Inledning
Inomflygmedicin, fokus ligger på förebyggande av sjukdom när fysiskt friska individer, piloter, och astronauter ofta screenas till extraordinär hälsa, placeras sedan i en fientlig miljö.
Föratt hjälpa till att mildra effekterna av syrgas, tryck- och temperaturfluktuationer samt andra miljöhänsyn som mikrogravitation, som alla har en betydande inverkan på välbefinnande, hörnstenarna i hälsa i flygmiljön är ätande- och träningsvanor.
Ien relativt kort varaktighet i en flygmiljö lönar sig fördelarna med markbunden flit särskilt i höga G-miljöer som militära flygplan, där dekonditionering och uttorkning placerar piloten i ökad risk för medvetande (LOC). Ett annat exempel är i utdragna flygresor som internationella flygningar där dekonditionering, uttorkning och orörlighet ökar risk djup ventrombos (DVT) hos en resenär.
Hälsaoch välbefinnande utgör en mycket större utmaning i rymden.
Irymden måste all livsmedel transporteras och lagras på fartyget. Ett viktigt övervägande är att näring och konditionering måste upprätthållas under hela uppdraget. en utforskning av Mars, till exempel, kommer att ta ungefär 2. 5 år.
Rymdresorär ännu inte lika vanliga som kommersiella flygresor, där det kanske inte finns någon screening för redan existerande hälsotillstånd och eventuella åldersöverväganden kommer att bli självpålagda.
Frågorav oro
Nuvarandemotåtgärder för att bevara hälsounderhåll i mikrogravitationsmiljön fokuserar på att mildra effekterna av vätskeförskjutning och minskad arbetsbelastning upptäckt från de tidigaste upptäcktsfärder ut i rymden. Vår förståelse har ökat stadigt under de följande decennierna när forskning och kunskap ackumulerats med de tekniska framstegen som gjorde det möjligt för människa att spendera gradvis mer tid i rymden från korta besök i den nuvarande kretsanläggningen, där astronauter nu arbete och bor i rymden under perioder som kan förlänga till ett år och mer.
Kvicksilver
Inledandeerfarenhet av mikrogravitation lämnade forskare undrar om det var möjligt att äta livsmedel och absorbera näringsämnen i mikrogravitationen. År 1962 blev John Glenn den första amerikanen att äta i rymden genom att konsumera äppelmos som var packad i ett rör. Denna framgångsrika måltid visade att det verkligen var möjligt att äta, svälja och smälta livsmedel i en viktlös miljö.
Gemini
Eftersomansträngningen är betydligt mindre i frånvaro av tyngdkraften fick astronauter 2500 kalorier/dag (istället för deras normala 3000 Cal/dag).
Viktoch storlek är primära överväganden för allt som lanseras i rymden, så maten som fördes för varje uppdrag frystorkades, involverar en process där kokt livsmedel snabbt fryses och sedan torkas ut med alla utom en procent av vatten avlägsnat. Omedelbart före ätandet fuktades livsmedel med vatten ombord i ögonhåla; i alla fall, eftersom endast kallt vatten var tillgängligt, alla måltider äts kalla.
PåGemini 3 överraskade astronauten John Young medastronauten Virgil Grissom med en corned beef sandwich på råg, som köptes på en delikatesser i Cocoa Beach och en av två måltider som smugglades ombord av den driftiga besättningsmedlemmen för att prova under 5-timmarsuppdraget). Tyvärr avslutade Grissom inte smörgåsen eftersom den producerade smulor; detta är ett viktigt övervägande med potentialen öga främmande kropp eller aspiration i frånvaro av tyngdkraften. Denna lektion orsakade att bröd, under de följande åren, i första hand ersattes med tortillor.
Apollo
Kaloriernaökades till 2800/dag och varmt vatten var nu tillgängligt för livsmedel.
Påjulafton 1968 åtnjöt astronauter termostabiliserad turkiet med sås och tranbärssås som de kunde äta med en sked. Det var första tid en måltid inte krävde rehydrering.
Fortfarande, majoriteten av måltider frystorkades.
Medandekonditionering blev uppenbar hos rymdresenärer som återvände från längre uppdrag som inkluderade kretsande, landar på, och kort utforskning av månen, begränsningar av kapselstorlek utesluter mycket i vägen för motåtgärder.
Skylab
Lyckligaframsteg inträffade för astronauter. Rymdstationen använde solceller för kraft, snarare än de vattenproducerande bränslecellerna som användes fram till denna tid, så dehydratiserade livsmedel användes mindre för att bevara vattenförsörjning. Skylab hade en full pentry, och astronauter kunde förbereda och äta de måltider de valde. Menyn utvidgades till 72 föremål, och det fanns nedkylning så att fryst livsmedel kunde transporteras och lagras inklusive vad som skulle bli en astronautfavorit, glass.
