Podczas trwającej dziewięć dni misji STS-95, rozpoczynającej się 29 października startem promu Discovery, siedmiu astronautów przeprowadzi ponad 80 eksperymentów zmierzających do rozwikłania tajemnic kosmosu i ludzkiego ciała. Wyprawa Discovery przykuwa też uwagę ze względu na uczestnictwo Johna Glenna, który 36 lat temu odbył w kapsule Friendship 7 historyczną podróż. Jako pierwszy Amerykanin wykonał lot orbitalny, trzykrotnie okrążając Ziemię.
Gdy 20 lutego 1962 r. Glenn wsiadł do swojego niewielkiego statku, zastanawiano się czy człowiek w ogóle może przeżyć w nieprzyjaznym środowisku pozaziemskim. Od tamtego czasu w kosmosie przebywało ponad 200 Amerykanów, którzy uczestniczyli w 121 lotach. Nikt jednak dobitniej niż Glenn nie dostrzega niewiarygodnego postępu, jaki przez 20 lat dokonał się w tej dziedzinie.
Kapsuły programu Merkury, takie jak Friendship 7, ówcześni astronauci nazwali "puszkami na śmieci" - miały wymiary 2 m na niecałe 3 m. Dziś na ich widok można by się tylko zdziwić: "I oni tym polecieli?". Przy Friendship 7 prom kosmiczny wygląda jak statek obcej cywilizacji lub co najmniej maszyna z innej epoki. Kapsuł używano tylko raz, a Discovery poleci po raz 25. Na promie każdy członek załogi ma dla siebie dziesięć razy więcej miejsca niż astronauta programu Merkury, a pomieszczenia dla załogi wahadłowca mogłyby pomieścić 64 osoby. W ładowni promu wielokrotnie przewożono satelity i tak potężne urządzenia jak Kosmiczny Teleskop Hubble?a. Lotem składającego się z sześciu milionów części statku kieruje pięć komputerów pokładowych; na Friendship 7 nie było żadnego.
Chociaż człowiek lata w komos już od 30 lat, naukowcy mieli niewiele okazji do prowadzenia tam systematycznych badań biomedycznych. Wyjątkami są amerykańskie misje Skylab z początku lat 70., Spacelab i Neurolab realizowane na pokładach promów kosmicznych oraz rosyjsko-amerykański program Shuttle-Mir. Budowa nowej stacji kosmicznej i loty promów są często ostro krytykowane. Zainteresowani badaniami w warunkach mikrograwitacji pokładają jednak duże nadzieje w tych przedsięwzięciach, a misję STS-95 traktują jako rozgrzewkę przed eksperymentami, które będą wykonywane na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. To wielonarodowe orbitalne laboratorium ma być montowane w kosmosie w przyszłym roku.
Istnieje duże podobieństwo pomiędzy procesami starzenia się i adaptacji człowieka do warunków panujących w przestrzeni kosmicznej. Średnia wieku ziemskiej populacji systematycznie rośnie i - wedle prognoz - do 2050 r. liczba starszych ludzi nadal będzie się zwiększać. Gerontolodzy (badacze procesów starzenia się) wierzą, że zrozumienie dolegliwości wieku starczego pomoże zmniejszyć zapotrzebowanie na drogą, całodobową opiekę medyczną. Życie na Ziemi ewoluowało w warunkach grawitacji przez ponad miliard lat. Siła ciążenia odgrywa więc istotną rolę we wszystkich procesach życiowych. Kosmiczna mikrograwitacja powoduje znaczne zmiany fizjologiczne - nadweręża system sercowo-naczyniowy i odpornościowy, zaburza zmysł równowagi i sen, osłabia układ kostny i mięśniowy. Zbyt mała aktywność fizyczna związana z zaawansowanym wiekiem, paraliżem, uszkodzeniem ciała lub przykuciem do łóżka prowadzi do stopniowego pogorszenia kondycji, zwiększenia podatności na złamania, wydłużenia procesu powrotu do zdrowia, gojenia się ran itp. U astronautów jednak - w przeciwieństwie do ludzi starszych - zmiany wynikające z braku aktywności fizycznej podczas lotów są odwracalne. W kosmosie doświadczają zawrotów głowy i mdłości, po powrocie na Ziemię mają trudności z utrzymaniem równowagi, ale objawy te z czasem ustępują. Siłę grawitacji odczuwamy za pomocą receptorów w uchu wewnętrznym i pośrednio przez dotyk. W kosmosie nie doznajemy takich samych bodźców.
