เมื่อนาซา (NASA) ยืนยันแล้วว่านักบินอวกาศ 2 คนที่เดินทางไปกับ ‘โบอิ้ง สตาร์ไลเนอร์’ (Boing Starliner) จะได้รับกลับอย่างเร็วที่สุดในปีหน้า อะไรคือสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับร่างกายมนุษย์ หากต้องอยู่ในอวกาศเป็นเวลานาน
แผนการเดินทางสู่สถานีอวกาศนานาชาติที่มีระยะเวลา 8 วัน กลับกลายเป็นการเดินทางที่ยาวนานหลายเดือนของ ซูนี วิลเลียมส์ (Suni Williams) และบุตช์ วิลมอร์ (Butch Wilmore) เนื่องจากยานอวกาศของบริษัทโบอิ้งประสบปัญหาเกี่ยวกับระบบขับเคลื่อนเนื่องจากมีก๊าซฮีเลียมรั่วไหลเล็กน้อยใน 5 ตัวขับดันจากทั้งหมด 28 ตัว
ทาง นาซา และโบอิ้งจึงตัดสินใจยืดระยะเวลาการเข้าพักของนักบินอวกาศออกไปเพื่อแก้ปัญหานี้ ทว่าก็ดูเหมือนจะยังไม่มีวิธีใดที่ทำได้ในบนอวกาศ ทั้งคู่จึงตัดสินใจว่า วิลเลียมส์ และ วิลมอร์ จะเดินทางกลับด้วยยานดรากอนของ SpaceX โดยมีกำหนดการที่เดือนกุมภาพันธ์ปี 2025 ในระหว่างนี้ยานสตาร์ไลเนอร์จะเดินทางกลับโลกโดยไม่มีลูกเรือช่วงเดือนกันยายน
“การตัดสินใจให้บุตช์และซูนีอยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติ และนำโบอิ้งสตาร์ไลเนอร์กลับบ้านโดยไม่มีลูกเรือนั้นเป็นผลมาจากความใส่ใจด้านความปลอดภัย” บิล เนลสัน (Bill Nelson) ผู้บริหารของนาซา กล่าว
ขณะที่ สตีฟ สติช (Steve Stich) ผู้จัดการโครงการด้านลูกเรือพาณิชย์ของนาซากล่าวเสริมว่า “เรากำลังจัดการกับปัญหาที่ซับซ้อนมากเกี่ยวกับตัวขับดัน เนื่องจากการคาดเดาประสิทธิภาพของเครื่องขับดันนั้นเป็นเรื่องท้าทาย และการคาดเดาอุณหภูมิที่จะเกิดขึ้นก็เป็นเรื่องท้าท้ายเช่นกัน”
ด้วยความไม่แน่นอนทั้งหมดนี้ นาซา จึงเน้นย้ำว่ามีความเสี่ยงมากเกินไปที่จะพยายามนำวิลมอร์และวิลเลียมส์กลับมาสู่โลกจึงเป็นให้ต้องยืดระยะเวลาที่ทั้งคู่อยู่ในอวกาศออกไป แต่การอยู่ในสถานที่เช่นสถานีอวกาศนานาชาติ จะส่งผลต่อสุขภาพมากเพียงใด? โดยเฉพาะกับผู้ที่ไม่ได้เตรียมพร้อมสำหรับการเข้าพักระยะยาว
ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์เพิ่งได้ศึกษาร่างกายของนักบินอวกาศที่อยู่มานานกว่า 371 วันซึ่งเป็นสถิติของ แฟรงก์ รูบิโอ (Frank Rubio) ผู้ที่เดินทางในอวกาศยาวนานที่สุดในครั้งเดียวของชาวอเมริกันจนถึงปัจจุบัน โดยเป็นสถิติที่ไม่ได้ตั้งใจเนื่องจากยานอวกาศที่จะต้องนำเขากลับบ้านมีปัญหาน้ำหล่อเย็นรั่วไหล
เหตุการณ์นั้นทำให้รูบิโอจำเป็นต้องอยู่ในอวกาศนานเพิ่มขึ้นหลายเดือน โดยรวมแล้วเขาได้โคจรรอบโลกไปทั้งหมด 5,963 รอบ และเป็นระยะทางกว่า 253.3 ล้านกิโลเมตร หลังการเดินทางที่ยาวนานได้สิ้นสุดลง รูบิโอก็กลับสู่โลกอย่างปลอดภัยด้วยยานอวกาศ ‘Soyuz MS-23’
แม้จะเกิดจากความผิดพลาด แต่การอยู่ในอวกาศหลายเดือนของเขาจะให้ข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับผลกระทบจากอวกาศ และช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นหาแนวทางที่ปลอดภัยเพื่อสนับสนุนการเดินทางในอนาคตที่มีเป้าหมายไปยังดาวอังคาร รูบิโอจึงกลายเป็นนักบินอวกาศคนแรกที่เข้าร่วมโครงการวิจัย
ซึ่งนอกจากต้องค่อยรักษาความฟิตแล้ว การบินในอวกาศจะส่งผลต่อร่างกายมนุษย์อย่างไรบ้าง?
