دکترآزیتا تاج الدینی پژوهشگر ایرانی از «مقاوم سازی بدن در برابر بی وزنی» می گوید
امروزه دیدن نام ایرانیانی که در عرصه های علمی بین المللی نقشی فعال بر عهده دارند، کار پیچیده ای نیست. به شهادت گزارش های منتشر شده در نشریات علمی
چندی پیش ، یکی از دوستانم بریده ای از یک روزنامه محلی را نشانم داد و در آن ، با اشاره به طرح تحقیقاتی درباره اثر بی وزنی بر عملکرد بدن از آزیتا تاج الدینی به عنوان یکی از مجریان این طرح پژوهشی یاد کرده بود که علاوه بر مشارکت در طرح ، تجربه پروازهای بی وزنی (گرانش صفر) ناسا را نیز پشت سر گذاشته است. «جام جم» در گفتگو با آزیتا تاج الدینی نگاهی به این طرح و چشم انداز آینده انداخته است.
فعالیت شما به عنوان یکی از محققان مهندسی پزشکی در حال حاضر بر اقامت طولانی انسان در فضا و اثرات آن بر بدن و روشهای کاهش این اثرات متمرکز شده است. مبنای این تحقیقات بر چه پایه ای شکل گرفته است؛این تحقیقات بر مبنای این حقیقت شکل گرفته است که استخوان ها و ماهیچه های انسان ، هنگامی که در شرایط بی وزنی قرار می گیرند، تحلیل می روند و ضعیف می شوند. این بدان دلیل است که فشار گرانشی محیطی که روی زمین همواره از سوی بالا و در راستای زمین روی این اعضا وارد می شود، حذف می شود.
روند تخریب این بافتها در روی زمین ، هنگامی رخ می دهد که انسان فعالیت بدنی چشمگیری نداشته باشد، اما در فضا این اتفاق به طور طبیعی و به دلیل نبود نیروی وارد بر بدن ، برای فضانوردان رخ می دهد البته میزان این آسیبها و ضعف این بافتها بستگی به پارامترهای گوناگونی دارد.
به عنوان مثال ، می توان با فعالیت های بدنی بخشی از آنها را جبران کرد، ولی به هر حال نتایج بررسی ها (چه روی انسان و چه روی حیوانات) نشان از آن دارد که روند تخریب این اعضا چه در حین قرار داشتن در شرایط بی وزنی و چه پس از آن ادامه می یابد.
به همین دلیل ، روشهای گوناگونی از سوی فضانوردان برای مقابله با این مساله به کار گرفته می شود. در حال حاضر، هر فضانورد چندین ساعت از وقت خود را در فضا به فعالیت های بدنی می پردازد تا از اثرات مخرب این شرایط بر بدن هنگام بازگشت به زمین کاسته شود.
به هر حال ، طرحهای تحقیقاتی زیادی در خصوص بررسی تاثیرات اقامت طولانی در فضا بر بدن در جریان است که نتایج آن به طور ویژه در برنامه فتح مریخ به کار گرفته خواهد شد.
تیم تحقیقاتی ای که شما نیز در آن عضویت دارید، چه راهکاری برای حل این مشکل پیشنهاد می کند؛
وسیله ای که گروه ما روی آن کار می کند، وسیله جلوگیری کننده بر اساس فعالیت های پویا نام دارد. این وسیله شبیه یک تختخواب است که جایگاه ویژه ای برای قرار گیری پاهای افراد در آن پیش بینی شده است.
هنگامی که یک فرد درون این وسیله قرار می گیرد، محلی که برای پای او در نظر گرفته شده ، یک نیروی مخالف مصنوعی از طرف این پدالها به بدن وارد می شود تا در شرایط بی وزنی ، نبود نیروی عمودی بدین ترتیب جبران شود.
ما آزمایش های مختلفی را برای شرایط مختلف به منظور بررسی عملکرد وضعیت این وسیله در شرایط مختلف طراحی و اجرا کردیم که در طی آنها فعالیتهای ماهیچه ای افراد و نیروهای عکس العمل زمینی محاسبه و ثبت شدند.
نتایج این مطالعات هم در شرایط روی زمین و هم در شرایط بی وزنی محاسبه و مقایسه شده است. البته آزمایش هایی که مربوط به شرایط بی وزنی می شود، در خلال چندین پرواز جاذبه صفر ناسا انجام شد.