Loty w przestrzeń kosmiczną pomogą rozwikłać problemy związane ze starzeniem się
Przebywanie w warunkach nieważkości to unikatowa okazja, aby dowiedzieć się, jak grawitacja lub jej brak wpływa na centralny układ nerwowy, koordynację ruchów, postawę, utrzymywanie równowagi. Większość badań dotyczących funkcjonowania żywych istot w kosmosie zmierza do poznania mechanizmów, które mózg wykorzystuje przy interpretowaniu informacji docierających z otoczenia. Umożliwiłoby to opracowanie metod ochrony astronautów przed dolegliwościami towarzyszącymi długim lotom w kosmos. Doświadczenia te można by również wykorzystać w terapii pacjentów z zaburzeniami postawy pochodzenia neurologicznego, w tym ludzi w podeszłym wieku, dla których upadek może mieć poważne następstwa.
Typowego dla starszych osób przerywanego snu i wczesnego budzenia się doświadczają również astronauci. Zachowanie bezcennej równowagi między snem a dziennym czuwaniem wymaga synchronizacji tzw. całodobowego zegara wewnętrznego. Wprawdzie od pewnego czasu potrafimy za pomocą naświetlania częściowo go regulować, ale nadal nie wiadomo, w jaki sposób starzenie się lub przebywanie w kosmosie rozstraja ten mechanizm. Zarówno u ludzi starych, jak i u astronautów dochodzi do utraty masy kości. Chociaż skutki są takie same, trudno stwierdzić, czy kości słabną z tego samego powodu. Może do tego prowadzić brak ćwiczeń lub odmienna gospodarka hormonalna. Z pewnością na odbudowę kośćca korzystnie wpływa grawitacja. Naukowcy chcą się dowiedzieć, jakie ćwiczenia i leki mogą zapobiegać osteoporozie. Przebywanie w warunkach mikrograwitacji niekorzystnie oddziałuje na układ sercowo-naczyniowy. Do mózgu dociera mniej krwi, co jest częstą przyczyną utraty przytomności. Astronauci po powrocie na Ziemię w pełni odzyskują sprawność, natomiast osoby w podeszłym wieku tracą ją bezpowrotnie. Czy jest to nieuniknione? Czy można zapobiec zmianom towarzyszącym starzeniu się? Czy są one wynikiem tych samych procesów, które zachodzą w organizmie kosmonauty? Odpowiedzi na te pytania nadal nie znamy.
77-letni Glenn ze względu na zaawansowany wiek będzie dla naukowców niepowtarzalnym "królikiem doświadczalnym". 16 października na ostatniej konferencji przed startem Discovery oświadczył, że jest w pełni przygotowany do roli najstarszego astronauty w historii lotów kosmicznych. Zapewniał, że poradzi sobie z bardzo wymagającym programem misji: "Jest to duży wysiłek, ale takie właśnie są loty w kosmos. Być może nie będę tak zwinny jak pozostali członkowie załogi, choć nie pozostaję zbytnio w tyle" - żartował Glenn. Określenie "świnka morska NASA", jakiego użył wobec niego jeden z amerykańskich dziennikarzy, uznał za komplement. "Jeśli w ten sposób dowiemy się czegoś nowego, co może pomóc ludziom, i jeśli w moim wieku podołam zadaniu, rola świnki morskiej bardzo mi odpowiada" - ripostował.
Misja STS-95 nie ogranicza się tylko do badań biomedycznych - ma też poszerzyć naszą wiedzę o Słońcu i jego wpływie na życie na Ziemi. Wahadłowiec wyniesie w kosmos statek Spartan 201, który przez dwa dni będzie zbierał informacje o koronie naszej gwiazdy i wietrze słonecznym. Energetyczne wybuchy na Słońcu mogą powodować uszkodzenia satelit, naziemnych linii wysokiego napięcia oraz zakłócenia w telekomunikacji. Za pomocą sześciu instrumentów astronomicznych wchodzących w skład International Extreme Ultraviolet Hitchhiker będą obserwowane inne gwiazdy - rodzące się i umierające jako supernowe. Astronauci przetestują też nowe technologie, które będą wykorzystywane przy montażu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Sprawdzone zostaną instrumenty elektroniczne i termodynamiczne wyposażenie przeznaczone dla Kosmicznego Teleskopu Hubble?a (trzecia misja serwisowa do teleskopu planowana jest w połowie 2000 r.). Na pokładzie Discovery znajdzie się moduł laboratoryjny Spacelab, w którym zostanie przeprowadzonych 30 eksperymentów (testy nowych materiałów, badania wzrostu roślin w warunkach nieważkości i sposobów wytwarzania leków przeciw- nowotworowych). Badania sponsorują NASA oraz agencje kosmiczne z Kanady, Japonii i Europy.
