes s využitím magnetického poľa dokážu vytvoriť plochy so simulovanou zemskou príťažlivosťou, ktoré prinútia malé objekty levitovať. Teoreticky by teda bolo možné takto produkovať umelú gravitáciu aj pre celú vesmírnu loď. Rovnako, ako pri rotujúcom prstenci, je však aj toto riešenie zatiaľ len otázkou ďalekej budúcnosti.

V čom je problém? Generovanie gravitácie pomocou magnetického poľa zatiaľ funguje len na veľmi malej ploche. A pokiaľ by sme aj technológiu vedeli použiť vo veľkom, museli by sme postaviť vysokovýkonné generátory, na ktoré momentálne opäť nemáme ani materiál, ani finančné prostriedky.

Problémom by bol tiež vplyv magnetického poľa na kovové komponenty lode, zariadenia ako počítače a samozrejme, na zdravie posádky. 

3. Generátor gravitácie

Hypotetickým spôsobom tvorby umelej gravitácie, často používaným v sci-fi svete, je generátor, ktorý by produkoval priamo gravitačnú silu. Zatiaľ neexistuje a ide skutočne len o vedecko-fantastickú myšlienku.

V čom je problém? Ruský inžiniér Eugene Podkletnov ešte v 90. rokoch tvrdil, že vytvoril zariadenie, ktoré dokáže generovať gravitačno-magnetické pole. Nikdy ale dokázal, že by naozaj fungovalo. V roku 2006 sa o podobnú technológiu pokúsili aj v NASA, no podarilo sa im vytvoriť gravitáciu iba o sile 0,0001 G, čo je jedna desaťtisícina skutočnej zemskej príťažlivosti.

Ak by takéto zariadenie raz naozaj malo existovať, musí mu predchádzať obrovský pokrok vo vede. Nádejou je objavenie hypotetických „gravitonov“, častíc, ktoré majú prenášať gravitačnú silu.

Ďaľšie informácie

  • sdo_type: VideoObject
  • sdo_name: Title of ...
  • sdo_description: Description of ..
  • sdo_duration: PT1M33S
  • sdo_contentUrl: http://www.example.com/video123.flv
  • sdo_embedUrl: http://www.example.com/videoplayer.swf?video=123
  • sdo_interactionCount: 1
Ohodnotiť túto položku
(0 hlasov)

Aktuality

  • Značky: 2021
    Rozširujeme ponuku biologických preparátov na liečbu ochorení sietnice Rozširujeme ponuku biologických preparátov na liečbu ochorení sietnice

    Na UVEA Mediklinik prichádza novinka v podobe rozšírenej ponuky dostupných liečiv pre závažné ochorenia sietnice. Ide o biologickú liečbu v podobe intravitreálne (vnútroočne) podávaných tzv. anti-VEGF látok.  Máme veľkú radosť, že práve UVEA sa stala aplikačným centrom pre tieto preparáty a dokáže svojim...

  • Značky: 2021
    Protipandemické opatrenia sa sprísnili, no podmienky na našej klinike zostávajú rovnaké. Protipandemické opatrenia sa sprísnili, no podmienky na našej klinike zostávajú rovnaké.

    Čakacie doby sa nepredĺžili V prípade mnohých diagnóz je kľúčový hlavne čas. Odkladať náročný zákrok alebo odborné vyšetrenie sa nevypláca. Mnohé zdravotnícke zariadenia, bohužiaľ, musia aktuálne odsúvať „menej dôležité“ zákroky na neskorší termín. My vieme, aké dôležité je začať riešiť...

  • Značky: 2021
    Výnimočná operácia Výnimočná operácia

    Stav a situácia niektorých pacientov býva komplikovaná, no v UVEA MEDIKLINIK sa vždy snažíme nájsť spôsob, ako vyriešiť ich neľahkú situáciu. Svedčí o tom aj nasledujúci príbeh pacienta Jána s komplikovaným zdravotným stavom, ktorému sme úspešne zoperovali šedý zákal oka.

viac aktualít

Blogy

  • Značky: 2022 juraj halicka
    Úrazy očí sú vo vojenských konfliktoch časté. V histórii viedli aj k objavom Úrazy očí sú vo vojenských konfliktoch časté. V histórii viedli aj k objavom

    Podobne ako celý svet, aj UVEA veľmi citlivo a pozorne vníma udalosti na Ukrajine. S vojnou je spojených mnoho závažných a urgentných tém, a jednou z nich je aj otázka zdravotnej starostlivosti o zranených. V reakcii na vypuknutie vojny u našich východných susedov sme sa v UVEA rozhodli pomôcť materiálne, svojím...

  • Značky: peter ziak 2022
    Vplyv lietania na náš zrak Vplyv lietania na náš zrak

    Lenže aj obyčajný pasažier na palube lietadla by sa mal v súvislosti so svojou plánovanou cestou zamyslieť nad svojimi očami a ich prípadnými limitmi. Existujú kontraindikácie lietania v súvislosti s očami? Kedy by sme nemali lietať vôbec a ako vplýva bežné cestovanie vzduchom na naše videnie?

  • Značky: 2022 juraj halicka
    Vízie zajtrajška alebo superzrak sa stáva skutočnosťou Vízie zajtrajška alebo superzrak sa stáva skutočnosťou

    Fanúšikovia sci-fi často poznajú rôzne medicínske vynálezy skôr, než skutočne uzrú svetlo sveta. Počítače, roboty, ale aj superhrdinovia so superzrakom. To všetko sa pomaly, ale iste stáva reálnym príbehom nášho ľudstva. Veda neustále otvára nové dvere do netušených možností ľudského pokroku, a medzi jeho...

viac blogov