انعدام الوزن

عودة للموسوعة

انعدام الوزن

Astronauts on the International Space Station display an example of weightlessness. Michael Foale can be seen exercising in the foreground.

انعدام الوزن Weightlessness أوحالة انعدام الوزن هى حالة فلكية بدنية جديدة ظهرت بدخول عصر الفضاء .

الشرح

ينعدم وزن الشيء عندما يطفوفي الماء بتأثير دافعة أرخميدس، ولكن انعدام وزن كائن حيٍ لاقد يكون حينئذٍ حقيقياً إذ يقتصر تأثيره على انتنطقه إلى عضويات الكائن الداخلية بدون حتى يُلغي قوى ارتباطها بالعضويات المجاورة لها. فتمارين الغطس في المسابح التي يقوم بها رواد الفضاء لا تحقق إلا انعدام وزن إجمالي يفيد في الألعاب الرياضية الخاصة بالحركات البطيئة لكنها لا تحقق الشروط الفيزيولوجية لانعدامٍ حقيقي للوزن يحتاج حتى يطال التأثيرُ كُلَّ نقطةٍ من الكائن؛ ولا يتحقق ذلك إلا عندما تتساوى القوة المركزية النابذة الناجمة عن دوران مركبة فضائية مع جاذبية الأرض في منطقة النهاية الصغرى للجذب الأرضي القمري؛ ويمكن حتى يحدث انعدام الوزن لوقت قصيرٍ في حالة سقوط طائرة.

وقد تبين حتى رواد الفضاء يعانون، حينقد يكونون عرضة لانعدام الوزن، اضطراباتٍ فيزيولوجية منها هبوط في معدل ضربات القلب والتنفس، ونقصان مطرد في وزن الجسم وكالسيوم العظام خلال رحلات لمدة وجيزة، ويحدث عكس ذلك بعد العودة إلى الأرض. وقد أُجريت دراسات كيميائية حيوية بينت حتى على رائد الفضاء حتى يقوم بتدريبات معينة لا تقل عن 40 يوماً، باستعمال أجهزة مصممة تصميماً مناسباً كي يستطيع الرائد حتى يحافظ على صحته عند انعدام وزنه.


المخاطر على الإنسان

ولهذة الحالة مخاطر على الإنسان خاصة فمن خلالها يتعرض رواد الفضاء المنفلتين من جاذبية الأرض الى ضعف في الدورة الدموية .حيث لاتستطيع أعضاء الجسم التزود بالغذاء بشكل كاف ويشح الماء في الجسم وينقص الوزن ويكثر التبول بل وأن الدورة الدموية ذاتها تتعرض لنقص في الماء فيصبح الدم أقل وأكثر كثافة.

الإحتياطات والتدابير للحد من مخاطرها

يضع المشرفون على رحلات الفضاء نظاما حياتيا وغذائيا وصحيا خاصا فيخضعون رواد الفضاء الى تمارين رياضية معينة ويحددون لهم نوعا خاصا من الملابس مكيفة للضغط ومنشطة للدورة الدموية ومساعدة لوقف فقدان الجسم للماء وإجراءات تجعل حياتهم الفضائية قريبة من الحياة الاعتيادية لكي يستطيعوا أداء مهامهم بشكل طبيعي.

المصطلحات

الوزن الظاهرى

انعدام الجاذبية

Oberg, James (1993). "Space myths and misconceptions". Omni. 15 (7). Retrieved 2007-05-02. Unknown parameter |month= ignored (help)

الجاذبية الصغرى

Candle flame in orbital conditions.


إنعدام الوزن في مركبة فضائية

The relationship between acceleration and velocity vectors in an orbiting spacecraft
Astronaut Marsha Ivins demonstrates the effect of weightlessness on long hair during STS-98

قد نشرت مجلة ساينتفيك أمريكان عام 1951 ـ أي قبل قيام يوري گاگارين بأول رحلة فضائية قصيرة (108 دقائق) بأكثر من عشر سنوات ـ منطقة خطها هـ هابر من كلية طب الطيران التابعة للقوات الجوية في الولايات المتحدة وتوقَّع فيها تأثيرات طبية عديدة لرحلات الفضاء، ولا سيما تأثيرات انعدام الوزن. وقد تم تأكيد بعض تنبؤاته كحدوث دوار الحركة الفضائي في بداية الطيران، في حين لم يؤيد الواقع بعضها الآخر كقوله: سيشعر رواد الفضاء وكأنهم يهتزون إلى الأمام والخلف، أوأنهم سيشرعون فجأة بالدوران سريعا أثناء الحركة العادية في الفضاء.

وكما يشهد معظم الأطباء، فمن العسير التنبؤ بما سيحدث عندما يقابل جسم الإنسان تحديا جديدا جميع الجدة. وقد أظهرت رحلات الفضاء مرة بعد أخرى قدرة الجسم الهائلة (والمدهشة أحيانا) على التلاؤم، ولكن لم يحدث إلا في السنوات القليلة المنصرمة حتى بدأ الفهماء بفهم استجابات الجسم حيال انعدام الوزن، وذلك بعد حتى ازدادت المعلومات كمّا ونوعا نتيجة للخبرات التراكمية لما يقرب من 700 إنسان قضوا في الفضاء ما مجموعه 58 سنة بشرية. إذا تتبع هذه المعارف يفضي إلى تحسين الرعاية الصحية، لا للذين يجوبون الفضاء فحسب، بل للملازمين للأرض أمثالنا أيضا. وكانت النتيجة غير المتسقطة لطب الفضاء أنه عزز فهم كيفية عمل الجسم البشري على نحوسليم هنا على كوكب الأرض.