Kapsuły programu Merkury, takie jak Friendship 7, ówcześni astronauci nazwali "puszkami na śmieci" - miały wymiary 2 m na niecałe 3 m. Dziś na ich widok można by się tylko zdziwić: "I oni tym polecieli?". Przy Friendship 7 prom kosmiczny wygląda jak statek obcej cywilizacji lub co najmniej maszyna z innej epoki. Kapsuł używano tylko raz, a Discovery poleci po raz 25. Na promie każdy członek załogi ma dla siebie dziesięć razy więcej miejsca niż astronauta programu Merkury, a pomieszczenia dla załogi wahadłowca mogłyby pomieścić 64 osoby. W ładowni promu wielokrotnie przewożono satelity i tak potężne urządzenia jak Kosmiczny Teleskop Hubble?a. Lotem składającego się z sześciu milionów części statku kieruje pięć komputerów pokładowych; na Friendship 7 nie było żadnego.
Chociaż człowiek lata w komos już od 30 lat, naukowcy mieli niewiele okazji do prowadzenia tam systematycznych badań biomedycznych. Wyjątkami są amerykańskie misje Skylab z początku lat 70., Spacelab i Neurolab realizowane na pokładach promów kosmicznych oraz rosyjsko-amerykański program Shuttle-Mir. Budowa nowej stacji kosmicznej i loty promów są często ostro krytykowane. Zainteresowani badaniami w warunkach mikrograwitacji pokładają jednak duże nadzieje w tych przedsięwzięciach, a misję STS-95 traktują jako rozgrzewkę przed eksperymentami, które będą wykonywane na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. To wielonarodowe orbitalne laboratorium ma być montowane w kosmosie w przyszłym roku.
Istnieje duże podobieństwo pomiędzy procesami starzenia się i adaptacji człowieka do warunków panujących w przestrzeni kosmicznej. Średnia wieku ziemskiej populacji systematycznie rośnie i - wedle prognoz - do 2050 r. liczba starszych ludzi nadal będzie się zwiększać. Gerontolodzy (badacze procesów starzenia się) wierzą, że zrozumienie dolegliwości wieku starczego pomoże zmniejszyć zapotrzebowanie na drogą, całodobową opiekę medyczną. Życie na Ziemi ewoluowało w warunkach grawitacji przez ponad miliard lat. Siła ciążenia odgrywa więc istotną rolę we wszystkich procesach życiowych. Kosmiczna mikrograwitacja powoduje znaczne zmiany fizjologiczne - nadweręża system sercowo-naczyniowy i odpornościowy, zaburza zmysł równowagi i sen, osłabia układ kostny i mięśniowy. Zbyt mała aktywność fizyczna związana z zaawansowanym wiekiem, paraliżem, uszkodzeniem ciała lub przykuciem do łóżka prowadzi do stopniowego pogorszenia kondycji, zwiększenia podatności na złamania, wydłużenia procesu powrotu do zdrowia, gojenia się ran itp. U astronautów jednak - w przeciwieństwie do ludzi starszych - zmiany wynikające z braku aktywności fizycznej podczas lotów są odwracalne. W kosmosie doświadczają zawrotów głowy i mdłości, po powrocie na Ziemię mają trudności z utrzymaniem równowagi, ale objawy te z czasem ustępują. Siłę grawitacji odczuwamy za pomocą receptorów w uchu wewnętrznym i pośrednio przez dotyk. W kosmosie nie doznajemy takich samych bodźców.
Loty w przestrzeń kosmiczną pomogą rozwikłać problemy związane ze starzeniem się
Przebywanie w warunkach nieważkości to unikatowa okazja, aby dowiedzieć się, jak grawitacja lub jej brak wpływa na centralny układ nerwowy, koordynację ruchów, postawę, utrzymywanie równowagi. Większość badań dotyczących funkcjonowania żywych istot w kosmosie zmierza do poznania mechanizmów, które mózg wykorzystuje przy interpretowaniu informacji docierających z otoczenia. Umożliwiłoby to opracowanie metod ochrony astronautów przed dolegliwościami towarzyszącymi długim lotom w kosmos. Doświadczenia te można by również wykorzystać w terapii pacjentów z zaburzeniami postawy pochodzenia neurologicznego, w tym ludzi w podeszłym wieku, dla których upadek może mieć poważne następstwa.
