Kosmická loď Voyager 1 byla v únoru 25 miliard km, někde ve vnějším okraji sluneční soustavy. Je to nejvzdálenější lidská kosmická loď odešla ze Země. Doufáme, že ve vzdálené budoucnosti bude lidský astronaut schopen jít tam, kde byl Voyager 1 – cesta, která by mohla trvat několik let kosmického letu.
Důležitým faktorem, který určuje pohodu astronauta na takových cestách, je termoregulace: schopnost jejich těla udržovat stabilní vnitřní teplotu. V jedinečném prostředí mikrogravitace v prostoru čelí tento proces významné výzvy.
Nyní vědci z Indického institutu kosmické vědy a technologie (IIST), Thiruvananthapuram, zveřejnili studii, která uvádí, že „mikrogravita neustále zvyšuje základní tělesnou teplotu, přičemž tekutiny hrají klíčovou roli v tepelné rovnováze“, “ve slovech Shine SR, profesora leteckého techniky IIST a autor studie.
Lidská těla reagují odlišně na změny teploty na základě věku, úrovně fitness a tělesného tuku mimo jiné parametry. V prostředích s téměř nulovou gravitací, jako je prostor, se lidské tělo významně mění a ovlivňuje kosti, svaly, srdce, imunitní systém, metabolismus, dokonce i jednotlivé buňky. Některé z výsledných komplikací mohou být závažné, takže vesmírné agentury a astronauti neustále sledují tělesnou teplotu vesmírného.
Vědci používající počítačový model k vyhodnocení schopnosti těla regulovat teplotu za specifických podmínek musí také odpovídat za „fyziologické změny pozorované v prostoru, včetně posunů krve, metabolických variací, svalové atrofie a vlivů prostředí“.
Shine uvedl, že jeho tým vyvinul 3D výpočetní model termoregulace lidského lidského, který „zahrnuje tyto změny, aby simuloval účinky mikrogravitace na termoregulaci, včetně redistribuce krve, sníženého objemu krve, změn metabolismu a změny hmoty kosti a svalu“.
Podle Chithramol MK, studenta PhD na IIST a prvního autora studie, byly studie týmu omezeny dostatečnými i přístupnými údaji o metabolických změnách. V situacích, kdy byla data nedostupná, uvedla, že testovaly, jak různé faktory změnily své výsledky, a použily své „nejlepší úsudky a standardní inženýrské praktiky“ k posouzení jejich dopadu.
Model používá matematické rovnice ke sledování toho, jak se teplo pohybuje tělem ve třech rozměrech, a odpovídá za mechanismy, jako je pocení a chvění, dopad oblečení, teplo generované životně důležitými orgány a další faktory, které mají slovo o tom, jak tělo reguluje jeho teplotu.
Každý faktor je modelován samostatně a poté kombinován, aby se pochopil celkový dopad mikrogravitace na termoregulaci.
Tým publikoval svá zjištění S modelem v Životní vědy ve výzkumu vesmíru 29. března.
„Naše zjištění ukazují, že přerozdělování krve z dolních končetin do horní části těla v prostředí mikrogravitací významně ovlivňuje rozdělení teploty těla,“ uvedli Shine a Chithramol.
Konkrétně vědci uvedli, že zatímco nohy a ruce jsou chladnější, protože tělo tráví více času mikrogravitací, hlavou, břichem a jádrem je teplejší.
Model také naznačil, že když astronauti cvičí ve vesmíru, jejich tělesná teplota stoupá rychleji než na Zemi.
Více než 2,5 měsíce v mikrogravitaci, vzhledem k 30% nižšímu pocení a 36% vyššího metabolismu, se může teplota tělesnosti jádra zvýšit na přibližně 37,8 ° C z 36,3 ° C před letem. Pokud by někdo cvičil ve stejných podmínkách, teplota by byla blíže k 40 ° C.
Vědci byli schopni potvrdit, že jejich model byl schopen předpovídat skutečné výsledky pomocí jejich simulace tělesné teploty astronautů na palubě SSSR a Ruské bývalé vesmírné stanice Mir a na palubě mezinárodní vesmírné stanice a poté porovnat svou výstup s oficiálními zprávami. Odpovídali.
Většina současných modelů, které předpovídají, jak těla regulují teplotu, většinou používá údaje z neindických populací. Různé typy těla a fyziologické procesy modulují termoregulaci odlišně; Model specifický pro jednu skupinu populace může při aplikaci na jinou skupinu nepředpokládat specifické výsledky.
Protože modely termoregulace naznačují, jak člověk reaguje na změny teploty, používají se také v mnoha každodenních situacích. Například oblečení používají takové modely k doladění, jak jejich výrobky udržují lidi v teple nebo chladu. Architekti používají takové modely k navrhování budov ke snížení tepelného stresu svých obyvatel. V medicíně, zejména během srdečních operací, modely termoregulace předpovídají, jak se mění tělesná teplota pacienta, což pomáhá lékařům i pacientům vyhýbat se komplikacím.
Podle týmu IIST tyto modely vypočítají univerzální index tepelného klimatu – číslo, které ukazuje, jak horké nebo chladné se cítí venku zvážením faktorů, jako je vítr, vlhkost a sluneční světlo.
Shine řekl: „Tyto modely jsou cennými nástroji pro zvyšování bezpečnosti, pohodlí a výkonu v různých scénářích reálného světa“ kromě zdraví a bezpečnosti astronautů v prostředích mikrogravitací. „Vezměte si například náš model: Zatímco (IT) byl vyvinut s ohledem na lidský vesmírný program, uvědomili jsme si také jeho potenciál v různých každodenních situacích na Zemi.“
Shreejaya Kantha je spisovatelka na volné noze.
Publikováno – 4. května 2025 07:00
