يحدث الإحساس بانعدام الوزن ، أو انعدام الجاذبية ، عندما لا تكون تأثيرات الجاذبية محسوسة. من الناحية الفنية ، توجد الجاذبية
كل مكان في الكون لأنها تعرف بأنها القوة التي تجذب جسدين لبعضها البعض. لكن رواد الفضاء في الفضاء عادة لا يشعرون بآثارها. هناك جاذبية في كل مكان! لا يوجد مكان في الكون كله ليس له جاذبية!
إن عدم تحمل الوزن على قدميك يبدو مريحًا ، ولكن على المدى الطويل ، هناك العديد من المشكلات الصحية المرتبطة به. تضعف العظام والعضلات ، كما تحدث تغيرات أخرى داخل الجسم. تتمثل إحدى وظائف ISS في دراسة كيفية تأثر صحة رواد الفضاء لفترات طويلة من انعدام الوزن.
يقوم رواد الفضاء في المحطة الدولية بعملهم بدون الجاذبية حيث يتم التدريب قبل السفر للفضاء على برنامج مخصص يعرف بأسم إنعدام الجاذبية و الوزن. ومع الوقت يتأقلم الجسم على انعدام الجاذبية و يقوم بوظائفه بكل يسر وسهولة.
تعاني من انعدام الوزن لا يجب عليك مغادرة الأرض (باختصار) للهروب من روابط الجاذبية . أي شخص الذي توج أعلى التل في السفينة الدوارة السريعة ، أو الذي جلس في طائرة صغيرة دفعت فجأة من الرياح ، عانى لفترة وجيزة انعدام الوزن. فترات أكثر استدامة ممكنة في الطائرات التي تطير القطع المكافئ. فعلى سبيل المثال ، يحل برنامج الطيران المنخفض الجاذبية التابع لناسا ، على سبيل المثال ، طائرات في سلسلة من 30 إلى 40 عملية مكافئة للباحثين لإجراء تجارب على متن الطائرة. كل صعود ينتج قوة حوالي ضعف قوة الجاذبية لمدة 30 ثانية. ثم عندما تصل الطائرة ، التي يطلق عليها أيضا اسم " القيء المذنب " لأنها تجعل بعض الركاب بالغثيان ، تصل إلى قمة القطع المكافئ وتنزل ، يشعر الركاب بالجاذبية الصغرى لمدة 25 ثانية. (إذا كنت ترغب في تجربة هذا بنفسك ، فإن شركات مثل Zero G Corp. توفر لك joyrides عديمة الوزن في الطائرات ، بسعر بالطبع.) قضى طاقم الفيلم والممثلين في فيلم "أبولو 13" ساعات على متن طائرة كانت تطير رحلات مكافئة مراراً وتكراراً. هذا سمح للاعبين بأن "يطفوا" حقا خلال وقتهم في المركبة الفضائية الفيلم بدلا من الاعتماد على الأسلاك المرهقة. ومع ذلك ، يواجه رواد الفضاء انعدام الوزن لفترات أطول. استغرق أطول وقت مستغرق في الفضاء في 1994-95 ، عندما قضى فاليري بولياكوف ما يقرب من 438 يوما في الفضاء. حتى بضعة أيام في الفضاء يمكن أن تسبب مشاكل صحية مؤقتة ، كما اكتشفت Heidemarie Stefanyshyn-Piper بعد أن أمضت أسبوعين في الفضاء خلال STS-115 في عام 2006. خلال مؤتمر صحفي بعد الهبوط ، انهار بايبر ، لأنها لم تكن معدلة تمامًا للجاذبية . الآثار الصحية المؤقتة يسبب انعدام الوزن العديد من أنظمة الجسم الأساسية للاسترخاء ، حيث لم تعد تقاوم سحب الجاذبية. وقالت ناسا إن شعور رواد