ร่างกายภายนอก
สถานีอวกาศนานาชาติเป็นสถานที่ที่แตกต่างไปจากโลกที่เป็นบ้านเกิด มันมีแรงโน้มถ่วงต่ำกว่าอย่างมาก ซึ่งหากไม่มีสิ่งนี้คอยดึงขาของเราให้ยึดติดกับพื้นไว้ มวลกล้ามเนื้อและกระดูกของเราจะเริ่มลดลงอย่างรวดเร็วในอวกาศ
โดยกล้ามเนื้อที่ช่วยรักษาท่าทางของเราให้ตั้งตรงอย่างหลัง คอ น่องและต้นขาจะได้รับผลกระทบมากที่สุด เนื่องจากเมื่ออยู่ในสภาวะไร้น้ำหนัก กล้ามเนื้อไม่จำเป็นต้องทำงานเพื่อพยุงท่าทางของเราอีกต่อไป รายงานระบุว่าหลังจากผ่านไปเพียง 2 สัปดาห์ มวลกล้ามเนื้ออาจลดลงถึง 20% และหากเป็นภารกิจที่ยาวนานกว่า 3-6 เดือน มวลกล้ามเนื้อก็อาจลดลงมากถึง 30%
เช่นเดียวกับ โครงกระดูกที่ไม่ได้ทำงานก็จะเริ่มสูญเสียแร่ธาตุและความแข็งแรงของมันไป นักบินอวกาศอาจสูญเสียมวลกระดูก 1-2% ต่อเดือนที่ใช้เวลาอยู่ในอวกาศ และอาจมากถึง 10% ภายในช่วงเวลา 6 เดือน ซึ่งอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดกระดูกหัก (บนโลก มนุษย์สูงอายุจะสูญเสียมวลกระดูก 0.5-1% ต่อปี)
“นักบินอวกาศมีปฏิกิริยาตอบสนองที่หลากหลายเมื่อพวกเขากลับมายังโลก”ดร. ลีห์ กาเบล ผู้ช่วยศาสตราจารย์จากคณะจลนศาสตร์ Faculty of Kinesiology University of Calgary กล่าวและว่า “การสูญเสียมวลกระดูกเกิดขึ้นในมนุษย์เมื่อเรามีอายุมากขึ้น ได้รับบาดเจ็บ หรือสถานการณ์ใด ๆ ก็ตามที่เราไม่ได้เคลื่อนไหวร่างกาย เราก็จะสูญเสียมวลกระดูก”
เพื่อต่อสู้กับปัญหานี้ นักบินอวกาศจะต้องออกกำลังกาย ‘อย่างหนัก’ เป็นเวลา 2.5 ชั่วโมงต่อวันในขณะที่อยู่บนสถานีอวกาศ นอกจากนี้ก็ยังต้องรับประทานอาหารเสริมเพื่อบำรุงรักษากระดูกให้แข็งแรงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ไม่เพียงเท่านั้นเนื่องจากการอยู่ในอวกาศมีข้อจำกัดมากมายซึ่งร่วมถึงโภชนาการทางอาหารที่ได้รับด้วยเช่นกัน
เมื่อรวมปัจจัยทุกอย่างเข้าด้วยกัน นักวิทยาศาสตร์พบว่านักบินอวกาศจะสูญเสียมวลร่างกายไปราว 7% ตามการศึกษาของ สก็อตต์ เคลลี่ (Scott Kelly) นักบินอวกาศของนาซาที่อยู่ในสถานีอวกาศนานาชาติเป็นเวลา 340 วัน
การมองเห็น
แม้จะดูไม่เกี่ยวข้องกันมากนัก แต่แรงโน้มถ่วงกลับส่งผลกระทบ ‘อย่างมีนัยสำคัญ’ ต่อระบบการมองเห็นของมนุษย์ เนื่องจากบนโลกแรงดังกล่าวนี้จะช่วย ‘ดึง’ เลือดในร่างกายของเราให้ไหลลงสู้ส่วนล่างขณะที่หัวใจสูบฉีด แต่ในอวกาศแรงโน้มถ่วงจะน้อยลงไปมา ทำให้เลือดอาจสะสมในศีรษะได้มากกว่าปกติ
