A ausência de peso e seu efeito sobre os astronautas

O cineasta James Cameron faz uma carona na gravidade zero

O Diretor / Produtor de 'Avatar' James Cameron flutua sem peso em Zero-G junto com os curadores do X PRIZE em um vôo para arrecadar fundos para a Fundação X PRIZE. Da esquerda para a direita: Rob McEwen (Presidente, US Gold), James Cameron, Peter H. Diamandis (Presidente / CEO, X PRIZE), Elon Musk (Presidente / CEO, SpaceX), Jim Gianopulos (Presidente / CEO, Fox Filmed Entertainment) . História completa . (Crédito da imagem: Bryan Rapoza)

A sensação de ausência de peso, ou gravidade zero, ocorre quando os efeitos da gravidade não são sentidos. Tecnicamente falando, a gravidade existe em todo o universo porque é definida como a força que atrai dois corpos um para o outro. Mas os astronautas no espaço geralmente não sentem seus efeitos.

o Estação Espacial Internacional , por exemplo, está em queda livre perpétua acima da Terra. Seu movimento para a frente, entretanto, é quase igual à velocidade de sua 'queda' em direção ao planeta. Isso significa que os astronautas internos não são puxados em nenhuma direção específica. Então, eles flutuam.



Não ter que carregar peso sobre os pés parece relaxante, mas, a longo prazo, há muitos problemas de saúde associados a isso. Os ossos e músculos enfraquecem e outras mudanças também ocorrem dentro do corpo. Uma das funções da ISS é estudar como a saúde do astronauta é afetada por longos períodos de falta de peso.

Experimentando ausência de peso

Você não tem que deixar a Terra para (brevemente) escapar dos laços de gravidade . Qualquer pessoa que atingiu o topo da colina em uma montanha-russa rápida ou que se sentou em um pequeno avião empurrado para baixo repentinamente pelo vento, experimentou brevemente a ausência de peso.

Períodos mais sustentados são possíveis em aviões que voam uma parábola. Da NASA programa de voo com gravidade reduzida , por exemplo, voa aviões em uma série de cerca de 30 a 40 parábolas para os pesquisadores realizarem experimentos a bordo. Cada subida produz uma força cerca de duas vezes a força da gravidade por 30 segundos. Então, quando o avião, também chamado de ' Vomit Comet 'porque deixa alguns passageiros nauseados, chega ao topo da parábola e desce, os passageiros sentem a microgravidade por cerca de 25 segundos. (Se você quiser experimentar isso por si mesmo, empresas como a Zero G Corp. oferecem viagens leves em aeronaves, por um preço, é claro.)

A equipe de filmagem e os atores do filme 'Apollo 13' passaram horas a bordo de um avião que fazia voos parabólicos sem parar. Isso permitiu que os atores realmente 'flutuassem' durante seu tempo na espaçonave do filme, em vez de depender de fios pesados.

Os astronautas, no entanto, ficam sem peso por períodos muito mais longos. O tempo sustentado mais longo passado no espaço ocorreu em 1994-95, quando Valeri Polyakov passou quase 438 dias no espaço.

Mesmo alguns dias no espaço podem apresentar problemas de saúde temporários, como Heidemarie Stefanyshyn-Piper descobriu depois de passar duas semanas no espaço durante o STS-115 em 2006. Durante uma coletiva de imprensa após o pouso, Piper desmaiou, pois não estava totalmente reajustada à gravidade .

Efeitos temporários na saúde

A falta de peso faz com que vários sistemas essenciais do corpo relaxem, já que ele não está mais lutando contra a força da gravidade. O sentido de subir e descer dos astronautas fica confuso, disse a NASA, porque o sistema vestibular não consegue mais descobrir onde estão o solo e o teto. Projetistas de espaçonaves levam isso em consideração; a ISS, por exemplo, tem todas as suas inscrições nas paredes apontando na mesma direção .

Os tripulantes também experimentam uma interrupção em seu sistema proprioceptivo, que indica onde os braços, pernas e outras partes do corpo estão orientados uns em relação aos outros. 'Na primeira noite no espaço, quando estava caindo no sono', disse um astronauta da Apollo em uma entrevista à NASA, 'de repente percebi que havia perdido a noção de ... meus braços e pernas. Por tudo que minha mente poderia dizer, meus membros não estavam lá. '

Essa desorientação pode fazer com que os astronautas fiquem enjoados por alguns dias. Um exemplo famoso ocorreu durante Apollo 9 em 1969. Rusty Schweickart teve que mudar uma caminhada espacial planejada porque ele estava se sentindo doente. A preocupação era que se ele vomitasse enquanto estava em seu traje espacial, o fluido poderia se espalhar através de seu capacete (dificultando sua visão) ou interferir com o aparelho de respiração e fazer com que ele morresse sufocado.