الشعور بشد الثنطقة

هناك عوامل كثيرة تؤثر في صحة الإنسان أثناء الطيران في الفضاء. ومع ذلك يبقى انعدام الوزن العامل الأوحد السائد والأكثر أهمية. وتؤدي التأثيرات المباشرة وغير المباشرة لحالة انعدام الوزن إلى إحداث سلسلة من الاستجابات المرتبطة إحداها بالأخرى تبدأ في ثلاثة أنماط مختلفة من النسج هي: مستقبلات الثنطقة (الجاذبية) والسوائل والبنى الحاملة للوزن. وفي نهاية المطاف، يتآثر الجسم بأكمله، من العظام وحتى الدماغ.

حينما يتمسك رواد الفضاء بجدار مركبتهم الفضائية ويسحبون أجسامهم ويدفعونها إلى الخلف والأمام يقولون إنهم يشعرون وكأنهم ثابتون وأن المركبة هي التي تتحرك. والسبب في ذلك يكمن في اعتماد الإنسان على الثنطقة في إدراكه الحسي للمعلومات.

إن ما تتصف به الثنطقة من طبيعة انتشارية ومتواصلة يجعلها نائية عن وعينا اليومي. ومع أننا لا نتذكر اليد الخفية للثنطقة إلا بين حين وآخر، وذلك حينما نعاني أوردة الدوالي أودوار الرأس العرضي عند الوقوف مثلا، فإن أجسامنا لا تنساها مطلقا. وسواء أكنا ندرك أم لا ندرك، فلقد طورنا عددا هائلا من التآثرات reactions الآلية الصامتة بغية التلاؤم مع الكرب (الإجهاد) stress المستمر الناجم عن العيش في عالم يشدنا نحوالأسفل. ونحن لا ندرك شعوريا ولا نعي قوة الثنطقة المؤثرة في أجسامنا إلا حينما نزيد هذه القوة أوننقصها. وفيما عدا ذلك، يبقى إدراكنا لها أمرا غير مباشر.

إن حواسنا تزودنا بمعلومات دقيقة عن موضع مركز كتلتنا الجسمية وعن الأوضاع النسبية لأجزاء جسمنا. وهذه المقدرة تدمج وتوحد إشارات من أعيننا وآذاننا مع معلومات أخرى من الأعضاء الدهليزية في آذاننا الداخلية، ومن عضلاتنا ومفاصلنا، ومن حواس اللمس والضغط لدينا. ويعتمد كثير من هذه الإشارات على حجم قوة الثنطقة الدائمة وعلى اتجاهها.

إن للجهاز الدهليزي للأذن الداخلية مكونين متميزين هما: القنوات الهلالية (النصف دائرية) semicircular canals (وهي ثلاثة أنابيب متعامدة بصورة تبادلية، مملوءة بسائل وتحوي خلايا مشعَّرة hair cells تتصل بألياف عصبية)، وهي حساسة للتسارع الزاوي angular acceleration للرأس؛ وأعضاء غبار التوازن في الأذن otolith (وهي مؤلفة من كيسيْن مملوءين ببلورات كربونات الكالسيوم المدفونة في مادة هلامية) وتستجيب للتسارع الخطي linear acceleration. ومادامت حركة البلورات في أعضاء غبار التوازن تولد إشارة التسارع التي تصل إلى الدماغ، ومادامت القوانين الفيزيائية تعزوذاك التسارع إلى قوة صافية net force فإن الثنطقة متضمنة دائما في تلك الإشارة. وعلى هذا الأساس توصف أعضاء غبار التوازن بأنها مستقبِلات الثنطقة. وليست هي الوحيدة في هذا الشأن؛ إذ إذا المستقبلات الميكانيكية في العضلات والأوتار والمفاصل ـ إضافة إلى مستقبلات الضغط في الجلد وفي أسفل القدمين بخاصة ـ تستجيب لوزن شُدَف الأطراف الأربعة وأجزاء الجسم الأخرى.

إن إزالة الثنطقة تُحدث تحولا في هذه الإشارات. فتتوقف أعضاء غبار التوازن عن إدراك الانحراف السفلي أثناء حركات الرأس. وتفقد الأطراف وزنها، وبذا لا يغدومطلوبا من العضلات حتى تتقلص وتسترخي بالطريقة المعهودة للحفاظ على الوَضْعية posture ولإحداث الحركة. كما تتوقف مستقبلات اللمس والضغط في القدمين والكاحلين عن الإشارة إلى اتجاه الأسفل. وتسهم هذه التغيرات وغيرها في إحداث انخداعات illusions في التوجه (الاهتداء) الإبصاري وفي مشاعر الانقلاب الذاتي self-inversion، كالشعور بأن الجسم أومركبة الفضاء يعيدان توجههما بشكل تلقائي. وفي عام 1961 ذكر رائد الفضاء السوفييتي ج. تيتوف ما انتابه من إحساسات واضحة بأنه مقلوب رأسا على عقب في أوائل رحلة فضائية استغرقت يوما واحدا فقط. وفي عام 1997 علّق <K.B.ليشتنبرگ> [اختصاصي الحمل الصافي في مكوك الفضاء] على خبراته الأولى في التحليق في الفضاء، قائلا: «حينما توقفت المحركات الأساسية، شعرتُ فجأة وكأننا انقلبنا 180 درجة». ويمكن حتى تعاود هذه الانخداعات حتى بعد مضي بعض الوقت في الفضاء.