الفضاء بالأعلى والأسفل مرتبك لأن النظام الدهليزي لم يعد يستطيع معرفة مكان الأرض والسقف. يأخذ مصممو المركبة الفضائية ذلك في الحسبان ؛ على سبيل المثال ، تحتوي المحطة الفضائية الدولية على جميع كتاباتها على الجدران التي تشير في نفس الاتجاه . كما يواجه أعضاء الطاقم اضطرابا في نظام التحفيز الذاتي ، الذي يخبرهم أين يتم توجيه الأسلحة والساقين وأجزاء أخرى من الجسم بالنسبة لبعضهم البعض. وقال أحد رواد فضاء أبوللو في مقابلة مع وكالة ناسا "في الليلة الأولى في الفضاء عندما انجرفت إلى النوم ، أدركت فجأة أنني فقدت مسارها ... ذراعي وساقي. الاطراف لم تكن هناك ". هذا التوهان يمكن أن يتسبب في ارتعاش رواد الفضاء لبضعة أيام. أحد الأمثلة المشهورة حدث خلال أبولو 9 في عام 1969. كان على رودي شويكارت تغيير عملية سير في الفضاء المخطط لها لأنه كان مريضًا. وكان القلق هو أنه إذا تقيأ وهو يرتدي بدلة الفضاء الخاصة به ، فقد ينتشر السائل من خلال خوذته (مما يجعل من الصعب رؤيته) أو يتداخل مع جهاز التنفس ويسبب له إمكانية الاختناق حتى الموت. يجب أيضا تصميم المركبة الفضائية بحيث تأخذ الجاذبية الصغرى في الحسبان. أثناء السير في الفضاء ، على سبيل المثال ، يحتاج رواد الفضاء إلى مزيد من المقاعد اليدوية ومواقع القدم على السطح الخارجي لمركبتهم الفضائية حتى يتمكنوا من تثبيت أنفسهم وعدم تطفوهم. (كما يربط الفلاحون معهم في الحبال في حالة فقدان قبضتهم). الآثار الصحية على المدى الطويل يمكن لرواد الفضاء في الفضاء لمدة أسابيع إلى شهور أن يواجهوا المتاعب. الكالسيوم في العظام يفرز من خلال البول. ومع ضعف العظام ، يصبح رواد الفضاء أكثر عرضة لكسرها إذا انزلقت وسقطت ، تماماً مثل الأشخاص المصابين بهشاشة العظام. تفقد العضلات أيضا الكتلة. لكن الوقت على محطة الفضاء الدولية ساعدت ناسا في إجراء دراسات حول كيفية تأثر صحة رواد الفضاء بمرور الوقت في انعدام الوزن. بالفعل قامت الوكالة بإجراء تغييرات. على سبيل المثال ، حلت محل جهاز التمرين المقاوم المؤقت (iRED) مع جهاز التمرين المقاوم المتمرس في عام 2008 ، مما يسمح لرواد الفضاء بالقيام برفع الأثقال دون "زيادة الوزن". يرتبط ARED بنتائج أفضل في كثافة العظام وقوة العضلات ، على الرغم من صعوبة استخلاص جميع الاستنتاجات في الفضاء (بشكل عام منذ ذلك الحين) نظرًا لأن عدد رواد الفضاء مناسب بالفعل وصغير جدًا. عادة ما يكون لدى رواد الفضاء فترة تمرين مخصصة لمدة ساعتين في اليوم للتغلب على هذه التأثيرات ؛ هذه المرة لا يشمل فقط تمارين القلب والأوعية الدموية ورفع الأثقال ، ولكن أيضا الوقت لتغيير الملابس وإعداد أو إنزال المعدات. على الرغم من التمرين ، لا يزال الأمر يحتاج إلى شهور من إعادة التأهيل للتكيف على الأرض بعد مهمة