A nave espacial também deve ser projetada para levar em conta a microgravidade. Durante as caminhadas espaciais, por exemplo, os astronautas exigem apoios extras para as mãos e os pés no exterior de suas espaçonaves para que possam se ancorar e não flutuar. (Os astronautas também os prendem com cordas para o caso de perderem o controle.)

Efeitos de saúde a longo prazo

Astronautas no espaço por semanas a meses podem ter problemas. O cálcio nos ossos é excretado pela urina. À medida que os ossos enfraquecem, os astronautas ficam mais suscetíveis a quebrá-los se escorregarem e caírem, assim como as pessoas com osteoporose. Os músculos também perdem massa.

Mas o tempo na Estação Espacial Internacional ajudou a NASA a realizar estudos sobre como a saúde dos astronautas é afetada pelo tempo na ausência de peso. A agência já fez mudanças. Por exemplo, ele substituiu o dispositivo de exercício resistivo provisório (iRED) pelo dispositivo de exercício resistivo avançado em 2008, permitindo que os astronautas fizessem levantamento de peso sem 'estourar' seu peso máximo. O ARED está relacionado a melhores resultados em densidade óssea e força muscular, embora todas as conclusões no espaço sejam difíceis de tirar (em geral, desde então), uma vez que a população de astronautas já está em forma e é extremamente pequena.

Os astronautas geralmente têm um período de exercícios alocado de duas horas por dia no espaço para neutralizar esses efeitos; este tempo inclui não apenas exercícios cardiovasculares e levantamento de peso, mas também tempo para trocar de roupa e montar ou retirar o equipamento. Apesar do exercício, ainda leva meses de reabilitação para se ajustar à Terra após uma típica missão espacial de seis meses. Mais recentemente, os médicos descobriram alterações na pressão do olho em órbita. NASA tem rastreou mudanças de visão em astronautas que estavam na estação espacial , mas nada tão sério a ponto de causar preocupação. Sua causa ainda está sob investigação, embora um possível culpado inclua o fluido espinhal, que permanece constante na microgravidade, em vez da mudança normal que ocorre na Terra quando você se deita ou se levanta. Além do fluido espinhal, um estudo de 2017 rastreou mudanças em astronautas de voos curtos e longos. Alguns estudos também apontam que os astronautas experimentam um nível ligeiramente elevado de dióxido de carbono na estação por causa do sistema de filtragem; esse gás também pode contribuir para problemas oculares.

O ex-astronauta da NASA Scott Kelly participou de uma rara missão de um ano à Estação Espacial Internacional em 2015-16. Seu irmão gêmeo e ex-astronauta da NASA Mark (que se aposentou antes de Scott) concordou em participar, junto com Scott, em vários 'experimentos gêmeos' para comparar a saúde de Scott no espaço com a de Mark no solo.

Os resultados preliminares de um estudo divulgado em outubro de 2017 mostraram que diferentes genes ligam ou desligam no espaço . Outros estudos discutidos no início daquele ano revelaram mudanças sutis também. Por exemplo, os telômeros (que retardam a deterioração dos cromossomos) em Scott ficaram temporariamente mais longos no espaço. Scott também teve uma leve deterioração na capacidade cognitiva (velocidade e precisão de pensamento) e na formação óssea, embora não o suficiente para ser preocupante.

Cientistas que trabalham com experimentos de microgravidade em saúde observam que muitas vezes as mudanças vistas em órbita imitam o que acontece à medida que as pessoas envelhecem naturalmente, embora muitas vezes os processos sejam diferentes. Um grupo de pesquisadores canadenses - alguns dos quais com experiência em medicina espacial - tem acesso a um centro de saúde de longo prazo para idosos na Universidade de Waterloo. Lá, os pesquisadores podem medir idosos em suas residências, em vez de levá-los a um laboratório, onde as condições são artificiais e podem mascarar ou exagerar certas condições de saúde.