जब से अंतरिक्ष यात्रियों ने विस्तारित समय के लिए अंतरिक्ष में जाना शुरू किया है, यह ज्ञात है कि शून्य-गुरुत्वाकर्षण या माइक्रोग्रैविटी के लंबे समय तक संपर्क स्वास्थ्य प्रभावों के अपने हिस्से के साथ आता है। इनमें मांसपेशियों का शोष और हड्डी के घनत्व का नुकसान शामिल है, लेकिन शरीर के अन्य क्षेत्रों में भी कम हो जाता है, जो अंग के कार्य में कमी, परिसंचरण, और यहां तक कि आनुवंशिक परिवर्तन भी होते हैं।
इस कारण से, इन प्रभावों की सीमा निर्धारित करने के लिए अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) पर कई अध्ययन किए गए हैं, और उन्हें कम करने के लिए किन रणनीतियों का उपयोग किया जा सकता है। एक नए अध्ययन के अनुसार जो हाल ही में सामने आया आणविक विज्ञान के अंतर्राष्ट्रीय जर्नल, नासा और JAXA- वित्त पोषित शोधकर्ताओं की एक टीम ने दिखाया कि कैसे कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष में किसी भी भविष्य की दीर्घकालिक योजनाओं का एक प्रमुख घटक होना चाहिए।
जैसा कि उल्लेख किया गया है, मानव शरीर पर माइक्रोग्रैविटी के प्रभावों की पहचान करने और उन्हें निर्धारित करने के लिए काफी मात्रा में शोध किया गया है। इसका एक अच्छा उदाहरण नासा के मानव अनुसंधान कार्यक्रम (HRP) द्वारा किया गया ट्विंस स्टडी है, जिसने अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर सवार एक वर्ष बिताने के बाद अंतरिक्ष यात्री स्कॉट केली के शरीर पर पड़ने वाले प्रभावों पर शोध किया था - अपने जुड़वां भाई, मार्क केली के नियंत्रण के रूप में। ।
इन और अन्य अध्ययनों ने पुष्टि की है कि माइक्रोग्रैविटी के संपर्क में आने से न केवल अस्थि घनत्व और मांसपेशियों को प्रभावित किया जा सकता है, बल्कि प्रतिरक्षा-कार्य, रक्त ऑक्सीकरण, हृदय स्वास्थ्य और यहां तक कि संभावित जीनोमिक और संज्ञानात्मक परिवर्तन भी हो सकते हैं। इसके अलावा, दृष्टि भी ऐसी चीज है जो अंतरिक्ष में बिताए समय से प्रभावित हो सकती है, जो कि कम प्रसार और ऑक्सीजन के कारण इसे नेत्र ऊतक के लिए बनाया जाता है।
वास्तव में, अल्पकालिक अंतरिक्ष शटल उड़ानों पर लगभग 30% अंतरिक्ष यात्री (लगभग दो सप्ताह) और आईएसएस के लिए लंबी अवधि के मिशनों पर 60% ने अपनी दृष्टि में कुछ हानि होने की सूचना दी है। जवाब में, प्रोफेसर माइकल डेलप - फ्लोरिडा स्टेट यूनिवर्सिटी (एफएसयू) में मानव विज्ञान कॉलेज के डीन और कागज पर एक सह-लेखक - और उनके सहयोगियों ने सलाह दी कि कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण भविष्य के मिशन में शामिल किया जाए।
साल के लिए, और नासा के समर्थन के साथ, डेल्स ने अंतरिक्ष यात्री की दृष्टि पर माइक्रोग्राविटी को प्रभावित करने का अध्ययन किया है। जैसा कि उन्होंने हाल ही में एफएसयू न्यूज रिलीज में कहा था:
