آثار رحلة الفضاء على جسم الإنسان

يمكن لرحلات البشر في بيئة الفضاء أن يكون لها آثار سلبية على الجسم. وتشمل الآثار السلبية الرئيسية من انعدام الوزن على المدى الطويل ضمور العضلات وتدهور الهيكل العظمي وقلة العظم الناشئ عن رحلات الفضاء. وتشمل الآثار الرئيسية الأخرى تباطؤ وظائف جهاز القلب والأوعية الدموية، وانخفاض إنتاج خلايا الدم الحمراء، واضطرابات التوازن، واضطرابات البصر، وضعف الجهاز المناعي. وتشمل الأعراض الإضافية إعادة توزيع السوائل (مما يسبب مظهر "الوجه البدري" النمطي في صور رواد الفضاء الذين يتعرضون لانعدام الوزن)  وفقدان كتلة الجسم، واحتقان الآنف، واضطراب النوم، وانتفاخ البطن الزائد.
لقد درست المشاكل الهندسية المرتبطة بترك مجال الأرض وتطوير أنظمة الدفع الفضائي لما يزيد على قرن، وقضى العلماء ملايين من الساعات من البحوث عليها. وفي السنوات الأخيرة، كان هناك زيادة في البحوث بشأن مسألة كيف يمكن للبشر البقاء على قيد الحياة والعمل في الفضاء لفترة طويلة وربما إلى أجل غير مسمى. يتطلب هذا السؤال مدخلات من العلوم الفيزيائية والبيولوجية وأصبح الآن أكبر تحد (بخلاف التمويل) يواجه مسعى الإنسان لاستكشاف الفضاء. من بين الخطوات الأساسية في التغلب على هذا التحدي محاولة فهم آثار وتأثير السفر إلى الفضاء لفترة طويلة على جسم الإنسان.
في تشرين الأول / أكتوبر 2015، أصدر مكتب المفتش العام في وكالة ناسا تقريراً عن المخاطر الصحية المتعلقة باستكشاف الفضاء، بما في ذلك إرسال بعثة بشرية إلى المريخ.

التأثيرات الفسيولوجية 

العديد من الظروف البيئية التي يعيشها البشر خلال رحلات الفضاء تختلف تماماً عن الظروف التي تطور البشر خلالها؛ إلا أن التكنولوجيا قادرة على حماية الناس من أقسى الظروف، مثل تلك التي تتسبب فيها سفينة فضاء أو بذلة فضاء. تلبى الاحتياجات الفورية لتنفس الهواء والحاجة للمياه الصالحة للشرب من خلال نظام دعم الحياة، الذي يمثل مجموعة من الأجهزة التي تسمح للبشر بالبقاء على قيد الحياة في الفضاء الخارجي. يوفر نظام دعم الحياة إمدادات الهواء، والماء والغذاء. كما يتعين على النظام كذلك المحافظة على درجة الحرارة ومستوى الضغط ضمن حدود مقبولة والتعامل مع فضلات الجسم. كما أن الحماية من التأثيرات الخارجية الضارة مثل الإشعاع والنيازك الدقيقة ضرورية كذلك.
بطبيعة الحال لا يمكن درء جميع الأخطار؛ ومن أهم العوامل التي تؤثر على سلامة الإنسان المادية في الفضاء هي حالة انعدام الوزن، والتي تعرف بصورة أكثر دقة على أنها بيئة الجاذبية المتناهية الصغر. إن الحياة في بيئة مثل هذه تؤثر على الجسم عبر ثلاثة طرق هامة: فقدان الحس العميق، والتغيرات في توزيع السوائل، وتدهور الجهاز العضلي الهيكلي.

الأبحاث

طب الفضاء هو تطوير ممارسة طبية تدرس صحة رواد الفضاء الذين يعيشون في الفضاء الخارجي. الغرض الرئيسي من هذا المسعى العلمي الأكاديمي هو اكتشاف كيف وإلى أي مدة يمكن للناس البقاء على قيد الحياة في الظروف القاسية في الفضاء، ومدى سرعة إعادة تكيفهم مع بيئة الأرض بعد العودة من الفضاء. يسعى طب الفضاء أيضاً إلى تطوير تدابير وقائية وتلطيفية بهدف تخفيف المعاناة الناجمة عن العيش في بيئة لا يتكيف البشر معها بشكل جيد.

بيئات الفضاء

بيئة الفضاء قاتلة دون حماية مناسبة: إن أكبر تهديد في فراغ الفضاء سببه نقص الأكسجين والضغط، بالرغم من أن درجة الحرارة والإشعاع تمثل مخاطر كذلك.

درجة الحرارة

في الفراغ، لا توجد وسيلة لإزالة الحرارة من الجسم عن طريق التوصيل أو الحمل الحراري. يحدث فقدان الحرارة عن طريق الإشعاع من درجة حرارة الفرد عند 310 ك إلى درجة حرارة الفضاء الخارجي 3 ك. تعد هذه العملية بطيئة، خاصة في حالة شخص يرتدي ملابس، لذلك لا يوجد خطر من التجمد الفوري. يمكن أن يؤدي التبريد التبخري السريع لرطوبة الجلد في الفراغ إلى تكون الصقيع خاصة في الفم، ولكن ذلك لا يشكل خطرا كبيرا.
يمكن أن يؤدي التعرض إلى الإشعاع الشديد الناشئ عن أشعة الشمس المباشرة غير المرشحة إلى التدفئة الموضعية، بالرغم من أن هذه التدفئة على الأرجح سيجري توزيعها توزيعا جيدا عبر موصلية الجسم للحرارة والدورة الدموية. مع ذلك، قد تتسبب الإشعاعات الشمسية الأخرى، لاسيّما الأشعة فوق البنفسجية في الإصابة بحروق شمسية شديدة.

الإشعاع

دون حماية من الغلاف الجوي والغلاف المغنطيسي للأرض، يتعرض رواد الفضاء إلى مستويات عالية من الإشعاع. ويؤدي البقاء لمدة عام في المدار الأرضي المنخفض إلى جرعة من الإشعاع تبلغ 10 أضعاف الجرعة السنوية على الأرض.  وتضر المستويات العالية من الإشعاع بالخلايا اللمفاوية، وهي الخلايا التي تشترك بصورة كبيرة في الحفاظ على الجهاز المناعي؛ ويساهم هذا الضرر في انخفاض المناعة الذي يتعرض له رواد الفضاء. وقد تم الربط مؤخراً بين الإشعاع وارتفاع عدد حالات إعتام عدسة العين لدى رواد الفضاء. وخارج نطاق حماية المدار الأرضي المنخفض، تشكل الأشعة الكونية المجرية المزيد من التحديات لرحلات البشر إلى الفضاء، حيث يزيد التهديد الصحي من الأشعة الكونية بشكل كبير من فرص الإصابة بالسرطان على مدار عشر سنوات أو أكثر من التعرض. وذكرت دراسة دعمتها ناسا أن الإشعاع قد يضر دماغ رواد الفضاء ويسّرع ظهور مرض الزهايمر. ويمكن أن تؤدي أحداث التأجج الشمسي (رغم ندرتها) إلى الإصابة بجرعة إشعاع قاتلة في غضون دقائق. ويعتقد أن الدروع والأدوية الوقائية قد تقلل في نهاية المطاف من المخاطر إلى مستوى مقبول.