우주 비행사가 장기간 우주로 출발하기 시작한 이후로, 중력 또는 미세 중력에 장기간 노출되면 건강에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 여기에는 근육 위축 및 골밀도 상실이 포함되지만 신체 기능의 다른 영역으로 확장되어 장기 기능, 순환 및 심지어 유전 적 변화를 초래합니다.
이러한 이유로, 국제 우주 정거장 (ISS)에 대한 수많은 연구가이 효과의 범위와 그 효과를 완화하기 위해 어떤 전략을 사용할 수 있는지 결정하기 위해 수행되었습니다. 최근에 나타난 새로운 연구에 따르면 국제 분자 과학 저널, NASA와 JAXA가 자금을 지원하는 연구팀은 인공 중력이 미래의 장기 계획에서 핵심 구성 요소가되는 방법을 보여 주었다.
언급 된 바와 같이, 미세 중력이 인체에 미치는 영향을 식별하고 정량화하기 위해 상당한 양의 연구가 수행되었다. 이에 대한 좋은 예는 NASA의 인간 연구 프로그램 (HRP)이 수행 한 Twins Study입니다. 우주 비행사 인 Scott Kelly는 국제 우주 정거장에서 1 년을 보낸 후 우주 비행사 인 Scott Kelly의 몸에 미치는 영향을 연구했습니다. 쌍둥이 형제 Mark Kelly를 컨트롤로 사용했습니다. .
이들 및 다른 연구는 미세 중력에 대한 노출이 골밀도 및 근육량에 영향을 줄뿐만 아니라 면역 기능, 혈액 산소화, 심혈관 건강, 및 가능한 게놈 및인지 적 변화에 영향을 미칠 수 있음을 확인 하였다. 또한, 시력은 또한 공간에서 보낸 시간에 의해 영향을받을 수있는 것인데, 이는 안구 조직으로의 순환 및 산소의 감소로 인한 결과이다.
실제로, 단기 우주 왕복선 비행 (약 2 주간)에있는 우주 비행사 중 약 30 %와 ISS에 대한 장기 임무에서 60 %가 시력에 약간의 장애를보고했습니다. 이에 대해 플로리다 주립 대학 (FSU)의 인간 과학 대학 학장 인 마이클 델프 (Michael Delp) 교수와 논문의 공동 저자 인 그의 동료들은 인공 중력이 미래의 미션에 통합 될 것을 권장한다.
수년간, NASA의 지원으로 델프는 우주 비행사 시력에 미치는 미세 중력의 영향을 연구 해 왔습니다. 최근 FSU 뉴스 릴리스에서 말한 것처럼 :
“문제는 우주 비행사가 우주에 더 오래있을수록 시각 장애를 경험할 가능성이 높다는 것입니다. 일부 우주 비행사들은 시력 변화로부터 회복하지만 일부는 그렇지 않습니다. 따라서 이것은 전 세계 NASA 및 우주 기관에 우선 순위가 높습니다. 이러한 인공 중력의 적용으로 눈의 변화를 완전히 막을 수는 없지만 최악의 결과는 보지 못했습니다.”
인공 중력이 이러한 영향을 줄일 수 있는지 확인하기 위해 Delp은 일본 항공 우주 탐사 국 (JAXA)의 연구자들과 협력하여 최초의 협력 관계를 맺었습니다. 그들은 Linda Loma University의 Xiao Wen Mao 교수 (연구 책임자)와 의학 과학 아칸소 대학교, 아칸소 어린이 연구소 및 쓰쿠바 대학교의 회원들과 합류했습니다.
연구팀은 ISS에 탑승 한 지 35 일이 지난 후 생쥐의 안구 조직의 변화를 조사했다. 시험 대상은 케네디 우주 센터에서 비행하여 ISS의 JAXA“Kibo”실험실에있는 마우스 서식지 케이지 유닛 (HCU)에 수용된 9 주령의 12 마리 수컷 마우스 12 마리로 구성되었습니다. 체류 기간 동안, 마우스를 두 그룹으로 나누었다.
한 집단은 주변 미세 중력 조건에서 살았지만, 다른 집단은 1을 생산 한 원심 서식지에서 살았다. 지 인공 중력 (지구의 중력과 동일). 이로부터 연구팀은 이전 그룹이 눈 속의 수압 조절에 중요한 혈관 손상을 입었다는 것을 발견했다.
