NASA đang ấp ủ sứ mệnh đưa người lên Sao Hỏa vào những năm 2030. Và các khoa học gia đang gấp rút tìm ra các giải pháp cho những mối nguy hiểm đối với cơ thể con người khi du hành vào không gian trong suốt một thời gian dài. (Nguồn: pixabay.com)
Ngày 30 tháng 5 năm 2023 đã ghi nhận một kỷ lục mới khi cùng lúc có 17 người bay lên trên quỹ đạo quanh Trái Đất. NASA và các cơ quan hàng không vũ trụ khác đang lên kế hoạch cho nhiều sứ mệnh có chở theo người hơn. Các công ty thương mại cũng đang ấp ủ nhiều dự án đưa con người lên vũ trụ. Cơ hội du hành vũ trụ của nhân loại đang rộng mở.
Tuy nhiên, việc du hành vào không gian tiềm ẩn nhiều rủi ro đối với cơ thể con người. Và vì NASA muốn thực hiện một sứ mệnh đưa con người lên Sao Hỏa vào những năm 2030, nên các khoa học gia cần sớm tìm ra giải pháp cho những mối nguy hiểm này.
Bức xạ không gian (Space radiation)
Trái Đất có một lá chắn bảo vệ, gọi là từ quyển. Từ quyển (magnetosphere) là vùng không gian bao quanh một hành tinh được điều khiển bởi từ trường của nó. Lá chắn này lọc cản bớt bức xạ vũ trụ (cosmic radiation) hay bức xạ không gian (space radiation). Nhưng khi các phi hành gia du hành xa hơn Trạm Vũ Trụ Quốc Tế (International Space Station – ISS), họ sẽ tiếp xúc liên tục với bức xạ này – tương đương từ 150 đến 6,000 lần chụp X-quang ngực.
Bức xạ vũ trụ có thể gây hại cho hệ thần kinh và tim mạch, dẫn đến các bệnh về tim mạch. Ngoài ra, nó có thể làm rò rỉ hàng rào máu não (blood-brain barrier), khiến cho não phải tiếp xúc với các hóa chất và protein có hại. Dù ở trong máu thì những hợp chất này an toàn, nhưng sẽ trở nên độc hại nếu tiếp xúc với não.
Để có thể bảo vệ các phi hành gia khỏi bức xạ vũ trụ trong sứ mệnh thám hiểm Sao Hỏa, các nhà nghiên cứu ở NASA đang chế tạo ra các vật liệu làm chệch hướng bức xạ như Kevlar và polyetylen, sử dụng cho các phương tiện không gian và bộ đồ vũ trụ. Một số chế độ dinh dưỡng và supplements như enterade cũng có thể giúp giảm thiểu tác động của bức xạ. Các loại supplements này có thể xoa dịu những đau đớn khi tiếp xúc với bức xạ, nên chúng cũng được sử dụng cho các bệnh nhân ung thư trong quá trình xạ trị.
Những thay đổi về lực hấp dẫn cũng gây ra vấn đề
Các phi hành gia phải tập thể dục để giảm thiểu tình trạng teo cơ bắp sau một thời gian dài ở ngoài không gian. Các sứ mệnh thám hiểm tới Sao Hỏa xa xôi sẽ phải đảm bảo các phi hành gia được bổ sung đầy đủ các chất như bisphosphonate, để ngăn ngừa tình trạng gãy xương do loãng xương. Các chất supplements này sẽ giữ cho cơ và xương của các phi hành gia khỏe mạnh trong thời gian dài không có lực hấp dẫn của Trái Đất.
Tình trạng phi trọng lượng (hay vi trọng lực – microgravity) cũng ảnh hưởng đến hệ thần kinh và hệ tuần hoàn. Trên Trái Đất, tim chúng ta bơm máu hướng lên trên và các van chuyên dụng trong hệ thống tuần hoàn sẽ giữ cho chất lỏng trong cơ thể không bị tuột xuống và đọng lại dưới chân. Khi không có trọng lực, chất lỏng sẽ di chuyển khắp nơi, hướng lên phần đầu.
Các nghiên cứu chỉ ra rằng điều này dẫn đến việc xuất hiện các khoảng trống chứa chất lỏng ở giữa não. Khi có thêm nhiều chất lỏng tập trung trong hộp sọ và không có trọng lực để “giữ não theo chiều hướng xuống” khiến cho não trồi cao hơn trong hộp sọ, đỉnh não bị ép vào hộp sọ.