เหตุการณ์ดังกล่าวอาจเป็นผลให้ของเหลวบางส่วนไปรวมตัวกันที่ด้านหลังของดวงตาและรอบเส้นประสาทตา ก่อเกิดเป็นอาการบวมน้ำและนำไปสู่การมองเห็นที่เปลี่ยนแปลงไปไม่ว่าจะเป็น ความคมชัดที่ลดลงหรือแม้แต่โครงสร้างของดวงตา โดยนักวิทยาศาสตร์ระบุว่าสิ่งนี้อาจเกิดขึ้นได้หลังจากอยู่ในอวกาศนาน 2 สัปดาห์ และจะมีความเสี่ยงเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น
แต่โดยส่วนใหญ่แล้วการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะกลับคือสู่สภาพเดิมภายในเวลาประมาณ 1 ปี แต่นักบินอวกาศบางคนก็ได้รับผลกระทบนี้อย่างถาวร โดยที่ผู้เชี่ยวชาญยังไม่แน่ใจว่าเป็นเพราะสาเหตุใด ในทางเดียวกัน การได้รับรังสีคอสมิกจากจักรวาลและอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์ก็สามารถสร้างปัญหาอื่น ๆ ได้ เนื่องจากบางคนรายงานว่าพวกเขามีอาการเห็นแสงวาบในดวงตาเมื่อรังสีเหล่านั้นกระทบกับจอประสาทตาและเส้นประสาทตา ทั้งนี้งยังต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม
“ของเหลวในร่างกายจะเคลื่อนตัวที่ศีรษะในสภาวะไร้น้้ำหนัก ซึ่งอาจกดทับดวงตา และทำให้เกิดปัญหาด้านการมองเห็นได้” เว็บไซต์ของนาซา ระบุ “การกระจายของของเหลวในร่างกายจะถูกตรวจสอบอย่างใกล้ชิดเพื่อช่วยประเมินความเชื่อมโยงใด ๆ กับการเปลี่ยนแปลงของการมองเห็น”
นอกจากนี้การศึกษาในปี 2014 เกี่ยวกับนักบินอวกาศชาวรัสเซียที่ใช้เวลา 169 วันบนสถานีอวกาศนานาชติพบว่ามีการเปลี่ยนแปลงการเชื่อมต่อของเส้นประสาทในส่วนต่าง ๆ ของสมองที่เกี่ยวข้องกับการทำงานด้านการเคลื่อนไหวเช่น การทรงตัว การวางแนว รวมถึงการรับรู้การเคลื่อนไหวของตัวเองด้วยเช่นกัน สิ่งเหล่านี้จะต้องถูกศึกษาให้มากขึ้นเพื่อเพิ่มความปลอดภัยใหักับลูกเรือในอนาคต
ภายในร่างกาย
นอกจากจะส่งผลต่อร่างกายทางภายภาพแล้ว สภาวะไร้น้ำหนักยังมีผลต่อสิ่งที่อยู่ภายในด้วย งานวิจัยในช่วงหลายปีที่ผ่านมาพบความแตกต่างอย่างชัดเจนขององค์ประกอบและความหลากหลายของจุลินทรีย์ที่ดีต่อร่างกายมนุษย์
บนโลกสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้ช่วยย่อยอาหารให้กับเรา และส่งผลต่อระดับการอักเสบในร่างกายรวมถึงมีผลต่อการทำงานของสมอง หลังจากที่ได้ตรวจสอบ เคลลี่ นักวิทยาศาสตร์พบว่าแบคทีเรียและเชื้อราที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของเขามีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากเมื่อเทียบกับก่อนขึ้นไปยังอวกาศ
ผลกระทบดังกล่าวถูกคาดการณ์ไว้อยู่แล้วเนื่องจากวิถีชีวิตในอวกาศนั้นต่างจากโลกอย่างมากทั้งในด้านการกินอาหาร การได้รับรังสี และการใช้น้ำรีไซเคิล รวมถึงกิจกรรมทางกายที่เปลี่ยนไปและผู้คนรอบข้างที่อาจสามารถส่งต่อแบคทีเรียได้ในพื้นที่แบบปิดเช่นสถานีอวกาศนานาชาติ