فضائية نموذجية لمدة ستة أشهر. وفي الآونة الأخيرة ، اكتشف الأطباء تغيرات في ضغط العين في المدار. وقد تعقبت ناسا تغيرات الرؤية في رواد الفضاء الذين كانوا على متن المحطة الفضائية ، ولكن لا شيء خطير لدرجة أنها تسبب القلق. ولا تزال قضيته قيد التحقيق ، رغم أن أحد الجناة المحتملين يشتمل على سائل شوكي يبقى ثابتاً في الجاذبية الصغرىبدلا من التحول الطبيعي الذي يحدث على الأرض أثناء الاستلقاء أو الوقوف. بالإضافة إلى السائل الشوكي ، تتبعت دراسة عام 2017 التغيرات في كل من رواد الفضاء في الرحلات القصيرة والطويلة. كما تشير بعض الدراسات إلى أن رواد الفضاء يعانون من ارتفاع طفيف في مستوى ثاني أكسيد الكربون في المحطة بسبب نظام الترشيح. هذا الغاز قد يسهم أيضا في مشاكل العين. شارك رائد الفضاء السابق بوكالة الفضاء الأمريكية ناسا سكوت كيلي في مهمة نادرة لمدة عام واحد لمحطة الفضاء الدولية في 2015-2016. ووافق شقيقه التوأم ورائد الفضاء السابق في وكالة ناسا مارك (الذي اعتزل قبل سكوت) على المشاركة مع سكوت في العديد من "التجارب المزدوجة" لمقارنة صحة سكوت في الفضاء مع صحة مارك على الأرض. أظهرت النتائج الأولية من دراسة صدرت في أكتوبر 2017 أن الجينات المختلفة تعمل أو تنطلق في الفضاء . دراسات أخرى نوقشت في وقت سابق من ذلك العام كشفت التغييرات الطفيفة كذلك. على سبيل المثال ، التيلوميرات (التي تبطئ التدهور في الكروموسوم) في سكوت حصلت لفترة أطول في الفضاء مؤقتًا. كان لدى سكوت أيضاً تدهور طفيف في القدرة المعرفية (سرعة التفكير والدقة) وتكوين العظام ، على الرغم من عدم كفاية القلق. ويلاحظ العلماء الذين يعملون مع تجارب صحة الجاذبية الصغرية أن التغيرات التي يشهدها المدار في كثير من الأحيان تحاكي ما يحدث مع تقدم العمر الطبيعي للإنسان ، رغم أن العمليات تختلف في كثير من الأحيان. تمتلك مجموعة من الباحثين الكنديين - الذين يملك بعضهم خبرة في الطب الفضائي - إمكانية الوصول إلى مرفق صحي طويل الأجل لكبار السن في جامعة واترلو. هناك ، يمكن للباحثين أن يقيسوا كبار السن في مساكنهم بدلاً من جلبهم إلى المختبر ، حيث تكون الظروف مصطنعة ويمكن أن تخفي أو تضخم بعض الحالات الصحية.
إن عدم تحمل الوزن على قدميك يبدو مريحًا ، ولكن على المدى الطويل ، هناك العديد من المشكلات الصحية المرتبطة به. تضعف العظام والعضلات ، كما تحدث تغيرات أخرى داخل الجسم. تتمثل إحدى وظائف ISS في دراسة كيفية تأثر صحة رواد الفضاء لفترات طويلة من انعدام الوزن.
يقوم رواد الفضاء في المحطة الدولية بعملهم بدون الجاذبية حيث يتم التدريب قبل السفر للفضاء على برنامج مخصص يعرف بأسم إنعدام الجاذبية و الوزن. ومع الوقت يتأقلم الجسم على انعدام الجاذبية و يقوم بوظائفه بكل يسر وسهولة.