ومما يربك الدماغ أيضا فقدان مشعرات (دلالات) cues حسية مهمة أخرى. ومع حتى الارتحال في الفضاء هوسقوط حر دائم ـ والفرق الوحيد بينه وبين الغوص الجوي<refAPPLIED PHYSIOLOGY IN SPACE. Special issue of the Journal of Applied Physiology, Vol. 81, No. 1, pages 3-207; July 1996.> </ref>هوحتى سرعة السفينة الفضائية في انطلاقها نحوالأمام تحملها حول منحنى الكوكب ـ فإن رواد الفضاء يقولون إنهم لا يشعرون وكأنهم يسقطون. ومن المحتمل حتىقد يكون إدراك السقوط معتمدا على مشعرات ذات علاقة بالإبصار وبجريان الهواء، إضافة إلى معلومات تقدمها مستقبلات الثنطقة المباشرة. وهذا مناقض لما تنبأ به هابر وزميله هـ. أوگاور عام 1950، إذ نطقا: «في حالة انعدام الثنطقة سيتولد بالضرورة إحساس بالسقوط في فضاء حر. ومن المتسقط حتى يتعود الإنسان هذه الحالة تدريجيا».

يُنتِج مجموع تغيرات الإشارات دُوار الحركة لدى نصف رواد الفضاء أوأكثر. ويشبه هذا الدوار الكثير من أعراض دوار الحركة الأرضي، كالصداع وضعف الهجريز وفقدان الشهية وعدم الارتياح المعدي والقُياء. ومن المألوف ألا يتعدى استمرار دوار الحركة الفضائي الأيام الثلاثة الأولى من انعدام الوزن. غير حتى رواد الفضاء ذكروا حدوث شيء شبيه بذلك في نهاية رحلات فضائية طويلة.

يتغير الضغط السكوني المائي في أوعية الدم على نحومذهل حينما يقف الإنسان. فالضغط يزداد مع الابتعاد عن القلب نحوالأسفل حتى يصل إلى 100 ملّيمتر من الزئبق (mmHg) لدى إنسان متوسط الطول، كما ينقص الضغط فوق القلب. ونتيجة لذلك، تستقر السوائل في الجزء الأسفل من الجسم ويتناقص جريان الدم. ويحدث نقيض ذلك في حالة الاستلقاء (أوفي حالة انعدام الوزن)، إذ يتساوى الضغط ويندفع السائل نحوالجزء الأعلى من الجسم.

وفي وقت ما ردّ الفهماء حدوث دوار الحركة الفضائي إلى نمط النشاط الدهليزي غير الاعتيادي الذي يتعارض مع تسقطات الدماغ. أما الآن فقد أصبح واضحا حتى ذلك التفسير أفرط في التبسيط. فالدوار ينجم عن تضافر عوامل متنوعة، تضم تغير أنماط ومستويات النشاط الحركي الضروري لتوجيه الرأس ذاته. ومن الممكن أيضا إحداث دوار حركة مماثل بوساطة نظم الحاسوب المصممة لإيجاد بيئات افتراضية يمكن للفرد حتى يمخر عبابها من دون الأنماط الحسية والقوى الموجودة أثناء الحركة الحقيقية. .

ومع مرور الوقت يتلاءم الدماغ مع الإشارات الجديدة، ويصبح «الأسفل» بالنسبة إلى بعض ملاحي الفضاء مجرد مكان وجود الأقدام. ومن المحتمل حتى يقتضي التلاؤم حدوث تغيرات فيزيولوجية في جميع من المستقبلات وفي أنماط الخلايا العصبية. وتحدث تغيرات مماثلة على الأرض خلال نمونا ونضجنا وأثناء فترات التغيرات الكبيرة في أوزان أجسامنا. إذا الكيفية التي نضبط بها توازننا ونتحكم فيه ونتحاشى السقوط هي أمر فيزيولوجي مهم وغير مفهوم على نحوجيد. وبما حتى الأفراد الأصحاء العائدين من رحلة فضائية يجدون في البدء صعوبة في الحفاظ على توازنهم ولكنهم سرعان ما يستعيدون ذلك الحس، فقد تسمح دراسات ما بعد الرحلة الفضائية للأطباء بأن يمدوا يد العون لأولئك الذين لم يرتادوا الفضاء ويعانون فقدان التوازن على كوكب الأرض.

وقد تولى ب. كوهن من كلية طب جبل سيناء Mount Sinai وج. كليمنت من المركز القومي للبحث الفهمي في باريس] القيام بهذه الدراسات بعد حتى انتهت بعثة المكوك Neurolab من عملها في اليوم 3/5/1998. وابتغاء ربط هذه البحوث بالسقمى الذين يعانون اضطرابات في التوازن يقوم دبليوب. پيترسون من جامعة نورث وسترن وفريق من الباحثين ـ بدعم من الوكالة ناسا (NASA) ومن المعاهد القومية للصحة ـ بهجريب أول نموذج حاسوبي للجسم بأكمله لتمثيل وَضْعيات الإنسان والتحكم في توازنه.