Chất lỏng đổi chiều trong cơ thể cũng góp phần gây ra hội chứng thần kinh mắt do bay vào vũ trụ (spaceflight associated neuro-ocular syndrome), một tình trạng mà nhiều phi hành gia gặp phải khi du hành vào không gian. Hội chứng này gây ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của mắt. Phần sau của mắt có thể bị dẹt và các dây thần kinh truyền thông tin thị giác từ mắt đến não bị sưng lên và uốn cong. Các phi hành gia vẫn có thể nhìn thấy, mặc dù chức năng thị giác có thể xấu đi đối với một số người. Một số nghiên cứu cho thấy tình trạng này có thể tồn tại tới vài năm sau khi họ quay trở lại Trái Đất.
Vấn đề có thể được giải quyết với một chiếc “quần chuyên dụng” giúp kéo chất lỏng trở lại phần dưới cơ thể, giống như một cái máy hút bụi. Những chiếc quần này có thể giúp phân phối lại chất lỏng trong cơ thể tương tự như những gì xảy ra trong cơ thể khi còn ở trên Trái Đất.
Sự cô lập và sức khỏe tâm thần
Du hành vũ trụ không chỉ có thể gây tổn hại cho cơ thể, mà tâm trí và tinh thần cũng sẽ bị ảnh hưởng sâu sắc bởi bản chất cô lập của chuyến đi.
Hãy thử tưởng tượng quý vị phải sống và làm việc với cùng một nhóm vỏn vẹn vài người và không thể gặp gia đình hoặc bạn bè trong hàng tháng trời. Để học cách kiểm soát trong các môi trường khắc nghiệt cũng như duy trì động lực giao tiếp và hướng dẫn cho nhau, các phi hành gia phải trải qua khóa huấn luyện theo nhóm trên Trái Đất.
Họ dành hàng tuần cho Extreme Environment Mission Operations của NASA tại Aquarius Research Station, ở dưới biển ngoài khơi Florida Keys; hoặc lập bản đồ và khám phá các hang động bằng chương trình CAVES của European Space Agency. Những chương trình này giúp các phi hành gia vun đắp tình đồng đội với các thành viên trong nhóm của mình và học cách kiểm soát căng thẳng và cô đơn trong một môi trường xa xôi, hiểm trở.
Các khoa học gia đang nghiên cứu cách theo dõi và hỗ trợ tốt nhất sức khỏe tâm thần hành vi trong những điều kiện khắc nghiệt và cô lập.
Dù du hành vũ trụ đi kèm với các yếu tố căng thẳng và khả năng cô đơn, các phi hành gia sẽ được trải nghiệm hiệu ứng toàn cảnh (overview effect): cảm giác kinh ngạc và kết nối với toàn thể nhân loại. Đó là khi họ quan sát Trái Đất từ Trạm ISS.
Tìm hiểu cách hỗ trợ sức khỏe và sinh lý học cho con người khi ở trong không gian cũng mang lại nhiều lợi ích cho sự sống trên Trái Đất. Thí dụ, các sản phẩm giúp che chắn bảo vệ các phi hành gia khỏi tác hại của bức xạ không gian cũng có thể được ứng dụng trong điều trị ung thư, giúp cho các bệnh nhân đang được điều trị bằng bức xạ bớt khổ sở, đau đớn.
Tìm hiểu cách bảo vệ xương và cơ của con người trong môi trường vi trọng lực có thể giúp cải thiện cách điều trị hội chứng frailty, tình trạng suy nhược dễ bị tổn thương thường gặp ở người cao niên. Và khám phá không gian vũ trụ cũng mang đến nhiều thành tựu công nghệ trong lĩnh vực lọc nước và vệ tinh.
Các khoa học gia kỳ vọng công việc nghiên cứu của họ sẽ mang lại lợi ích cho con người không chỉ trong không gian mà còn ở ngay trên Trái Đất.
Nguồn: “Spending time in space can harm the human body − but scientists are working to mitigate these risks before sending people to Mars” của Rachael Seidler, được đăng trên trang TheConversation.com.
Gửi ý kiến của bạn
