Cơ thể phi hành gia Frank Rubio sẽ thay đổi thế nào?

Phi hành gia Nasa Frank Rubio vừa trở về sau kỷ lục sống liên tục 371 ngày trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS), tuy nhiên chuyến đi có thể đã làm thay đổi cơ, não và thậm chí cả vi khuẩn sống trong ruột của anh ấy.

Vấn đề về cơ, xương khớp

Một trong những thay đổi lớn nhất đến từ việc dành thời gian trong môi trường vi trọng lực, cho phép các phi hành gia lơ lửng bên trong tàu vũ trụ hoặc bên ngoài trong các chuyến đi bộ ngoài không gian.

Trong giai đoạn này, khối lượng cơ giảm – do giảm sự vận động và thiếu sự hưng phấn do phải tập trên các thiết bị tập thể dục – và mất xương.

Tiến sĩ Jennifer Fogarty, giám đốc khoa học tại Viện Nghiên cứu Dịch thuật về Sức khỏe Không gian của Đại học Y Baylor, nói với ABC News rằng những thay đổi lớn nhất về tình trạng mất xương và cơ xảy ra trong vài tháng đầu tiên của một sứ mệnh và sau đó chững lại.

Để chống lại điều này, các phi hành gia phải thực hiện 2,5 giờ mỗi ngày tập thể dục và huấn luyện cường độ cao khi ở trên quỹ đạo trên ISS. Điều này bao gồm một loạt các động tác squat, deadlifts, row và bench press sử dụng thiết bị tập thể dục điện trở được lắp đặt trong “phòng tập thể dục” của ISS, cùng với các bài tập thông thường được buộc vào máy chạy bộ và trên xe đạp tập thể dục. Họ cũng dùng thực phẩm bổ sung để giúp xương khỏe mạnh nhất có thể.

Các phi hành gia được yêu cầu dành tới 2,5 giờ mỗi ngày để tập thể dục trên ISS nhằm nỗ lực duy trì khối lượng cơ bắp và mật độ xương của họ. Ảnh: NASA

Vấn đề về Thần kinh và Thị lực

Tiến sĩ Fogarty cho biết một trong những lĩnh vực khác mà cô thấy các thành viên phi hành đoàn phải vật lộn khi trở về Trái đất là những thách thức về thần kinh tiền đình, hoặc cách cơ thể duy trì cảm giác về vị trí và sự cân bằng khi trọng lực thay đổi.

“Làm thế nào để bạn phối hợp các chuyển động như đi bộ, điều mà bạn đã không thực hiện trong một thời gian dài, và sau đó là ý tưởng về sự cân bằng? Khi bạn đặt cả hai thứ đó lại với nhau, nó có thể tạo ra một chút tình huống bấp bênh và điều đó được các thành viên phi hành đoàn giám sát rất kỹ khi họ hạ cánh xuống Trái đất”, cô nói.

Nhiệm vụ càng dài thì càng mất nhiều thời gian để thích nghi, Fogarty nói. Các chuyến công tác kéo dài từ bốn đến sáu tháng sẽ mất từ hai đến ba ngày làm quen với môi trường Trái đất. Các nhiệm vụ dài hơn có thể sẽ còn mất nhiều thời gian hơn nữa.

Ngoài ra, do tình trạng không trọng lượng trong môi trường vi trọng lực, máu và dịch não tủy thường dịch chuyển lên từ chi dưới lên đầu và mắt, điều này được cho là gây ra những thay đổi về cấu trúc mắt và não.

Đây là một hiện tượng được gọi là Hội chứng thần kinh mắt liên quan đến chuyến bay vũ trụ và các phi hành gia trong thời gian dài có thể gặp nhiều thay đổi khác nhau, bao gồm sự dịch chuyển của não hoặc sưng mắt và mờ mắt.

Hệ thống lưu thông máu

Tĩnh mạch của chúng ta có van nên máu không chảy ngược khi chúng ta đứng, nhưng khi chúng ta ở trong môi trường không trọng lượng, sẽ có một sự dịch chuyển lớn về chất lỏng từ cơ thể lên đầu”, Tiến sĩ Michael Decker, đồng giám đốc Trung tâm Sinh lý học Hàng không Vũ trụ tại Trường Y thuộc Đại học Case Western Reserve giải thích.

Ông cho biết: “Một số áp lực nội sọ tăng lên này thực sự có thể tác động đến mắt và dẫn đến suy giảm thị lực. Đôi khi sau khi các phi hành gia hạ cánh, tình trạng suy giảm thị lực đó không nhất thiết có thể được giải quyết.”

Fogarty, cựu nhà khoa học trưởng của Chương trình Nghiên cứu Con người của NASA, cho biết thêm: “Đó là một trong những điều xa lạ nhất về mặt sinh học mà cơ thể phải đối mặt”. “Tôi nghĩ đó là lúc mà tôi có thể nói rằng các thành viên phi hành đoàn làm việc trong thời gian dài sẽ cần được giám sát thật tốt, bởi vì chúng tôi thực sự không biết điều gì sẽ xảy ra.”

Ngoài ra còn có những ảnh hưởng về thể chất và tâm lý do bị cô lập và ở trong môi trường khép kín trong thời gian dài.

Ảnh hưởng do môi trường khép kín

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng loại môi trường này, bất kể ai đó ở trong không gian, đều có thể dẫn đến thay đổi hành vi và gây mệt mỏi, căng thẳng và mất ngủ.

Fogarty nói rằng cũng có những thay đổi đối với hệ thống miễn dịch trong thời gian này, thường là do căng thẳng mãn tính, đó là lý do tại sao điều quan trọng là tạo ra một môi trường lành mạnh nhất có thể cho các phi hành gia thực hiện nhiệm vụ.

Các nhà khoa học cũng có thể sẽ xem xét liệu Rubio có bất kỳ thay đổi nào đối với gen của anh ấy hay không, bao gồm cả những thay đổi liên quan đến hệ thống miễn dịch, như đã xảy ra với phi hành gia Scott Kelley khi ông trải qua 340 ngày trên vũ trụ vào năm 2015 và 2016.

Decker cho biết 90% những thay đổi này đã được giải quyết trong vòng vài tháng kể từ khi Kelley trở lại, vì vậy sẽ rất thú vị để xem liệu điều tương tự có xảy ra với Rubio hay không.

Ngoài ra, “sự cô lập tạo ra yếu tố gây căng thẳng và một vấn đề thiếu hụt cảm giác khác”, cô nói. “Bất cứ nơi nào bạn không có mùi cỏ, mưa hay màu sắc để ngắm nhìn, hãy nhìn mặt nước và những ngọn núi, nhưng khi ở trong Trạm vũ trụ, những lựa chọn của bạn rất hạn chế”.

Rubio là phi hành gia đầu tiên tham gia vào một nghiên cứu xem xét việc tập thể dục với số lượng thiết bị tập thể dục hạn chế có thể ảnh hưởng đến cơ thể con người như thế nào, theo BBC.

Kết quả nghiên cứu sau khi Rubio trở về Trái đất sẽ là thông tin quan trọng để các quốc gia lấy làm cơ sở khi đưa các phi hành gia vào không gian lâu hơn nữa trong thời gian tới để khám phá sao Hoả hoặc khai thác Mặt trăng.