زكام الفضاء المترافق بالمخاط

تضم المجموعة الثانية من تأثيرات انعدام الوزن سوائل الجسم. ففي غضون دقائق من الوصول إلى بيئة ينعدم فيها الوزن، تشرع أوردة عنق الإنسان بالانتفاخ ويبدأ وجهه بالامتلاء والانتفاش. وينجم عن انتنطق السوائل إلى الصدر والرأس احتقان جيبي وأنفي. ويستمر هذا الشعور بانسداد المجاري التنفسية ـ الذي يشبه كثيرا ما يحدث في حالات الزكام على كوكب الأرض ـ طوال الرحلة الفضائية ولا يتوقف إلا أثناء التمارين الرياضية الشديدة؛ إذ يؤدي ضغط السوائل المتغير في الجسم إلى تخفيف الاحتقان مؤقتا. كما يطرأ التغير حتى على حاستي التذوق والشم؛ وتحتفظ الأطعمة الغنية بالتوابل spicy بجاذبيتها بشكل أفضل. وقد خشي الأطباء في بدايات عهد الطيران الفضائي من حتىقد يكون الاحتقان الصدري خطرا وشبيها بحدوث وذمة(6) رئوية عند سقمى القلب، ولكن من حسن الطالع لم يؤيد الواقع مخاوف أولئك الأطباء.

تقع هذه الأحداث كلها لأن السوائل في الجسم تغدوبلا وزن. فالماء يشكل نحو60 في المئة في المتوسط من وزن جسم الإنسان، وهومحفوظ في خلايا الجسم (سائل داخل الخلايا) وفي الشرايين والأوردة (پلازما الدم) وفي الأفضية بين الأوعية الدموية والخلايا (سائل خلالي interstitial). وما يحدث على كوكب الأرض هوحتى الإنسان عندما يقف منتصبا يمارس وزنُ هذا الماء قوىً في أنحاء الجسم. ففي الجهاز الوعائي، حيث ترتبط أعمدة السوائل بعضها ببعض بشكل مباشر، يتزايد ضغط الدم سكونيا مائيا hydrostatically، تماما مثلما يزداد الضغط مع ازدياد العمق في الماء. وقد يحدث هذا التأثير السكوني المائي كبيرا بالنسبة إلى فرد يقف بهدوء. ففي القدمين من الممكن ازداد جميع من الضغطين الشرياني والوريدي بما يعادل 100 ملّيمتر من الزئبق ـ وهوضعف الضغط الشرياني الطبيعي ويساوي عدة أضعاف الضغط الوريدي الطبيعي. ويرتفع الضغط بمعدل صفر إلى 100 مليمتر من الزئبق في مواضع ما فوق القدمين وتحت القلب. أما فوق القلب فيهبط الضغط الشرياني والوريدي إلى ما دون الضغط الجوي [انظر الشكل في الصفحة اللقاءة].

تأثير رحلات الفضاء

وليس للتأثير السكوني المائي إلا مفعول ضئيل فحسب في جريان الدم في النسج؛ لأن كلا من الضغطين الشرياني والوريدي يرتفع بالقدر ذاته، غير أنه ذوأثر كبير في توزع السوائل داخل الجسم عن طريق زيادته كمية الدم التي تتسرب من الشعيرات capillaries إلى الأفضية الخلالية. إذا التحول من وضعية الاستلقاء إلى وضعية الوقوف يحرك السوائل نحوالقسم الأسفل من الجسم ويُنقص جريان الدم العائد إلى القلب. فإن طال الأمد، من الممكن أدى الوقوف الساكن إلى الإغماء؛ وهذا ما يحدث عند الجنود أحيانا، إذ يصابون بالإغماء حين وقوفهم فترة في وضع الانتباه (الاستعداد). وهناك تأثيران سكونيان مائيان آخران، هما: الإصابة بأوردة الدوالي التي تصبح دائمة التشوه بسبب السائل الإضافي، وبالأقدام المتورمة عقب فترات طويلة من الجلوس الهادئ (كما في حالة السفر بالطائرة).

في الفضاء يتلاشى الضغط السكوني المائي، الأمر الذي يسبب إعادة توزع السوائل على نحوطبيعي من أسفل الجسم إلى أعلاه. وقد أظهرت القياسات المباشرة لأحجام الساقين حتى جميع ساق تفقد نحولتر واحد من السوائل ـ أي نحوعشر حجمها ـ خلال اليوم الأول. ثم تظل الساقان أصغر طوال الوقت في الفضاء. (في الواقع، تبدأ السوائل بالانتنطق نحوالرأس ورواد الفضاء لايزالون على منصة الانطلاق، لأنهم يجلسون عدة ساعات على أرائك تحمل أقدامهم إلى مستوى أعلى من مستوى رؤوسهم). ومع تجوال السوائل يتلاءم الجسم عن طريق المزيد من إعادة توزيع الماء بين أجزائه ويتناقص حجم الپلازما سريعا (20 في المئة تقريبا) ويبقى منخفضا.

إن انتنطقات السوائل هذه تستهل بدورها سلسلة من الآليات الكلوية والهرمونية والميكانيكية المتآثرة التي تنظم مستويات السوائل والكَهارل. وعلى سبيل المثال، يتزايد معدل الترشيح الكلوي (الثابت عادة) بنحو20 في المئة، ويبقى عند ذلك المستوى خلال الأسبوع الأول في الفضاء. وعلاوة على ذلك، يعاني رواد الفضاء العائدون شكلا خاصا من فقر الدم، حتى بعد طيران فضائي قصير لا يتجاوز بضعة أيام. وقد بين <C.أَلْفري> [من كلية طب بيلور] على مدى السنوات القليلة الماضية حتى فقدان الپلازما وما يرافقه من نقص في الأفضية الوعائية يؤديان إلى وفرة مفرطة في خلايا الدم الحمر. ويستجيب الجسم عن طريق إيقاف إنتاج خلايا دم حمر جديدة وتحطيمها بوساطة استخدام آلية لم يكن اختصاصيوأمراض الدم (الدمويات) على فهم تام بها قبل بحوث ألفري على رواد الفضاء.