Avbetydelse var att den större strukturen tillät en nyckelkomponent i hälsa i rymdmiljön: träning för att mildra benförlust. Astronauter skulle börja använda resistiva band såväl som en stillastående cykel för att avvärja dekonditioneringseffekterna av mikrogravitation.
Buss
Från1981 till 2011 flög det första återanvändbara rymdskepp totalt 135 uppdrag. Det genomsnittliga uppdraget var ungefär 10 dagar; den kortaste var drygt en minut (STS-51-L när Challenger tragiskt bröt sönder under lanseringen) och den längsta var 17 dagar (STS-80 flög av Columbia).
Varjebesättningsmedlem fick tre måltider om dagen och snacks, med menyn upprepad efter 7 dagar. Livsmedel lagrades och identifierades med en färgad prick som är specifik för varje astronaut. Kostbehov beräknades för att tillgodose basala energiutgifter (BEE): BEE för män = 66 + (13. 7 x B) + (5 x H) – (6. 8 x A) och BEE för kvinnor = 655 + (9. 6 x B) + (1. 7 x H) – (4. 7 x A). W = vikt i kg, H = höjd i centimeter och A = ålder i år.
Rymdfärjan, som Skylab, hade en pentry. Detta kök innehöll en vattendispenser för rehydrering av måltider och en ugn för uppvärmning av livsmedel till en lämplig temperatur. Konventionella redskap som gafflar, skedar, och knivar användes samt en sax för att skära öppna matbehållarpåsar.
Ävenom det fanns ett kök och ett kylskåp, nästan all livsmedel var förkokt eller bearbetad, vilket gör den färdig att äta efter tillsats av vatten eller uppvärmning. En liten mängd färsk frukt och grönsaker fanns tillgängliga, stuvade i en matskåp.
Viktförblev ett primärt övervägande, så livsmedel var begränsad till 3. 8 pund. 7 kg) per besättningsmedlem per dag och inkluderat 1 pund (0. 5 kg) förpackning för varje astronaut varje dag.
Ävenom uppdragen var relativt korta, konditionering förblev en prioritet delvis på grund av skyldigheten att pilotera ett rymdskepp vände segelflygplan till landning efter att ha utsatts för tyngdkrafterna på nytt. Följaktligen flögs ett löpband och regelbunden träning utfördes av besättningen.
Internationellarymdstationen (ISS)
Förutomatt sova och ätande, astronauter tillbringar mest tid, 2. 5 timmar varje dag, träna och erkänna detta som den en hälsa hälsoprioriteten.
Enövervägande för framtida rymdresor är att bevara 1G-miljön på jorden genom att rotera ett helt rymdskepp; i alla fall, storlek och kostnadsbegränsningar förblir oöverkomliga tid. Att rotera en del av rymdskepp kan vara möjligt men är dyrt och innebär ingenjörskonst utmaningar. En möjlig lösning utvecklas för närvarande vid National Aeronautics and Space Administration (NASA) Ames Forskning Center som involverar en mänsklig driven, en till två person, centrifugalcykel som ska användas i rymdskepp och därmed samtidigt dra nytta av både träning- och rotationskomponenter. Att kombinera fördelarna med träning med den resulterande effekten av en genererad 1 G-kraft, samtidigt som ett rimligt fotavtryck bevaras, kan potentiellt mildra effekterna av mikrogravitation i ett rymduppdrag med lång varaktighet.
Förnärvarande tillhandahålls konditionering i rymden av Advanced Resistive Träning Device (ARED) som simulerar träning i fri vikt i 1 G-miljön som upprätthåller muskelstyrka och muskelmassa i astronauten som behövs för produktivitet såsom överkroppsöversättning under rymdpromenad (EVA) och säkerhet vid övergång från mikrogravitation till gravitation som införts av Månen (en sjättedel av jorden), Mars (en tredjedel av jorden), och liksom för återkomst till jorden själv. Kardiovaskulär hälsa upprätthålls med ett löpband utöver en stationär cykel (placerad i laboratoriemodulen) och är en nyckelkomponent i många experiment som kräver övervakning under rörlighet inklusive mätning av aerob kondition.
Dennuvarande kost på den internationella rymdstationen (ISS) är välbalanserad men repetitiv, och hållbar livsmedel (uttorkad, termostabiliserad) dominerar. Även om energibehovet minskar i mikrogravitation till följd av det minskade arbete som krävs för att utföra en uppgift i frånvaro av tyngdkraft, näring och smaklighet förblir viktiga överväganden och utmaningar.
Sompå jorden är synen, strukturen och typen av smaklig livsmedel en viktig del av både fysisk och psykologisk hälsa hos astronauter som kommer att ta på sig den skrämmande uppgiften med ett långvarigt uppdrag (till exempel att gå till Mars vilket är ett mål för NASA såväl som kommersiella företag).