펠프스는“우리가 지구상에있을 때 중력이 발을 향하여 유체를 끌어 내린다”고 말했다. “중력을 잃으면 체액이 머리쪽으로 이동합니다. 이 체액 이동은 몸 전체의 혈관계에 영향을 미치며 이제는 눈의 혈관에도 영향을 미칩니다.”
또한 연구팀은 미세 중력의 결과로 단백질 발현 프로파일이 생쥐의 눈에서도 변했다고 언급했다. 이에 비해 원심 분리기에서 시간을 보낸 쥐들은 안구 조직에 거의 많은 손상을 입히지 않았습니다. 이 결과는 회전 구역 또는 원심 분리기 형태 일 가능성이있는 인공 중력이 장기 우주 임무에 필요한 구성 요소가 될 것임을 나타냅니다.
개념이 발전함에 따라 우주에서 인공 중력을 사용하는 것은 새로운 것이 아닙니다. 공상 과학에서 잘 탐구 된 개념 일뿐 아니라 우주 기관들은 우주에서 인간의 존재를 영구적으로 확립 할 수있는 방법으로 조사했다. 1975 NASA 서머 스터디가 고려한 주요 디자인 인 스탠포드 토러스 공간 정착 (Stanford Torus Space Settlement)이 그 예입니다.
NASA의 Ames Research Center와 Stanford University 사이의 공동 노력으로,이 10 주 프로그램은 교수, 기술 책임자 및 학생들이 함께 모여 사람들이 언젠가 큰 우주 식민지에서 어떻게 살 수 있는지에 대한 비전을 구성하기 위해 모였습니다. 이것의 결과는 지구 정상 또는 부분 중력의 느낌을 제공하기 위해 회전하는 바퀴 모양의 우주 정거장에 대한 개념이었습니다.
또한, 장기 임무를 수행하는 우주 비행사들이 소 중력으로 시간을 제한 할 수 있도록 우주선으로 회전하는 원환 체가 고려되었습니다. NASA 기술 응용 프로그램 평가 팀의 Mark Holderman과 Edward Henderson 엔지니어가 2011 년에 개발 한 다중 임무 우주선 개념 인 Longy United States Exploration을위한 Non-Atmospheric Universal Transport (Nautilus-X)가 좋은 예입니다.
이전 연구와 마찬가지로,이 연구는 우주에서 장기 임무를 수행하는 동안 우주 비행사 건강을 유지하는 것의 중요성과 장기 항해를 강조합니다. 그러나이 연구는 우주 비행사들 사이의 시력 손상을 더 잘 이해하도록 설계된 시리즈 중 첫 번째라는 점에서 구별됩니다.
JAXA의 선임 연구원이자 논문의 공동 저자 인 Dai Shiba는“강력한 과학 협력이 미래의 유인 우주 탐사를 준비하는 데 필요한 실험 결과를 축적하는 데 도움이되기를 희망합니다. 이 연구의 수석 저자 인 마오는 또한이 연구가 우주 탐사를 넘어 지구에 적용되기를 희망한다고 밝혔다.
"우리는 이번 연구 결과가 우주 비행 환경이 눈에 미치는 영향을 특성화 할뿐만 아니라 우주 비행으로 인한 시력 문제뿐만 아니라 연령 관련 황반 변성 및 망막 병증과 같은 더 많은 지구 바운드 장애에 대한 새로운 치료 또는 치료에 기여할 수 있기를 바랍니다."
우주 탐사의 미래와 관련하여 우리 앞에 놓여있는 많은 도전들이 있다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 연료 효율과 동력을 결합 할 수있는 우주선을 개발해야 할뿐만 아니라 개별 발사 비용을 줄이고 장기 미션의 건강 위험을 완화 할 수있는 방법을 찾아야합니다. 미세 중력의 영향 외에도 태양 및 우주 방사선에 장기간 노출되는 문제도 있습니다.
그리고 달 표면과 화성에 대한 임무는 특히 전초 기지가있는 곳에서 중력에 대한 장기간 노출과 싸워야한다는 것을 잊지 마십시오. 따라서 토리와 원심 분리기가 가까운 시일 내에 우주 탐사의 정기적 인 부분이 될 수 있다고 상상할 수는 없습니다!