وهناك مجموعة ثالثة من التأثيرات الناجمة عن انعدام الوزن وتتعلق بالعظم والعضل. فالذين يرتادون الفضاء يعودون بنقص في كليهما مهما طال زمن الرحلة أوقصر. فهل يستدعي هذا قلقا واهتماما.

وفي حالة انعدام الوزن تتغير القوى ضمن عناصر الجسم البنيوية تغيرا مذهلا. فالعمود الفقري لا يتعرض للانضغاط، لذا تطول قامة الرواد بمقدار بوصتين أونحوذلك. وتغدوالرئتان والقلب والأعضاء الأخرى ضمن الصدر بلا وزن، ونتيجة لذلك فإن القفص الصدري والصدر يسترخيان ويتمددان. وبالمثل، فإن أوزان الكبد والطحال والكليتين والمعدة والمعي تتلاشى. وكما نطق <A.F.گافني> بعد رحلته الفضائية عام 1991: «إنك تشعر وكأن أمعاءك سائبة. وجدتُ نفسي أشد بطني، وهوما يشبه دفع أمعائي إلى موضعها».

يحاكي الاستلقاء في الفراش حالة انعدام الوزن من حيث التأثير في جسم الإنسان. وفي مركز البحوث Ames التابع للوكالة ناسا NASA يستلقي المتطوعون ورؤوسهم إلى أسفل بزاوية مقدارها ست درجات ـ وهووضع ليس مريحا كما قد يبدو، وبخاصة إذا استمروا على ذلك عدة أسابيع. تنزح السوائل من الرجلين إلى القسم العلوي من الجسم، وتضمر العضلات وتضعف العظام. ويجرب هؤلاء الخاضعون للدراسة تمارين استردادية restorative شتى، كما يجربون أنواعا من الأغذية والعقاقير. ويُرى جالسا في اليمين رائد الفضاء ش. برادي الذي نفذ إجراء الاختبارات الطبية خلال البعثة عام 1996.

وفي هذه الأثناء يتخذ استخدام العضلات والعظام طرائق مختلفة. فالعضلات الهيكلية، وهي أكبر نسج الجسم، تطورت لتدعم وضعية انتصاب القامة لدينا ولكي تحرك أجزاء الجسم. أما في الفضاء، فإن العضلات التي تدعم أجسادنا ضد الثنطقة على الأرض تصير غير مطلوبة لذلك الهدف. وإضافة إلى ذلك، فالعضلات المستخدمة للتنقل في كبسولة الفضاء تختلف عن العضلات التي تستخدم للسير في قاعة ما؛ ونتيجة لذلك، سرعان ما تضمر بعض العضلات. وفي الوقت ذاته، تتغير طبيعة العضلة ذاتها، إذ تتحول من ألياف بطيئة النفضان slow-twitch تفيد في الدعم ضد الثنطقة إلى ألياف ذات قلوصية أسرع تحقق الاستجابات السريعة. ولا تؤلف أي من هذه التغيرات معضلة لرواد الفضاء ماداموا لا ينجزون إلا أعمالا خفيفة. ولكن مَنْع ضمور العضلات اللازمة لإنجاز العمل الشاق خلال السير في الفضاء، والمحافظة على العضلات للعودة الآمنة إلى الأرض هما الموضوع الذي يحظى بكثير من التجارب الفهمية الحالية.

التدريبات البدنية العنيفة التي تستمر عدة ساعات، هي عمل وتيري يؤديه رواد الفضاء يوميا. ويرى في الصورة ت. ت. هنريكس وهويتدرب على المكوك عام 1991، في حين يرى <M.رنكو، جونير> مجهزا بأسلاك ذات مِحَسات sensors طبية ومتأهبا لأداء عمله. ومع حتى هذا الجهد البدني قد يبطئ ضمور العضلات، فلاتزال فعاليتها غير واضحة.

ويتغير الاستقلاب (الأيض) العَظْمي أيضا تغيرا كبيرا. والعظم واحد من أقوى المواد البيولوجية المعروفة، وهوأيضا نسيج دينامي. فبعض الخلايا (وهي بانيات العظم osteoblasts) يقع عليها واجب إنتاجه، في حين تقوم خلايا أخرى (وهي ناقضات العظم osteoclasts) بتخريبه. وتعمل البانيات والناقضات عادة على نحومتناغم لإعادة بناء العظام مدى الحياة. وهذه المنظومات الخلوية حساسة للهرمونات والڤيتامينات المتنوعة في الدم وللإجهاد الميكانيكي الذي يقع على العظام.

يحوي العظم مواد عضوية توفر القوة والثبات، ومواد غير عضوية تقدم الصلابة وتشكل مستونادى للمعادن ضمن الجسم. عملى سبيل المثال، إذا 99 في المئة من كالسيوم الجسم موجود في الهيكل العظمي. واستقرار مستويات الكالسيوم في سوائل الجسم أمر ضروري كي تؤدي أنماط الخلايا كلها وظائفها على نحوسوي.