Typowego dla starszych osób przerywanego snu i wczesnego budzenia się doświadczają również astronauci. Zachowanie bezcennej równowagi między snem a dziennym czuwaniem wymaga synchronizacji tzw. całodobowego zegara wewnętrznego. Wprawdzie od pewnego czasu potrafimy za pomocą naświetlania częściowo go regulować, ale nadal nie wiadomo, w jaki sposób starzenie się lub przebywanie w kosmosie rozstraja ten mechanizm. Zarówno u ludzi starych, jak i u astronautów dochodzi do utraty masy kości. Chociaż skutki są takie same, trudno stwierdzić, czy kości słabną z tego samego powodu. Może do tego prowadzić brak ćwiczeń lub odmienna gospodarka hormonalna. Z pewnością na odbudowę kośćca korzystnie wpływa grawitacja. Naukowcy chcą się dowiedzieć, jakie ćwiczenia i leki mogą zapobiegać osteoporozie. Przebywanie w warunkach mikrograwitacji niekorzystnie oddziałuje na układ sercowo-naczyniowy. Do mózgu dociera mniej krwi, co jest częstą przyczyną utraty przytomności. Astronauci po powrocie na Ziemię w pełni odzyskują sprawność, natomiast osoby w podeszłym wieku tracą ją bezpowrotnie. Czy jest to nieuniknione? Czy można zapobiec zmianom towarzyszącym starzeniu się? Czy są one wynikiem tych samych procesów, które zachodzą w organizmie kosmonauty? Odpowiedzi na te pytania nadal nie znamy.
77-letni Glenn ze względu na zaawansowany wiek będzie dla naukowców niepowtarzalnym "królikiem doświadczalnym". 16 października na ostatniej konferencji przed startem Discovery oświadczył, że jest w pełni przygotowany do roli najstarszego astronauty w historii lotów kosmicznych. Zapewniał, że poradzi sobie z bardzo wymagającym programem misji: "Jest to duży wysiłek, ale takie właśnie są loty w kosmos. Być może nie będę tak zwinny jak pozostali członkowie załogi, choć nie pozostaję zbytnio w tyle" - żartował Glenn. Określenie "świnka morska NASA", jakiego użył wobec niego jeden z amerykańskich dziennikarzy, uznał za komplement. "Jeśli w ten sposób dowiemy się czegoś nowego, co może pomóc ludziom, i jeśli w moim wieku podołam zadaniu, rola świnki morskiej bardzo mi odpowiada" - ripostował.
Misja STS-95 nie ogranicza się tylko do badań biomedycznych - ma też poszerzyć naszą wiedzę o Słońcu i jego wpływie na życie na Ziemi. Wahadłowiec wyniesie w kosmos statek Spartan 201, który przez dwa dni będzie zbierał informacje o koronie naszej gwiazdy i wietrze słonecznym. Energetyczne wybuchy na Słońcu mogą powodować uszkodzenia satelit, naziemnych linii wysokiego napięcia oraz zakłócenia w telekomunikacji. Za pomocą sześciu instrumentów astronomicznych wchodzących w skład International Extreme Ultraviolet Hitchhiker będą obserwowane inne gwiazdy - rodzące się i umierające jako supernowe. Astronauci przetestują też nowe technologie, które będą wykorzystywane przy montażu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Sprawdzone zostaną instrumenty elektroniczne i termodynamiczne wyposażenie przeznaczone dla Kosmicznego Teleskopu Hubble?a (trzecia misja serwisowa do teleskopu planowana jest w połowie 2000 r.). Na pokładzie Discovery znajdzie się moduł laboratoryjny Spacelab, w którym zostanie przeprowadzonych 30 eksperymentów (testy nowych materiałów, badania wzrostu roślin w warunkach nieważkości i sposobów wytwarzania leków przeciw- nowotworowych). Badania sponsorują NASA oraz agencje kosmiczne z Kanady, Japonii i Europy.
Więcej możesz przeczytać w 44/1998 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.