"समस्या यह है कि अंतरिक्ष यात्री अंतरिक्ष में जितने लंबे समय तक हैं, वे दृश्य हानि का अनुभव करने की अधिक संभावना है। कुछ अंतरिक्ष यात्री दृष्टि परिवर्तन से उबर जाएंगे, लेकिन कुछ नहीं। तो यह नासा और अंतरिक्ष एजेंसियों के लिए दुनिया भर में एक उच्च प्राथमिकता है। कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण के इस अनुप्रयोग के साथ, हमने पाया कि यह आँख में होने वाले परिवर्तनों को पूरी तरह से रोक नहीं सकता है, लेकिन हमें सबसे खराब परिणाम नहीं दिख रहे हैं। ”
यह निर्धारित करने के लिए कि कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण इन प्रभावों को कम करेगा, डेलप ने जापान एयरोस्पेस एक्सप्लोरेशन एजेंसी (जेएक्सएए) के शोधकर्ताओं के साथ मिलकर पहले सहयोग किया। वे लिंडा लोमा विश्वविद्यालय के प्रोफेसर जिओ वेन माओ (अध्ययन के प्रमुख लेखक), साथ ही साथ चिकित्सा विज्ञान के लिए अरकंसास विश्वविद्यालय, अर्कांसस चिल्ड्रन्स रिसर्च इंस्टीट्यूट और त्सुकुबा विश्वविद्यालय से सदस्य थे।
टीम ने तब आईएसएस में 35 दिन बिताने के बाद चूहों के ओकुलर ऊतकों में बदलाव की जांच की। परीक्षण विषयों में 12 नौ-सप्ताह पुराने नर चूहे शामिल थे जो कैनेडी स्पेस सेंटर से उड़ाए गए थे और आईएसएस पर जैक्सा "किबो" प्रयोगशाला में माउस हैबिटेट केज यूनिट (एचसीयू) में रखे गए थे। उनके प्रवास के दौरान, चूहों को दो समूहों में विभाजित किया गया था।
जबकि एक समूह परिवेशी सूक्ष्मजीविता की स्थिति में रहता था, दूसरा एक केन्द्रापसारक आवास इकाई में रहता था जो 1 का उत्पादन करता था जी कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण (पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के बराबर)। इससे अनुसंधान दल ने पाया कि पूर्व समूह को रक्त वाहिकाओं को नुकसान पहुंचा था जो आंखों के भीतर द्रव दबाव के नियमन के लिए महत्वपूर्ण हैं।
फेल्प्स ने कहा, "जब हम पृथ्वी पर होते हैं, तो गुरुत्वाकर्षण हमारे पैरों की ओर तरल पदार्थ खींचता है।" “जब आप गुरुत्वाकर्षण खो देते हैं, तो द्रव सिर की ओर बढ़ जाता है। यह द्रव शिफ्ट पूरे शरीर में संवहनी प्रणाली को प्रभावित करता है, और अब हम जानते हैं कि यह आंख में रक्त वाहिकाओं को भी प्रभावित करता है। ”
इसके अलावा, टीम ने नोट किया कि प्रोटीन अभिव्यक्ति प्रोफाइल भी माइक्रोग्रैविटी के परिणामस्वरूप चूहों की आंखों में बदल गई थी। तुलनात्मक रूप से, जो चूहों ने अपना समय सेंट्रीफ्यूज में बिताया था, उनके ऑकुलर ऊतकों को लगभग नुकसान नहीं हुआ। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण, घूर्णन वर्गों या सेंट्रीफ्यूज के रूप में होने की संभावना, लंबी अवधि के अंतरिक्ष अभियानों के लिए एक आवश्यक घटक होगा।
जैसा कि अवधारणाएं चलती हैं, अंतरिक्ष में कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण का उपयोग कुछ नया नहीं है। विज्ञान कथाओं में एक अच्छी तरह से खोज की जा रही अवधारणा के अलावा, अंतरिक्ष एजेंसियों ने इसे अंतरिक्ष में एक स्थायी मानव उपस्थिति स्थापित करने के संभावित तरीके के रूप में देखा है। इसका एक चमकदार उदाहरण स्टैनफोर्ड टोरस स्पेस सेटलमेंट है, जो एक प्रमुख डिज़ाइन है जिसे 1975 के नासा समर स्टडी द्वारा माना गया था।