وقد أظهرت الدراسات الأمريكية الروسية المشهجرة حتى رواد الفضاء فقدوا كتلة عظمية من الفقرات السفلية والوركين ومن أعلى الفخذين بمعدل يقارب 1 في المئة شهريا على المدى الكلي لبعثاتهم. وتفقد بعض المواضع ـ كالعقب ـ الكالسيوم بسرعة أكبر من فقده في مواضع أخرى. وتشير الدراسات التي أجريت على حيوانات تعرضت للطيران الفضائي إلى حتى تكوُّن العظام يتناقص أيضا.

ومن نافلة القول، إذا هذه المعلومات تشكل في الحقيقة مصدر قلق واهتمام. ففي أثناء الطيران الفضائي يؤدي نقصان العظم إلى حمل مستويات الكالسيوم في الجسم؛ الأمر الذي قد يؤدي إلى تشكل حصيات كلوية وتكلس في النسج اللينة. ولدى العودة إلى الأرض يتوقف نقص كالسيوم العظام خلال شهر. غير حتى الفهماء مازالوا يجهلون ما إذا كان العظم يسترد عافيته بصورة كاملة؛ إذ إذا قليلا جدا من الناس هم الذين جابوا الفضاء فترات طويلة. وربما كان بعض حالات نقصان العظم غير عكوس irreversible، وفي هذا الظرف يصبح رواد الفضاء السابقون أكثر عرضة على الدوام لانكسار العظام. وقد كُرِّست بعض جهود بعثة مختبر الفضاء Spacelab عام 1996 لدراسة هذه المسائل، فقام فريق فهماء من إيطاليا والسويد وسويسرا والولايات المتحدة بإجراء ثمانية استقصاءات حول تغيرات العظم والعضل.

وتعكس هذه الشكوك صورة لعدم الوضوح في فهمنا كيف من الممكن أن يعمل جسم الإنسان هنا على الأرض. فمثلا، تصبح النساء بعد سن الإياس menopause عرضة لنقصان الكتلة العظمية وهوما يعهد بترقق (هشاشة) العظام osteoporosis. ويرى الفهماء حتى بإمكانهم توجيه الاتهام في هذه الحالة إلى عوامل شتى (كممارسة الأنشطة ونمط التغذية والڤيتامينات والهرمونات)، بيد أنهم لايزالون يجهلون كيف من الممكن أن تعمل هذه العوامل وكيف تتآثر. وهذا التعقيد يجعل من الصعب التوصل إلى استجابة ملائمة. وينطبق هذا تماما على نقصان العظم في الفضاء، حيث لاتزال الوصفة الطبية السليمة تنتظر من يكتشفها. وقد جرى حتى الآن تجريب أنماط متعددة من الرياضات البدنية من غير حتى يحالفها إلا قسط ضئيل من النجاح المؤكد. .


ثقل التنفس

ليس التَّوهان disorientation وإعادة توزع السوائل ونقص العظم والعضل النتائجَ الوحيدة لانعدام الوزن؛ إذ إذا هناك أجهزة أخرى في الجسم تتأثر بشكل مباشر وغير مباشر، والرئة هي أحد الأمثلة على ذلك.


لقد قام ب.ج. وست وفريقه [من جامعة كاليفورنيا في سان دييگو] مع م.پيڤا من الجامعة الحرة في بروكسل بدراسة الرئة في الفضاء، وتوصلوا إلى الكثير من المعلومات التي لا يمكن الحصول عليها ضمن المختبرات المقيَّدة بالأرض. عملى الأرض يتبع جريان الهواء والدم أنماطا مختلفة في الأجزاء العلوية والسفلية من الرئة. تُرى هل هذه الأنماط هي نتيجة للثنطقة فقط أوأنها ناجمة عن طبيعة الرئة ذاتها،يا ترى؟ منذ وقت قريب فقط زودت دراسات الفضاء البرهان الأكيد على الأمر الثاني، إذ تحتفظ الأجزاء المتنوعة من الرئة بمستويات متباينة من جريان الهواء والدم حتى في حالة انعدام الثنطقة.

وليس جميع ما يؤثر في الجسم أثناء الطيران الفضائي يرتبط بانعدام الوزن فحسب. فمثلا، يتأثر الجهاز المناعي أيضا (من المحتمل حتى تؤدي الإجهادات الجسمية والنفسية المتنوعة للطيران الفضائي دورا في إحداث نقص المناعة الذي يتعرض له رواد الفضاء)، كما تتأثر الأجهزة المتعددة المسؤولة عن مقدار النوم ونوعيته (تُفسِد مستوياتُ الإضاءة وبرامجُ العمل إيقاعات الجسم الطبيعية). إذا نظرة من نافذة مركبة الفضاء قبيل الخلود إلى النوم (وهوأمر تصعب مقاومته بالنظر إلى جاذبية المنظر) لقادرة على حتى تسمح لمقدار كاف من الضوء الساطع بالدخول إلى العين وإطلاق الاستجابة الفيزيولوجية غير المواتية، ممّا يُسبب نوما سيئا. ومع مرور الوقت تتزايد آثار نقص النوم.