تعاني من انعدام الوزن لا يجب عليك مغادرة الأرض (باختصار) للهروب من روابط الجاذبية . أي شخص الذي توج أعلى التل في السفينة الدوارة السريعة ، أو الذي جلس في طائرة صغيرة دفعت فجأة من الرياح ، عانى لفترة وجيزة انعدام الوزن. فترات أكثر استدامة ممكنة في الطائرات التي تطير القطع المكافئ. فعلى سبيل المثال ، يحل برنامج الطيران المنخفض الجاذبية التابع لناسا ، على سبيل المثال ، طائرات في سلسلة من 30 إلى 40 عملية مكافئة للباحثين لإجراء تجارب على متن الطائرة. كل صعود ينتج قوة حوالي ضعف قوة الجاذبية لمدة 30 ثانية. ثم عندما تصل الطائرة ، التي يطلق عليها أيضا اسم " القيء المذنب " لأنها تجعل بعض الركاب بالغثيان ، تصل إلى قمة القطع المكافئ وتنزل ، يشعر الركاب بالجاذبية الصغرى لمدة 25 ثانية. (إذا كنت ترغب في تجربة هذا بنفسك ، فإن شركات مثل Zero G Corp. توفر لك joyrides عديمة الوزن في الطائرات ، بسعر بالطبع.) قضى طاقم الفيلم والممثلين في فيلم "أبولو 13" ساعات على متن طائرة كانت تطير رحلات مكافئة مراراً وتكراراً. هذا سمح للاعبين بأن "يطفوا" حقا خلال وقتهم في المركبة الفضائية الفيلم بدلا من الاعتماد على الأسلاك المرهقة. ومع ذلك ، يواجه رواد الفضاء انعدام الوزن لفترات أطول. استغرق أطول وقت مستغرق في الفضاء في 1994-95 ، عندما قضى فاليري بولياكوف ما يقرب من 438 يوما في الفضاء. حتى بضعة أيام في الفضاء يمكن أن تسبب مشاكل صحية مؤقتة ، كما اكتشفت Heidemarie Stefanyshyn-Piper بعد أن أمضت أسبوعين في الفضاء خلال STS-115 في عام 2006. خلال مؤتمر صحفي بعد الهبوط ، انهار بايبر ، لأنها لم تكن معدلة تمامًا للجاذبية . الآثار الصحية المؤقتة يسبب انعدام الوزن العديد من أنظمة الجسم الأساسية للاسترخاء ، حيث لم تعد تقاوم سحب الجاذبية. وقالت ناسا إن شعور رواد الفضاء بالأعلى والأسفل مرتبك لأن النظام الدهليزي لم يعد يستطيع معرفة مكان الأرض والسقف. يأخذ مصممو المركبة الفضائية ذلك في الحسبان ؛ على سبيل المثال ، تحتوي المحطة الفضائية الدولية على جميع كتاباتها على الجدران التي تشير في نفس الاتجاه . كما يواجه أعضاء الطاقم اضطرابا في نظام التحفيز الذاتي ، الذي يخبرهم أين يتم توجيه الأسلحة والساقين وأجزاء أخرى من الجسم بالنسبة لبعضهم البعض. وقال أحد رواد فضاء أبوللو في مقابلة مع وكالة ناسا "في الليلة الأولى في الفضاء عندما انجرفت إلى النوم ، أدركت فجأة أنني فقدت مسارها ... ذراعي وساقي. الاطراف لم تكن هناك ". هذا التوهان يمكن أن يتسبب في ارتعاش رواد الفضاء لبضعة أيام. أحد الأمثلة المشهورة حدث خلال أبولو 9 في عام 1969. كان على رودي شويكارت تغيير عملية سير في الفضاء المخطط لها لأنه كان مريضًا. وكان القلق هو أنه إذا تقيأ وهو يرتدي بدلة الفضاء الخاصة به ، فقد ينتشر السائل من خلال خوذته (مما يجعل من الصعب رؤيته) أو يتداخل مع جهاز التنفس ويسبب له إمكانية الاختناق حتى الموت. يجب أيضا تصميم المركبة الفضائية بحيث تأخذ الجاذبية الصغرى في الحسبان. أثناء السير في الفضاء ، على سبيل المثال ، يحتاج رواد الفضاء إلى مزيد من المقاعد اليدوية ومواقع القدم على السطح الخارجي لمركبتهم الفضائية حتى يتمكنوا من تثبيت أنفسهم وعدم تطفوهم. (كما يربط الفلاحون معهم في الحبال في حالة فقدان قبضتهم). الآثار الصحية على المدى الطويل يمكن لرواد الفضاء في الفضاء لمدة أسابيع إلى شهور أن يواجهوا