Астронавт НАСА Ник Хейг носит устройство T-mini во время тренировки. Фото предоставлено: НАСА
Многие из нас носят устройства, которые считают шаги, измеряют частоту сердечных сокращений, отслеживают режим сна и многое другое. Эта информация может помочь нам принимать здоровые решения — исследования показывают, что устройства, например, побуждают людей больше двигаться — и могут выявить потенциальные проблемы, такие как нерегулярное сердцебиение.
Портативные мониторы также стали обычным инструментом для исследований в области здоровья человека, включая исследования на Международной космической станции. Астронавты носили специальные часы, повязки, жилеты и другие устройства, которые помогают ученым изучать качество сна, эффективность физических упражнений, здоровье сердца и многое другое.
Теплый до глубины души
Космические путешествия могут повлиять на регуляцию температуры тела и циркадные ритмы из-за таких факторов, как отсутствие конвекции (естественный процесс, отводящий тепло от тела) и изменений в сердечно-сосудистой и метаболической системах.
Текущее исследование Европейского космического агентства (Европейское космическое агентство) Thermo-Mini или T-Mini изучает, как организм регулирует внутреннюю температуру во время космического полета. В исследовании используется неинвазивный монитор с повязкой на голову, который астронавты могут носить часами.
Данные монитора позволяют исследователям определить влияние факторов окружающей среды и физиологических факторов, таких как температура и влажность в помещении, время суток и физические нагрузки, на температуру тела. Датчик того же типа уже используется на Земле для исследований в клинических условиях, например, для улучшения инкубаторов и изучения того, как более жаркая окружающая среда влияет на здоровье человека.
Thermolab, предыдущее исследование ЕКА, изучало терморегуляцию и сердечно-сосудистую адаптацию во время отдыха и физических упражнений в условиях микрогравитации. Исследователи обнаружили, что во время тренировок в космосе температура тела повышается все быстрее и быстрее, чем на Земле, и что повышение продолжается даже в состоянии покоя — явление, которое может повлиять на здоровье членов экипажа во время длительных космических полетов.
Это открытие также поднимает вопросы о предполагаемой температуре терморегуляции человека и нашей способности адаптироваться к изменению климата на Земле.
Спи, может быть, мечтай
Известно, что космические путешествия нарушают циклы сна и бодрствования. Actiwatch Spectrum, носимое на запястье устройство, включает в себя акселерометр для измерения движения и фотодетекторы для мониторинга окружающего освещения. Это развитие предыдущих технологий, использовавшихся на космической станции для контроля продолжительности и качества сна членов экипажа.
Астронавт НАСА Сунита Уильямс носит часы Actiwatch во время своих исследований. Фото предоставлено: НАСА
Данные предыдущих миссий показывают, что члены экипажа спали во время космического полета значительно меньше, чем до и после. В исследовании Actiwatch Sleep-Long использовалась более ранняя версия устройства для изучения того, как окружающий свет влияет на цикл сна-бодрствования, и была обнаружена связь между потерей сна и изменениями циркадных ритмов во время космического полета или реакцией организма на нормальный 24-часовой свет и темноту. цикл.
Последующие исследования позволят протестировать системы освещения, чтобы устранить эти эффекты и помочь астронавтам поддерживать здоровые циркадные ритмы.
Компания Wearable Monitoring протестировала легкий жилет со встроенными датчиками для отслеживания частоты сердечных сокращений и характера дыхания во время сна, чтобы определить, влияют ли изменения сердечной деятельности на качество сна. Технология дает значительное преимущество, поскольку позволяет контролировать сердечную деятельность, не разбудив человека, и может помочь пациентам на Земле с нарушениями сна.
Исследователи сообщили о положительных характеристиках и хорошем качестве записываемых сигналов, предполагая, что жилет может способствовать всестороннему мониторингу здоровья человека в будущих космических полетах, а также в некоторых средах на Земле.
Эти и другие исследования поддерживают разработку контрмер для улучшения сна членов экипажа, а также помогают поддерживать бдительность и снижать утомляемость во время миссий.
(Не) жди, чтобы выдохнуть
Люди выдыхают углекислый газ, и слишком большое его количество может накапливаться в помещении, вызывая головные боли, головокружение и другие симптомы. На космическом корабле имеются системы для удаления этого вещества из воздуха в кабине, но могут образовываться карманы углекислого газа, которые трудно обнаружить и удалить.
Персональный монитор CO2 протестировал специально разработанные датчики, прикрепленные к одежде, для мониторинга непосредственного окружения пользователя. Исследователи сообщили, что устройства адекватно работают как в качестве мониторов для экипажа, так и в качестве статических мониторов, что является важным шагом на пути к их использованию для определения поведения углекислого газа в закрытых системах, таких как космические корабли.
Радиация в реальном времени
В исследовании EVARM, CSA (Канадское космическое агентство), использовались небольшие беспроводные дозиметры, которые можно было носить в кармане, для измерения радиационного воздействия во время выходов в открытый космос. Данные показали, что этот метод представляет собой жизнеспособный способ измерения радиационного воздействия и может помочь сосредоточить регулярный мониторинг дозы там, где он необходим больше всего. Любые разработанные меры защиты и противодействия также могут помочь защитить людей, работающих в районах с высоким уровнем радиации на Земле.
Астронавт ЕКА Томас Песке держит один из мобильных блоков для исследования активного дозиметра. Фото предоставлено: НАСА
Активный дозиметр ЕКА протестировал дозиметр радиации, который носят члены экипажа, для измерения изменений их воздействия с течением времени в зависимости от орбиты и высоты космической станции, солнечного цикла и солнечных вспышек. Используя измерения устройства, исследователи смогли проанализировать дозы радиации на протяжении всей космической миссии.
Активный дозиметр также был среди инструментов, используемых для измерения радиации от космического корабля НАСА «Орион» во время его 25,5-дневной беспилотной миссии «Артемида I» вокруг Луны и обратно в 2022 году.
AstroRad Vest, еще одно устройство, испытанное на космической станции, а затем на Артемиде I, предназначено для защиты астронавтов от солнечных частиц. Исследователи использовали эти и другие устройства для измерения радиации, чтобы показать, что конструкция «Ориона» может защитить его экипаж от потенциально опасных уровней радиации во время лунных миссий.
Международная космическая станция служит важным испытательным полигоном для этих и многих других технологий, разрабатываемых для будущих миссий на Луну и за ее пределы.