ولا بد لرواد الفضاء في الرحلات الطويلة أيضا من لقاءة الانحصار ضمن حيز ضيق، هم فيه عاجزون عن الإفلات منه، ومعزولون عن الحياة الطبيعية على الأرض، ويعيشون مع مجموعة صغيرة لا تتغير من الرفاق الذين يفدون غالبا من ثقافات مختلفة. وقد تؤدي هذه التحديات إلى القلق والأرق والاكتئاب وتوتر طاقم المركبة، ونتائج أخرى ناجمة عن العلاقات المتبادلة بين الأشخاص، وتؤثر جميعها في رواد الفضاء بقدر تأثير انعدام الوزن أومن الممكن أكثر منه. ومادامت هذه العوامل تمارس عملها في الوقت ذاته الذي يبذل الجسم جهدا للتلاؤم مع تغيرات بيئية أخرى، فقد لا يتضح ما إذا كان تغير فيزيولوجي ما قد نشأ عن هذا العامل أوذاك. ويبقى الكثير من العمل بانتظار من ينجزه.

العودة إلى الأرض

حينما يعود رواد الفضاء إلى عالم الوزن، تحدث تغيرات متممة. فإن كانت تأثيرات انعدام الوزن عكوسة reversible بشكل كامل، وجب حتى يرجع جميع شيء إلى حالته السوية في وقت ما بعد التحليق في الفضاء. ونحن نفهم الآن حتى معظم أجهزة الجسم تعمل عمليا على نحوعكوس على امتداد الفترات التي نملك بيانات عنها على الأقل. إلا أننا لا نعهد حتى الآن ما إذا كانت هذه قاعدة عامة.


من المؤكد حتى رواد الفضاء يشعرون بتحديات الثنطقة لهم خلال هبوطهم وبعده مباشرة. وكما نطق أحد الرواد بعد قضائه تسعة أيام في الفضاء: «يا لها من صدمة! عندما دفعت نفسي نحوالأعلى للمرة الأولى، شعرت وكأنني أحمل ثلاثة أضعاف وزني.» ويذكر رواد الفضاء العائدون تعرضهم لانخداعات متنوعة ـ فمثلا يظهر لهم أثناء حركة الرأس حتى ما يحيط بهم هوالذي يتحرك ـ كما أنهم يترنحون حينما يحاولون الوقوف منتصبي القامة، سواء أكانت عيونهم مفتوحة أم مغلقة.


وتعود معظم أجهزة الجسم إلى حالتها الطبيعية في غضون بضعة أيام أوأسابيع بعد الهبوط، مع احتمال استثناء الجهاز العضلي الهيكلي musculoskeletal. وليس هناك حتى الآن ما يشير إلى حتى البشر عاجزون عن العيش والعمل فترات طويلة في الفضاء، ومن ثم العودة إلى كوكب الأرض لممارسة حياتهم الطبيعية. ومن الواضح حتى هذه أنباء جيدة لقاطني محطة الفضاء الدولية التي يتم تحضيرها ولأي بعثات مستقبلية بينكوكبية (بين الكواكب) interplanetary. وفي الواقع، إذا المحطة التي بدأ هجريبها في أواخر عام 1998 أوفي أوائل العام الحالي، ستزود الباحثين بفرصة جديدة لاستقصاء تأثيرات الارتحال الفضائي في البشر. وعند الانتهاء منها خلال خمس سنوات ستضم المحطة حيزا للعمل يقدر حجمه بنحو46000 قدم مكعب (وهوما يزيد تقريبا على خمسة أضعاف محطتي مير أوسكايلاب) وستشتمل على معدات مختبرية متطورة جدا تخدم الجيل التالي من الدراسات الطبية. واعترافا بالحاجة إلى مشروع تام ودقيق لبحث جميع الأخطار المحتملة التي يتعرض لها الإنسان نتيجة لرحلات الفضاء الطويلة الأمد، فقد اختارت الوكالة ناسا (NASA) وموَّلتْ هيئة بحوث خاصة هي «المعهد القومي لبحوث الفضاء الطبية الحيوية» كي تساعد على تعيين تلك الأخطار وإيجاد سبل التعامل معها.

إن الكثير من التغيرات «العادية» التي تنتاب الأفراد الأصحاء خلال الطيران الفضائي أوعقبه مباشرة مماثلة في ظاهرها للأحداث «الشاذة» التي تصيب الأشخاص السقمى على الأرض. فمثلا، يعجز معظم رواد الفضاء عن الوقوف ساكنين مدةعشرة دقائق بعد الهبوط مباشرة من غير شعورهم بالإغماء. إذا هذا الذي يدعى عدم التحمل الانتصابي (القيامي) orthostatic intolerance هوما يعانيه أيضا السقمى الذين يبقون في السرير مدة طويلة، وكذلك بعض المسنين؛ كما حتى الراحة المديدة في السرير تسبب نقصان العظم والعضل. والتشابه بين الحالتين ـ الملاحة في الفضاء والراحة الطويلة في السرير ـ كبير جدا، حتى إذا هذه الراحة يُلجأ إليها أيضا لمحاكاة تأثيرات الطيران الفضائي [انظر الشكل العلوي في الصفحة 8].

كذلك يظهر حتى التغيرات الوظيفية الأخرى المصاحبة للتقدم في العمر تماثل التغيرات التي يسببها التحليق في الفضاء. فالترنح الذي يظهر لدى رواد الفضاء عقب الطيران يشابه ميل المسنين للسقوط، كما حتى نقصان العظم أثناء الطيران يضاهئ ترقق العظام المرتبط بتقدم السن. وكذلك، فإن نقص المناعة وسوء نوعية النوم وفقدان التناسق الحركي أمور تصيب رواد الفضاء والمسنين على حد سواء. ومع حتى التشابه في الأعراض لا يعني بالضرورة تماثلا في السبب، فالمعلومات المتوفرة تلفت النظر إلى درجة كبرى حتى إذا الوكالة ناسا والمعهد القومي للشيخوخة شرعا بالتعاون على إجراء الاستقصاءات منذ عام 1989. ولا بد لرحلة السيناتور<J. گلين> [من أوهايو] في الشهر 10/1998 ـ وهوالأكبر سنا بين من سافروا في الفضاء ـ من حتى تستدعي مزيدا من الانتباه للأبحاث التي تجرى في هذا المضمار.