المتاعب. الكالسيوم في العظام يفرز من خلال البول. ومع ضعف العظام ، يصبح رواد الفضاء أكثر عرضة لكسرها إذا انزلقت وسقطت ، تماماً مثل الأشخاص المصابين بهشاشة العظام. تفقد العضلات أيضا الكتلة. لكن الوقت على محطة الفضاء الدولية ساعدت ناسا في إجراء دراسات حول كيفية تأثر صحة رواد الفضاء بمرور الوقت في انعدام الوزن. بالفعل قامت الوكالة بإجراء تغييرات. على سبيل المثال ، حلت محل جهاز التمرين المقاوم المؤقت (iRED) مع جهاز التمرين المقاوم المتمرس في عام 2008 ، مما يسمح لرواد الفضاء بالقيام برفع الأثقال دون "زيادة الوزن". يرتبط ARED بنتائج أفضل في كثافة العظام وقوة العضلات ، على الرغم من صعوبة استخلاص جميع الاستنتاجات في الفضاء (بشكل عام منذ ذلك الحين) نظرًا لأن عدد رواد الفضاء مناسب بالفعل وصغير جدًا. عادة ما يكون لدى رواد الفضاء فترة تمرين مخصصة لمدة ساعتين في اليوم للتغلب على هذه التأثيرات ؛ هذه المرة لا يشمل فقط تمارين القلب والأوعية الدموية ورفع الأثقال ، ولكن أيضا الوقت لتغيير الملابس وإعداد أو إنزال المعدات. على الرغم من التمرين ، لا يزال الأمر يحتاج إلى شهور من إعادة التأهيل للتكيف على الأرض بعد مهمة فضائية نموذجية لمدة ستة أشهر. وفي الآونة الأخيرة ، اكتشف الأطباء تغيرات في ضغط العين في المدار. وقد تعقبت ناسا تغيرات الرؤية في رواد الفضاء الذين كانوا على متن المحطة الفضائية ، ولكن لا شيء خطير لدرجة أنها تسبب القلق. ولا تزال قضيته قيد التحقيق ، رغم أن أحد الجناة المحتملين يشتمل على سائل شوكي يبقى ثابتاً في الجاذبية الصغرىبدلا من التحول الطبيعي الذي يحدث على الأرض أثناء الاستلقاء أو الوقوف. بالإضافة إلى السائل الشوكي ، تتبعت دراسة عام 2017 التغيرات في كل من رواد الفضاء في الرحلات القصيرة والطويلة. كما تشير بعض الدراسات إلى أن رواد الفضاء يعانون من ارتفاع طفيف في مستوى ثاني أكسيد الكربون في المحطة بسبب نظام الترشيح. هذا الغاز قد يسهم أيضا في مشاكل العين. شارك رائد الفضاء السابق بوكالة الفضاء الأمريكية ناسا سكوت كيلي في مهمة نادرة لمدة عام واحد لمحطة الفضاء الدولية في 2015-2016. ووافق شقيقه التوأم ورائد الفضاء السابق في وكالة ناسا مارك (الذي اعتزل قبل سكوت) على المشاركة مع سكوت في العديد من "التجارب المزدوجة" لمقارنة صحة سكوت في الفضاء مع صحة مارك على الأرض. أظهرت النتائج الأولية من دراسة صدرت في أكتوبر 2017 أن الجينات المختلفة تعمل أو تنطلق في الفضاء . دراسات أخرى نوقشت في وقت سابق من ذلك العام كشفت التغييرات الطفيفة كذلك. على سبيل المثال ، التيلوميرات (التي تبطئ التدهور في الكروموسوم) في سكوت حصلت لفترة أطول في الفضاء مؤقتًا. كان لدى سكوت أيضاً تدهور طفيف في القدرة المعرفية (سرعة التفكير والدقة) وتكوين العظام ، على الرغم من عدم كفاية القلق. ويلاحظ العلماء الذين يعملون مع تجارب صحة الجاذبية الصغرية أن التغيرات التي يشهدها المدار في كثير من الأحيان تحاكي ما يحدث مع تقدم العمر الطبيعي للإنسان ، رغم أن العمليات تختلف في كثير من الأحيان. تمتلك مجموعة من الباحثين الكنديين - الذين يملك بعضهم خبرة في الطب الفضائي - إمكانية الوصول إلى مرفق صحي طويل الأجل لكبار السن في جامعة واترلو. هناك ، يمكن للباحثين أن يقيسوا كبار السن في مساكنهم بدلاً من جلبهم إلى المختبر ، حيث تكون الظروف مصطنعة ويمكن أن تخفي أو تضخم بعض الحالات الصحية.