Attodla livsmedel i rymden är fortfarande i sin linda, med den första framgångsrika grödan som gavs i slutet av 2015 och begränsad till några grönsaker. Eftersom kalorier in och kalorier ut övervakas noggrant och vikten är en premie, näringstät färdigförpackad livsmedel med förlängd liv kommer att förbli standarden under överskådlig framtid kompletterad med färska råvaror, i vilken utsträckning aktivt övervägas.
Konserveradlivsmedel, den traditionella ryska näringsmetoden som antogs tidigt i sitt rymdprogram och relativt oförändrad, medför en ytterligare risk för skada/infektion från förpackningar samt viktbörda.
Kliniskbetydelse
Sompå jorden, kost och träning är nyckeln till hälsa och välbefinnande i flygmiljön; fastän, storleks- och viktbegränsningarna samt begränsningarna av en mikrogravitationsmiljö utgör betydande utmaningar att övervinna.
Demånga stressfaktorerna i rymden förvärras alla av uppdragslängd. Ett prospekteringsuppdrag till Mars förväntas ta i storleksordningen 2. 5 år. Extrem isolering och strama omgivningar skulle intensifieras genom bearbetad, färdigförpackad livsmedel och en monoton meny. Konserveringsprocessen, avlägsnande av vatten och reducerande temperatur/tidsbegränsningar resulterar i livsmedel som är blander för gom och öga. Det koncentrerar också bland annat salt, så livsmedel som konsumeras av rymdbesättningar risk att vara mindre hälsosam än en kost med färska produkter som för närvarande är idealisk men inte genomförbar.
Logistikenför att bära och bevara varje måltid för att tillgodose behoven hos en hel besättning (fyra till sex eller fler) under längden på ett rymduppdrag, och möjliggöra oförutsedda problem, är skrämmande. Använda viktbegränsningar för livsmedel av 3. 8 pund. 7 kg) per besättningsmedlem och dag, vilket möjliggör sex astronauter och 2. 5 år, innebär att raketen tar upptäcktsresande till Mars skulle behöva möjliggöra ytterligare 20,805 lbs vid start! Förpositionering av måltider på Lagrange-punkter såväl som på planetens yta är ett övervägande; i alla fall, tid och strålning kan försämra matkvalitet och näringsämnen. Av betydelse, förlust eller förstörelse av de i förväg placerade leveranserna skulle vara katastrofalt.
Snarareän att förvärra den psykologiska effekten av en förväntad spartansk existens, måltiderna bör omfamnas som en möjlighet att tillhandahålla näring samtidigt som man främjar en vilomiljö, avledning, föryngring, kamratskap, och social interaktion.
Växthusanalogerutvecklas för att tillhandahålla färska grönsaker för astronautkonsumtion, Veggie-systemet på USA-sidan och Lada-systemet på den ryska sidan av ISS. Förutom näring och atmosfärisk återvinning uppfyller fördelarna med trädgårdsarbete i rymden andra viktiga mänskliga behov som den positiva psykologiska effekten av att förstärka en annars stram, steril miljö samt den positiva känslomässiga effekten av att ta hand om och sambo med levande organismer. Dessutom, artificiellt skapa jordbrukssäsonger för plantering, tillväxt, och skörd skulle också vara en effektiv metod för att markera tidens tid på djupa rymduppdrag.
Bioregenerativalivsmedelsproduktionssystem, därför, kommer att ha en betydande positiv effekt på långvariga, prospekteringsuppdrag.
Ensignifikant effekt av mikrogravitationen är följdvätskeförskjutningen som resulterar i nästäppa som påverkar smak negativt. Som ett resultat är den visuella komponenten av att ätande av ökad betydelse och rymdresenärer kommer att ha en större uppskattning för piquant mat i kost.
Medankost och träning är hörnstenarna i hälsa och välbefinnande i den fientliga miljö inom flyg- och rymdindustrin, en viktig faktor är de skadliga effekterna av strålning. En gång lämnat den skyddande atmosfär och magnetosfären på jorden, astronauter utsätts för sol- och kosmisk strålning, så ingenjörskonst kontroller för att ge avskärmning är av största vikt. Solstrålning inkluderar ultraviolett strålning, röntgenstrålning, protoner och elektroner. Kosmisk strålning kommer från alla håll i rymden och består av högenergiprotoner och atomkärnor som är mycket mer energiska, och därför mer skadliga än solstrålning. På grund av nuvarande oro för livstidsstrålningsexponering och resulterande cancer, astronauter utvalda under lång tid, deep space mission will likely be older.
Slutligenär ingenjörskonst kontroller av avgörande betydelse för att skydda livsmedel från strålningens skadliga effekter, så att näringsinnehållet bibehålls och kvaliteten bevaras när de konsumeras efter lång lagring, vare sig ombord på fartyg eller på förhand placeras.
Figur
”Outredgeous” röd romansallad odlad inuti Veggie-systemet vid den internationella rymdstationen. Bidragen av NASA foto, Open Source