أنظر ايضا

  • جاذبية
  • طب فضائي
  • جاذبية صناعية
  • تكيف الإنسان مع الفضاء
  • Microgravity University
  • Vomit Comet

المصادر

  • مؤمن, عبد الأمير (2006). قاموس دار الفهم الفلكي. بيروت، لبنان: دار الفهم للملايين.
  1. ^ طاهر تربدار. "الثنطقة". الموسوعة العربية. Retrieved 2011-06-28.
  2. ^ [ “The Human Body in Space;” Scientific American, January 1951]
  3. ^ "انعدام الوزن وجسم الإنسان". مجلة العلوم الكويتية. 1999-11-10. Retrieved 2011-06-28.
  4. ^ PROCEEDINGS OF A CONFERENCE ON CORRELATIONS OF AGING AND SPACE EFFECTS ON BIOSYSTEMS. Edited by R. L. Sprott and C. A. Combs in Experimental Gerontology, Vol. 26, Nos. 2-3, pages 121-309;1991.
  5. ^ ORIENTATION AND MOVEMENT IN UNUSUAL FORCE ENVIRONMENTS. James R. Lackner in Psychological Science, Vol. 4, No. 3, pages 134-142; May 1993.
  6. ^ SPACE PHYSIOLOGY AND MEDICINE. Third edition. A. E. Nicogossian, C. L. Huntoon and S. L. Pool. Lea & Febiger; 1993.
  7. ^ [“Virtual Reality Cheek,” by W. Wayt Gibbs; Scientific American, December 1994]
  8. ^ [«ستة أشهر على متن المحطة الفضائية مير»، مجلة العلوم، العدد1 (1999)، ص 4]

وصلات خارجية

  • Microgravity Centre
  • Criticism of the terms "Zero Gravity" and "Microgravity"
  • Microgravity flights on board the Airbus A300 Zero-G
  • maniacworld.com "NASA Reduced Gravity Aircraft", videos of the NASA Reduced Gravity Aircraft and of participants in a flight on that aircraft.
  • How Weightlessness Works at HowStuffWorks
تاريخ النشر: 2020-06-04 15:48:20
التصنيفات: Pages with citations using unsupported parameters, ثقالة

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

الإعلان عن قائمة التربص نهاية الأسبوع

المصدر: جريدة النصر - الجزائر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:24:54
مستوى الصحة: 60% الأهمية: 55%

بطولة إسبانيا لكرة القدم..إيقاف قائد ريال مدريد ناتشو 3 مباريات

المصدر: موقع الدار - المغرب التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:25:28
مستوى الصحة: 53% الأهمية: 54%

رسميا.. الرجاء يفسخ عقد لاعبه العراقي أيمن حسين بالتراضي

المصدر: الأول - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:26:17
مستوى الصحة: 54% الأهمية: 61%

يتدرب في ليل على انفراد: حظوظ لحاق بن طالب بالتربص تقل

المصدر: جريدة النصر - الجزائر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:24:55
مستوى الصحة: 48% الأهمية: 59%

تبسة: 5 تخصصـات جديـدة للدخـول المهـني المقـبل

المصدر: جريدة النصر - الجزائر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:24:48
مستوى الصحة: 58% الأهمية: 62%

مصالح الغابات تشدد على انتقاء الأشجار الملائمة للبيئة

المصدر: جريدة النصر - الجزائر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:25:10
مستوى الصحة: 52% الأهمية: 62%

تفاصيل أوفى في أول تعليق

المصدر: موقع الدار - المغرب التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:25:25
مستوى الصحة: 51% الأهمية: 59%

مساعد وزير الخارجية الأمريكي السابق: المغرب حليف استراتيجي لأمريكا

المصدر: موقع الدار - المغرب التصنيف: مجتمع
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:25:30
مستوى الصحة: 54% الأهمية: 51%

البطولة الإفريقية للرماية

المصدر: جريدة النصر - الجزائر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:24:59
مستوى الصحة: 47% الأهمية: 64%

قالمة: دعـوة شركـات البنـاء للعمـل بنظـام 3 فـرق لتـدارك التـأخر

المصدر: جريدة النصر - الجزائر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:24:47
مستوى الصحة: 54% الأهمية: 59%

بلماضي ضبط البرنامج: تربص الخضر يرسم بمركز سيدي موسى

المصدر: جريدة النصر - الجزائر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:24:53
مستوى الصحة: 58% الأهمية: 56%

رسميا.. الرجاء يفسخ عقد لاعبه العراقي أيمن حسين بالتراضي

المصدر: الأول - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:26:10
مستوى الصحة: 59% الأهمية: 58%

ترامب يطلب طعامه المفضل من "ماكدونالدز" خلال محاكمته (صور)

المصدر: الأول - المغرب التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:26:27
مستوى الصحة: 53% الأهمية: 65%

بعد قدوم وفد من الفاف: عضوان من طاقم المنتخب غدا بحملاوي

المصدر: جريدة النصر - الجزائر التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2023-10-04 00:24:57
مستوى الصحة: 51% الأهمية: 64%

تحميل تطبيق المنصة العربية