แต่ผลกระทบที่น่าตกใจที่สุดดูเหมือนจะเป็นความเปลี่ยนแปลงในระดับดีเอ็นเอ นักวิทยาศาสตร์พบว่าบริเวณส่วนปลายดีเอ็นเอที่เรียกว่า ‘เทโลเมียร์’ นั้นไม่เหมือนเดิมเมื่ออยู่ในอวกาศเป็นระยะเวลานาน ซึ่งเชื่อกันว่ามันเป็นส่วนที่คอยป้องกันไม่ให้ยีนของเราได้รับความเสียหาย
“สิ่งที่น่าตกใจที่สุดก็คือการค้นพบว่าเทโลเมียร์ยาวขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในระหว่างการอยู่ในอวกาศ” ซูซาน เบลีย์ (Susan Bailey) ศาสตราจารย์ด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพรังสีวิทยาจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโคโลราโด กล่าว “และสิ่งที่คาดไม่ถึงอีกอย่างหนึ่งก็คือความยาวของเทโลเมียร์จะสั้นลงอย่างรวดเร็วเมื่อกลับมาถึงพื้นโลกสำหรับลูกเรือทุกคน”
ยังไม่ชัดเจนว่าสิ่งนี้จะมีผลอย่างไรต่อร่างกาย แต่เชื่อกันว่าสาเหตุที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้อาจเป็นเพราะรังสีในอวกาศไปมีผลต่อการแสดงออกของยีน ทำให้ทุกอย่างเปลี่ยนไปรวมถึงระบบภูมิคุ้มกันด้วยเช่นกัน โดยในงานวิจัยปี 2021 ชี้ว่ามีการเปลี่ยนแปลงในโปรตีน 18 ชนิดที่เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกัน การแก่ชรา และการเจริญเติบโตของกล้าเนื้อ
ไม่ใช่แค่อวกาศแต่รวมถึงโลกด้วยเช่นกัน
การเรียนรู้ด้านสุขภาพและสรีรวิทยาของมนุษย์ในอวกาศสามารถให้ประโยชน์มากมายต่อชีวิตบนโลก ไม่ว่าจะเป็นด้านการแพทย์ที่ก้าวหน้าขึ้น หรือเทคโนโลยีเกี่ยวกับอาหาร สิ่งแวดล้อม และน้ำที่สะอาด
อย่างไรก็ตามยังคงมีคำถามอีกมากมายที่ยังไม่มีคำตอบเกี่ยวกับผลกระทบจากการอยู่ในอวกาศเป็นระยะเวลานาน เนื่องจากเราทุกคนต่างวิวัฒนาการมาเพื่ออาศัยอยู่บนดาวเคราะห์แห่งนี้มานานนับล้านปี ดังนั้นการอยู่ในอวกาศจึงเป็นเรื่องใหม่สำหรับสปีชีส์ โฮโม เซเปียนส์
“ในภารกิจอาร์เทมิส (Artemis) ที่จะโคจรรอบดวงจันทร์ในอนาคต จะมีการรวบรวมข้อมูลมากขึ้นในระหว่างการดำเนินงานรวมถึงภารกิจระยะยาวที่ไปยังดาวอังคาร นักบินอวกาศจะได้รับประโยชน์จากการวิจัยหลายปีที่จะทำให้พวกเขาไม่เพียงแต่เอาชีวิตรอดได้เท่านั้น แต่ยังเจริญรุ่งเรืองในภารกิจอวกาศของพวกเขาอีกด้วย” นาซา กล่าว
สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ภาพ : NASA
ที่มา
https://www.nasa.gov/humans-in-space/the-human-body-in-space/
อ่านเพิ่มเติม : ยานอวกาศจันทรายาน 3 ของอินเดีย เผยหลักฐาน ดวงจันทร์เคยปกคลุมด้วยมหาสมุทรแมกมา