नासा के एम्स रिसर्च सेंटर और स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी के बीच एक सहयोगात्मक प्रयास के रूप में, दस सप्ताह के इस कार्यक्रम में प्रोफेसरों, तकनीकी निदेशकों और छात्रों को शामिल किया गया था, जो किसी दिन बड़ी अंतरिक्ष कॉलोनी में रहने वाले लोगों की दृष्टि का निर्माण कर सकते थे। इसका परिणाम एक पहिया की तरह अंतरिक्ष स्टेशन के लिए एक अवधारणा थी जो पृथ्वी-सामान्य या आंशिक गुरुत्वाकर्षण की सनसनी प्रदान करने के लिए घूमती थी।
इसके अलावा, घूर्णन टोरस 'को अंतरिक्ष यान के लिए माना जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि लंबे समय तक मिशन पर रहने वाले अंतरिक्ष यात्री माइक्रोग्रैविटी में अपना समय सीमित कर सकें। इसका एक अच्छा उदाहरण नॉन-एटमॉस्फेरिक यूनिवर्सल ट्रांसपोर्ट इंट्रोडक्ट फॉर लॉन्ग युनाइटेड स्टेट्स एक्सप्लोरेशन (नॉटिलस-एक्स) है, जो एक मल्टी-मिशन स्पेसक्राफ्ट अवधारणा है जिसे 2011 में नासा के टेक्नोलॉजी एप्लीकेशन असेसमेंट टीम के इंजीनियरों मार्क होल्डरमैन और एडवर्ड हेंडरसन द्वारा विकसित किया गया था।
पिछले शोधों की तरह, यह अध्ययन अंतरिक्ष में लंबे समय तक मिशन के साथ-साथ लंबी अवधि की यात्राओं के दौरान अंतरिक्ष यात्री के स्वास्थ्य को बनाए रखने के महत्व पर प्रकाश डालता है। हालाँकि, यह अध्ययन इस बात में प्रतिष्ठित है कि यह अंतरिक्ष यात्रियों के बीच दृष्टि दोष को बेहतर ढंग से समझने के लिए बनाई गई श्रृंखला में पहली है।
जैक्सा के एक वरिष्ठ शोधकर्ता और कागज पर सह-लेखक, दाई शिबा ने कहा, "हमें उम्मीद है कि मजबूत विज्ञान सहयोग हमें भविष्य में मानव-निर्मित गहरे अंतरिक्ष अन्वेषण की तैयारी के लिए आवश्यक प्रायोगिक परिणामों को जमा करने में मदद करेगा।" अध्ययन के प्रमुख लेखक माओ ने यह भी संकेत दिया कि उन्हें उम्मीद है कि यह शोध अंतरिक्ष अन्वेषण से परे होगा और यहां पृथ्वी पर आवेदन होंगे:
"हमें उम्मीद है कि हमारे निष्कर्ष न केवल आंखों पर स्पेसफ्लाइट पर्यावरण के प्रभाव की विशेषता रखते हैं, बल्कि स्पेसफ्लाइट-प्रेरित दृष्टि समस्याओं के साथ-साथ अधिक पृथ्वी के विकारों जैसे कि उम्र से संबंधित धब्बेदार अध: पतन और रेटिनोपैथी के लिए नए इलाज या उपचार में योगदान करेंगे।"
इसमें कोई संदेह नहीं है कि जब अंतरिक्ष अन्वेषण के भविष्य की बात आती है, तो हमारे सामने कई चुनौतियां हैं। न केवल हमें ऐसे अंतरिक्ष यान विकसित करने की आवश्यकता है जो ईंधन दक्षता और शक्ति को संयोजित कर सकें, हमें व्यक्तिगत लॉन्च की लागत को कम करने और दीर्घकालिक मिशनों के स्वास्थ्य जोखिमों को कम करने के तरीकों के साथ आने की आवश्यकता है। माइक्रोग्रैविटी के प्रभावों से परे, सौर और ब्रह्मांडीय विकिरण के लंबे समय तक संपर्क का मुद्दा भी है।
और यह मत भूलो कि चंद्र सतह और मंगल पर मिशन को कम गुरुत्वाकर्षण के लिए लंबी अवधि के जोखिम के साथ संघर्ष करना होगा, खासकर जहां चौकी चिंतित हैं। जैसे, यह कल्पना करना दूर नहीं होगा कि निकट भविष्य में तोरी और सेंट्रीफ्यूज अंतरिक्ष अन्वेषण का एक नियमित हिस्सा बन सकते हैं!
