Từ vi trọng lực, bức xạ đến cô lập kéo dài, du hành vũ trụ buộc cơ thể con người phải thích nghi sâu sắc, đặt ra nhiều thách thức về sức khỏe và mở ra hướng nghiên cứu quan trọng cho các sứ mệnh dài ngày lên Mặt Trăng và Sao Hỏa.
Ngay khi bước vào môi trường vi trọng lực, sức khỏe phi hành gia bắt đầu chịu tác động trên nhiều hệ cơ quan khác nhau. Từ cơ bắp, xương cho đến thị giác và khả năng giữ thăng bằng, cơ thể phải thích nghi theo những cách không hề thuận lợi cho các chuyến bay dài hạn.
Teo cơ: Khi không còn lực cản từ trọng lực, các nhóm cơ ở chân và lưng ít được sử dụng, dẫn đến teo nhỏ nhanh chóng. Trong các nhiệm vụ dài ngày, khối lượng cơ có thể giảm tới khoảng 20% dù phi hành gia vẫn tập luyện hằng ngày.
Suy giảm mật độ xương: Thiếu áp lực chịu tải khiến xương giải phóng canxi vào máu. Cột sống và hông là những khu vực bị ảnh hưởng rõ rệt nhất, làm tăng nguy cơ gãy xương khi quay lại Trái Đất.
Dịch chuyển chất lỏng trong cơ thể: Chất lỏng có xu hướng dồn lên phần đầu, gây hiện tượng mặt sưng, chân nhỏ lại. Sự thay đổi này cũng ảnh hưởng đến áp lực bên trong hộp sọ.
Biến đổi thị lực: Áp lực nội sọ tăng có thể làm thay đổi hình dạng nhãn cầu. Nhiều phi hành gia gặp tình trạng nhìn mờ, và ở một số trường hợp, triệu chứng kéo dài sau khi kết thúc nhiệm vụ.
Tiếp xúc bức xạ cao: Ngoài lớp bảo vệ từ từ trường Trái Đất, cơ thể phải hứng chịu nhiều tia bức xạ vũ trụ hơn. Điều này làm tăng nguy cơ ung thư và các bệnh về mắt như đục thủy tinh thể trong dài hạn.
Suy giảm chức năng tim mạch: Tim không còn phải bơm máu chống lại trọng lực, khiến khả năng điều hòa huyết áp giảm. Khi trở về Trái Đất, nhiều phi hành gia bị choáng váng hoặc ngất xỉu khi đứng lên.
Rối loạn thăng bằng và phối hợp vận động: Hệ thống tiền đình trong tai trong vốn dựa vào trọng lực để định hướng. Trong không gian, não bộ phải tái lập cơ chế cân bằng, dễ gây buồn nôn và mất phương hướng.
Vi trọng lực làm thay đổi cơ và xương như thế nào?
Vi trọng lực là nguyên nhân chính khiến cơ bắp và xương suy yếu. Khi không còn lực kéo tự nhiên, cơ thể giảm các cơ chế duy trì sức mạnh để tiết kiệm năng lượng. Các sợi cơ, đặc biệt là nhóm giữ tư thế và hỗ trợ đi lại, nhanh chóng giảm kích thước và sức mạnh.
Xương cũng chịu ảnh hưởng tương tự khi quá trình phân hủy diễn ra nhanh hơn quá trình tái tạo. Canxi thoát ra ngoài qua nước tiểu, làm cấu trúc xương yếu dần theo thời gian. Để hạn chế điều này, phi hành gia sử dụng các thiết bị tập kháng lực mô phỏng trọng lực Trái Đất, kết hợp với thuốc giúp giảm quá trình tiêu xương.
Bức xạ và sự cô lập – những yếu tố âm thầm ảnh hưởng cơ thể
Ngoài vi trọng lực, bức xạ vũ trụ và môi trường sống cô lập cũng là thách thức lớn. Tia vũ trụ năng lượng cao có thể làm tổn thương ADN và thúc đẩy quá trình lão hóa tế bào. Các nhiệm vụ ngoài quỹ đạo thấp của Trái Đất mang theo rủi ro cao hơn về ung thư và các bệnh mạn tính.
Sự cô lập kéo dài ảnh hưởng đến giấc ngủ, hormone căng thẳng và hệ miễn dịch. Không gian chật hẹp và khoảng cách xa Trái Đất gây áp lực tâm lý, tác động đến tâm trạng và khả năng tập trung. Các biện pháp như che chắn bức xạ, chế độ dinh dưỡng, luyện tập và hỗ trợ tâm lý đóng vai trò then chốt trong việc giảm thiểu rủi ro.
Tim mạch và não bộ thay đổi ra sao trong không gian?
Du hành vũ trụ cũng tạo ra những biến đổi đáng kể ở tim và não. Dòng máu dồn lên đầu làm thay đổi phản xạ tim mạch vốn quen thuộc trên Trái Đất. Khi quay lại môi trường trọng lực, cơ thể cần thời gian để tái thích nghi, dễ dẫn đến chóng mặt hoặc tụt huyết áp.
Các nghiên cứu hình ảnh não cho thấy sự thay đổi về phân bố dịch não tủy và cấu trúc não. Một số vùng liên quan đến thăng bằng thích nghi với môi trường không trọng lực, khiến khả năng phối hợp vận động bị ảnh hưởng tạm thời. Những giải pháp như bộ đồ tạo áp lực âm cho phần thân dưới và bài tập tim mạch giúp giảm tác động này.
Chuẩn bị cho cuộc sống ngoài Trái Đất
Khả năng con người sinh tồn lâu dài ngoài Trái Đất phụ thuộc vào việc kiểm soát tốt các tác động của du hành vũ trụ trước khi chúng gây tổn hại lâu dài. Từ hệ thống tập luyện, dinh dưỡng, che chắn bức xạ đến hỗ trợ tâm lý, mọi yếu tố đều đang được cải tiến song song với độ dài các sứ mệnh.
Mỗi phát hiện mới về sức khỏe phi hành gia không chỉ phục vụ khám phá không gian, mà còn mở ra hướng nghiên cứu y học cho Trái Đất. Những bài học rút ra hôm nay sẽ quyết định cách con người thích nghi và mở rộng sự sống trong tương lai, dù là trên Mặt Trăng, sao Hỏa hay xa hơn nữa.