Ez vár Kapu Tiborra az űrben
Izgatottan vártuk hetek óta, mikor indul végre Kapu Tiborék űrmissziója. A Nemzetközi Űrállomáson eddig még nem járt magyar űrhajós, most nyílik erre először lehetőség. Mi vár egy űrhajósra és egyáltalán miért fontos az űrbe repülni? Nézzük, milyen megpróbáltatásokat kell elviselnie az űrhajósoknak, és mindennek miért van értelme.
Sok-sok kisgyermek szeretne űrhajós lenni, én magam is így voltam ezzel. Persze végül csak nagyon keveseknek adatik meg az űrrepülés lehetősége. Itt azonban sokkal többről van szó, mint egy esetleges gyermekkori álom teljesüléséről.
Az űrrepülés óriási technikai bravúr, nem ugorhatunk csak úgy fel egy űrhajóra, mint a biciklire. És fontos, hogy ne keverjük össze a sztárok űrrepülését a Kapu Tiborékra váró misszióval.
Az előbbiek néhány percig tartanak, épphogy csak átlépik a Föld felszínétől számított 100 kilométeres magasságot, vagyis definíció szerint éppen kijutnak a Föld légköréből az űrbe, de nem állnak Föld körüli pályára. A Nemzetközi Űrállomás most körülbelül 430 kilométer magasan kering, teljesen más feladat feljutni oda és visszajönni onnan. A technikai bravúron túlmenően az űrbéli környezetben különleges tudományos kísérleteket lehet elvégezni. A súlytalanság (pontosabban mikrogravitáció), a vákuum, a Nap által megvilágított és árnyékos oldalak közötti szélsőséges hőmérséklet-különbség, továbbá a kozmikus sugárzás miatt az űr annyira különleges környezet, hogy azt a Földön nem igazán lehet hosszú távon modellezni, lemásolni. Bármennyire is drága és bonyolult egy űrutazás, mégis egyszerűbb ott elvégezni egyes kísérleteket, mint a Földön.
Az űrhajósok szervezetét extrém módon megviseli az űrutazás. A Föld körüli pályára álláshoz hatalmas sebességre van szükség.
Az Axiom Space űrmissziójában használt Falcon 9 rakéta – amellyel most is készülnek az űrállomásra – nagyjából 27 000 km/h sebességet ér el. Az út során fellépő erőteljes gyorsulás komoly próbatétel az emberi szervezetnek. A keringő vér a fejtől az alsó végtagok felé préselődik, ez akár eszméletvesztést, a látótér beszűkülését vagy egyéb látászavarokat okozhat. A szívnek nagyobb munkát kell végeznie a vérkeringés fenntartása érdekében, a pulzus nagyon megemelkedhet. A csigolyák, a közöttük lévő porckorongok jelentős terhelést kapnak. A mellkas légzőizmainak is sokkal nagyobb erőt kell kifejteniük, a tüdőhólyagocskák pedig bevérezhetnek.
Ezekre a kihívásokra egyrészt megfelelő fizikai erőnléttel lehet felkészülni.
A jól működő baroreflex is segít. A baroreflex a szervezet vérnyomásváltozásra adott gyors válasza, fő eleme a nyaki ütőerek tövénél található baroreceptorok, vagyis vérnyomás érzékelők. Ha a vérnyomás csökken, serkentik a szívfrekvenciát, szűkítik az ereket, hogy helyreállítsák a normális vérnyomást. Extrém gyorsulás esetén azonban önmagában a baroreflex nem lenne elegendő. Az úgynevezett G-öltözet segíti ki. A G-öltözet olyan repülősruha, amely fokozott nyomást fejt ki az alsó végtagokra és ellensúlyozza a gyorsulás miatt fellépő véráramlás-változást. Nem engedi a fejtől az alsó végtagok irányába préselődni a keringő vért. A gyorsulás jelentette terhelést speciális légzéstechnikával igyekeznek ellensúlyozni. Az űrhajós megfeszíti a hasizmot és az alsó végtag izmait, a mély belégzések után a levegőt csak fokozatosan, visszatartva, zárt hangrés mellett préseli ki – hasonlóan ahhoz, mint amikor valami nehezet emelünk fel.
Az űrben töltött hosszabb idő – mint az űrállomáson végzett munka vagy egy jövőbeli Hold- vagy Mars-misszió – további kihívásokat rejt.
Az erősebb kozmikus sugárzás miatt a különböző sejtkárosodások, mutációk sokkal gyakoribbak, mint a Földön. Az izoláció, a stressz, az extrém környezet, a cirkadián ritmus (az alvás és az ébrenlét ritmusa – a szerk. megj.) felbomlása következtében erős pszichés nyomást kell elviselniük az űrhajósoknak. A mikrogravitáció miatt nagyfokú csontvesztés és izomsorvadás alakul ki. A Földre való visszatérés után akár hosszú hónapokig is eltarthat a regeneráció.
Az űrbéli extrém környezet sokfajta tudományos kísérletet tesz lehetővé. Ezek egyik csoportja a sejtek növekedését, viselkedését vizsgálja gravitációmentes környezetben.
Ilyen kísérleti környezetet a Földön nagyon körülményes lenne fenntartani, pedig fontos jelenségeket érthetünk meg vele, hiszen a sejtek növekedésére, a sejtnyúlványok képződésére, akár a sejtosztódásra állandóan hatással van a gravitáció. Kiiktatásával azonban mélyebbre tekinthetünk a folyamatokba, például a kórosan, daganatosan elfajuló sejtek burjánzásában. A kutatás azonban nemcsak az emberi, hanem növényi sejtek viselkedését is vizsgálja az űrben. Egy Mars-misszió során ugyanis ezeknek az ismereteknek nagy jelentősége lesz az űrhajósok tápanyag- és vitamin-utánpótlásánál. A vitaminok viszont bomlékonyak, nem könnyű raktározni őket, ezért célszerű lenne növényekkel megtermelni a hosszú űrutazás során. Erre az emberiség az űrállomáson készülhet fel.
Mikrogravitációban a kristályképződés különleges. A Földön hat rá a gravitáció, az űrben azonban sokkal lassúbb a folyamat és sokkal tisztább összetételű kristályok formálódnak.
Ezeknek a gyógyszergyártásra nézve van jelentőségük. Olyan eljárásokat fejleszthetünk ki az űrkristályok megfigyelése nyomán, amelyekkel sokkal precízebb és kisebb, hatékonyabb gyógyszerbevitel lehetséges. Az űr szélsőséges körülményei között egészen váratlanul viselkedhetnek egyes szenzorok, műszerek. Az űrmissziók lehetőséget teremtenek ezek tesztelésére is.
Nagy kihívás, hogy mi történik az ember bélflórájával, netán cukorbaja és egyéb betegségei hogyan alakulnak egy hosszú űrutazás alkalmával.
Minderre felkészülni szintén az űrállomáson végzett kísérletekkel lehet, sőt ezek az eredmények a földi hétköznapokban is kamatoztathatók. Persze az űrhajósok kiválasztása során igyekeznek kiszűrni a lehetséges egészségi kockázatokat, nehogy valakinek az űrállomáson alakuljon ki vakbélgyulladása.
Az űrutazás fantasztikus technológiai teljesítmény. Olyan fejlesztésekhez vezet, amelyek majd a mindennapjainkat is javíthatják. Így tehát az űrutazás mindig egy kis reményt is jelent a jövő tudományára nézve.
Megjelent a Magyar7 2025/24. számában.
