Điều gì xảy ra với cơ thể con người trong không gian?

Các phi hành gia của Mỹ Butch Wilmore và Suni Williams đã trở về Trái đất sau 9 tháng trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS), một số rủi ro sức khỏe mà họ phải đối mặt đã được ghi chép và quản lý đầy đủ, trong khi những rủi ro khác vẫn còn là bí ẩn.

Những mối nguy hiểm này sẽ chỉ gia tăng khi loài người tiến sâu hơn vào hệ mặt trời, nó đặt ra nhu cầu về các giải pháp sáng tạo để bảo vệ tương lai của hoạt động thám hiểm không gian.

Phi hành đoàn sứ mệnh SpaceX Crew-9 của NASA, bao gồm các phi hành gia: Nick Hague, Suni Williams và Butch Wilmore, cùng phi hành gia Roscosmos Aleksandr Gorbunov, tạo dáng chụp ảnh trên Trạm vũ trụ quốc tế vào ngày 26/2.

Tập thể dục là chìa khóa

Mặc dù nhiệm vụ của phi hành gia người Mỹ đã nhận được sự chú ý, nhưng thời gian ở lại 9 tháng ngoài vũ trụ của Wilmore và Williams là "điều bình thường", bà Rihana Bokhari, trợ lý giáo sư tại Trung tâm Y học Không gian thuộc Cao đẳng Baylor cho biết.

Các nhiệm vụ của ISS thường kéo dài 6 tháng, nhưng một số phi hành gia có thể ở lại tới một năm và các nhà nghiên cứu tin tưởng vào khả năng duy trì sức khỏe của phi hành gia trong suốt thời gian đó.

Hầu hết mọi người đều biết rằng nâng tạ giúp tăng cơ và tăng cường xương, nhưng hoạt động này không thể thực hiện ngoài không gian vì không có trọng lực. Để xử lý điều này, các phi hành gia sử dụng ba máy tập thể dục trên ISS, bao gồm một thiết bị kháng lực được lắp đặt năm 2009 mô phỏng tạ tự do bằng ống chân không và cáp bánh đà.

Tập luyện hai giờ mỗi ngày giúp họ giữ dáng. "Kết quả tốt nhất là các phi hành gia không bị gãy xương khi họ trở về Trái đất, mặc dù tình trạng mất xương vẫn có thể phát hiện được trên các lần chụp X quang”, ông Bokhari cho biết.

Ông Emmanuel Urquieta, Phó Chủ tịch Y học Hàng không Vũ trụ tại Đại học Trung Florida cho biết thêm rằng, mất thăng bằng là một vấn đề khác. Điều này xảy ra với mọi phi hành gia, ngay cả những người chỉ vào không gian trong vài ngày. Sau khi trở về Trái đất, các phi hành gia phải rèn luyện lại cơ thể của mình trong chương trình phục hồi chức năng sau nhiệm vụ kéo dài 45 ngày của NASA.

Một thách thức khác là "sự dịch chuyển chất lỏng" — sự phân phối lại chất lỏng cơ thể về phía đầu trong điều kiện vi trọng lực. Điều này có thể làm tăng nồng độ canxi trong nước tiểu, làm tăng nguy cơ sỏi thận.

Sự dịch chuyển chất lỏng cũng có thể góp phần làm tăng áp lực nội sọ, làm thay đổi hình dạng của nhãn cầu và gây ra hội chứng thần kinh mắt liên quan đến chuyến bay vũ trụ (SANS), gây suy giảm thị lực từ nhẹ đến trung bình. Một giả thuyết khác cho rằng nguyên nhân là do nồng độ carbon dioxide tăng cao.

Quản lý bức xạ

Mức độ bức xạ trên ISS cao hơn trên Trái đất, vì nó đi qua vành đai bức xạ Van Allen, nhưng từ trường của Trái đất vẫn cung cấp khả năng bảo vệ đáng kể. Việc che chắn là rất quan trọng và NASA muốn hạn chế nguy cơ ung thư tăng cao trong suốt cuộc đời của các phi hành gia xuống còn 3%.

“Tuy nhiên, các sứ mệnh lên Mặt trăng và Sao Hỏa sẽ khiến các phi hành gia tiếp xúc bức xạ nhiều hơn”, nhà vật lý thiên văn Siegfried Eggl giải thích.

Các tàu thăm dò không gian trong tương lai có thể cung cấp một số thời gian cảnh báo cho các sự kiện bức xạ cao, chẳng hạn như các vụ phun trào khối lượng vành nhật hoa — các đám mây plasma từ Mặt trời — nhưng bức xạ vũ trụ vẫn không thể đoán trước.

Theo ông Eggl từ Đại học Illinois Urbana-Champaign, việc che chắn được thực hiện tốt nhất bằng các vật liệu nặng như chì hoặc nước, nhưng cần một lượng lớn vật liệu này.

Trọng lực nhân tạo được tạo ra bằng cách quay khung tàu vũ trụ, có thể giúp các phi hành gia duy trì chức năng khi đến nơi sau hành trình 9 tháng đến Sao Hỏa. Ngoài ra, tàu vũ trụ có thể sử dụng lực tăng tốc và giảm tốc mạnh mẽ phù hợp với lực hấp dẫn của Trái đất. Cách tiếp cận này sẽ nhanh hơn, giảm nguy cơ tiếp xúc với bức xạ, nhưng đòi hỏi các công nghệ đẩy hạt nhân hiện vẫn chưa có.

Các loại thuốc trong tương lai và thậm chí cả liệu pháp gen có thể tăng cường khả năng phòng vệ của cơ thể chống lại bức xạ vũ trụ.

Ông Joseph Keebler, một nhà tâm lý học tại Đại học Hàng không Embry-Riddle cho biết, việc ngăn chặn xung đột nội bộ giữa các nhóm cũng rất quan trọng. "Hãy tưởng tượng bạn bị kẹt trong một chiếc xe tải với bất kỳ ai trong 3 năm. Những con tàu này không lớn lắm, không có sự riêng tư, không có sân sau để đi ra ngoài. Tôi thực sự khâm phục các phi hành gia cam kết với điều này. Đây là một công việc không hề dễ dàng", ông Keebler nói.

Hà Anh