В преддверии возвращения человека на Луну в 2025 году в рамках программы «Артемида» ученые изучают возможность долгосрочного пребывания людей на спутнике Земли. Японские специалисты представили концепцию лунной базы с искусственной гравитацией, названной «Лунным стеклом». База использует центробежную силу для создания эффекта земного тяготения.
Длительное пребывание в космосе оказывает значительное влияние на организм человека. Программа НАСА, программа исследований человека, посвящена изучению этого влияния. Воздействие является как психологическим, так и физическим; изоляция и ограничение круга общения могут быть трудновыносимы. Среди последствий микрогравитации — потеря минеральной плотности костной ткани и мышечной массы. Кроме того, жидкости в организме перемещаются к голове, что повышает глазное давление и может вызвать проблемы со зрением.
Собранные за последние годы данные, включая сведения от космонавтов на Международной космической станции, не дали полной картины влияния низкой гравитации на организм человека. В связи с перспективой заселения Луны или Марса, где сила тяжести составляет 1,62 м/с² и 3,72 м/с², соответственно, целесообразно позволить поселенцам жить в среде с гравитацией, аналогичной земной, для минимизации рисков.
Снижение опасности, порожденной слабым воздействием гравитации.
Из-за этого учёные из Киотского университета совместно с инженерами компании Kajima создали станцию с искусственной гравитацией. Это единственное условие, которое даст возможность людям жить и развиваться в космосе. 1G — это идентичность человечества«, — подчеркивают разработчики проекта в пресс-релизе.
Исследователи указывают на то, что человек, развивающийся в условиях отсутствия или малой силы тяжести, может испытывать трудности со стоянием и передвижением. В условиях отсутствия гравитации у млекопитающих невозможно размножение, и детёныши могут иметь проблемы со здоровьем и развитием. В пресс-релизе команды подчеркивается, что исследования НАСА в основном проводились на взрослых организмах.
По этой причине неизвестно, как могут развиваться детёныши при иной гравитации.
Конус, получивший название Лунное стекло, высотой почти 400 метров вращается вокруг оси каждые 20 секунд. Центробежная сила обеспечивает привычную для человека гравитацию. Конструкция рассчитана на условия атмосферы Луны и Марса. Одновременно ведутся работы над межпланетной транспортной системой «Система космических путей Гексагона», которая поддержит нормальную гравитацию во время путешествий между Землёй, Луной и Марсом.
В 2017 году Томас Ланг, специалист по радиологии и биомедицинской визуализации из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, указал на то, что технологии не являются главным препятствием для освоения космоса. По его мнению, настоящим ограничителем выступает физиология человека.
Многие изменения, замеченные у исследователей после космических полетов, схожи с теми, которые происходят при старении, только скорость их развития значительно выше.
Во время первых полетов миссий «Аполлон» в 1960-х и 1970-х годах у астронавтов возникли проблемы с костями и мышцами. С тех пор космонавты, проводящие длительное время на МКС, должны заниматься физическими тренировками для поддержания силы мышц и костей. Однако даже сейчас многие космонавты испытывают боли в спине долгое время после возвращения на Землю.
В условиях отсутствия гравитации естественный цикл работы костной ткани прекращается. Остеокласты продолжают рассасывать поврежденную кость из-за уменьшения давления, а остеобласты не восстанавливают ее. За шесть месяцев пребывания на МКС космонавты теряют 6-9% плотности костной ткани в бедрах, подсчитал Ланг.
Космическая гравитация воздействует на сосуды, особенно на эндотелиальные клетки, выстилающие их внутреннюю поверхность. Вследствие этого возникают проблемы с кровообращением, увеличивается вероятность аритмии и инфаркта. Исследование показывает, что риск образования камней в почках повышается при длительных космических полетах. обезвоживаниемПилоты космических кораблей отмечают усиленное выведение кальция из костной ткани.
Важно создать для людей, находящихся длительное время на Луне и возможно на Марсе, условия, которые не ставят под угрозу их здоровье. Проект японской команды, кажется, наилучшим способом удовлетворить эту потребность. Команда планирует построить первый прототип на поверхности Луны к 2050 году.