این پروازها با کمک هواپیمای ویژه ناسا که امکان تجربه موقت این شرایط را مهیا می کنند، انجام شد و در واقع ، با کمک این هواپیما توانستیم شرایط بی وزنی را تجربه کنیم و کارایی وسیله را در این شرایط بسنجیم. این هواپیما مسیری سهمی وار در آسمان طی می کند و هنگامی که هواپیما در این مسیر به سوی زمین شیرجه می زند، نیروهای وارد بر فرد خنثی و شرایط بی وزنی (البته برای مدت کوتاهی) مهیا می شود.
سالهاست که ناسا از این پروازها - که با کمک هواپیمای KC135 صورت می گیرد - این فرصت را در اختیار دانشمندان می گذارد تا به بررسی اثرات شرایط بی وزنی بدون نیاز به سفر به فضا بپردازند و همین طور فضانوردان خود را برای سفرهای فضایی آماده کند.
هنگامی که این هواپیما به ارتفاع 25 هزار پایی (7620متر) می رسد، با زاویه 45 درجه به سوی زمین شیرجه می زند و امکان این تجربه (بی وزنی) برای حدود 20 تا 25 ثانیه فراهم می آید.
تاکنون برخی فرصت یافته اند با حضور در این پروازها به آزمایش نظریات خود بپردازند.من هم برای انجام آزمایش این طرح مهندسی زیستی فرصت یافتم تا در چنین ماموریتی شرکت کنم.
چه افرادی در این آزمایش ها مشارکت داشتند وبررسی نتایج حاصل از آزمایش وسیله جدید در چه وضعیتی است؛
درباره پروژه ما، دکتر برایان دیویس - که طراح اصلی پروژه بود - بر حضور تعدادی از معلمان در این آزمایش تاکید داشت تا آنها ضمن کمک در این پروژه ، این تجربه استثنایی را با شاگردان خود سهیم شوند و بتوانند در پرورش نسل جدیدی از دانشمندان نقش موثری ایفا کنند.
به همین دلیل ، برخی داوطلبان انجام این آزمایش ، از میان معلمان علاقه مند به تحقیقات فضایی از سراسر امریکا انتخاب شدند.
در زمان هر یک از این پروازها هر یک از اعضای تیم انجام بخشی از کار را بر عهده داشت که باید در طی آن زمان به انجام می رسید، کارهایی مثل ضبط داده ها یا تنظیم وسیله مورد آزمایش.بسیاری از ما برای نخستین بار همدیگر را ملاقات می کردیم.
تجربه جالبی بود که هریک از افراد سعی می کرد با به انجام رساندن وظایفش ، ما را در رسیدن به هدف این تحقیق یاری کند.
درخلال هریک از پروازها، شخصی که درون ابزار قرار می گرفت ، می بایست فعالیت هایی را که از قبل برنامه ریزی شده بود، انجام می داد.
فعالیت ماهیچه های پای افراد در خلال آزمایش با روش برق نگاری ماهیچهای (Electromyography) ثبت می شد و در همان هنگام ، نیروهای وارد به صفحه محل قرار گیری پا نیزاندازه گیری می شد.
با آن که فعلا کار تحلیل داده های حاصل از این آزمایشها به پایان نرسیده است اما نتایج فعلی بسیار امیدوار کننده است ، اما باید منتظر تحقیقات بیشتر ماند.
شما نیز به عنوان یکی از اعضای این پروژه در پروازهای گرانش صفر ناسا شرکت داشته اید. در خصوص این تجربه توضیح دهید.
اتفاقات زیادی رخ داد تا طرح آزمایش برای آن پرواز تایید شد. ایمنی وسیله ما و اهمیت تحقیق ، باید مورد تایید NASA قرار می گرفت.
علاوه بر آن شرکت کنندگان در این پروازها باید آزمایش های سلامت را نظیرآنچه خلبانان از سر می گذرانند، پشت سر می گذاشتند تا از سلامت فیزیکی آنها برای شرکت در چنین پروازی اطمینان حاصل می شد.
در هر یک از پروازها، غیر از خلبان گروهی از خدمه و گروهی متخصصان تحقیقاتی حضور داشتند و گذشته از آن ، مواردی درخصوص عکس العمل بدن هنگام تغییر فشار یا شرایط اضطراری بود که قبل از پرواز آنها را مرور می کردیم.
برای این که این پرواز با موفقیت صورت گیرد، مقامات ناسا و بنیاد کلیولند نیازمند ارائه اسناد و مدارکی بودند که سلامت افراد و وسایل را مورد تایید قرار دهد. بخشی از وظیفه من در این پروژه تهیه مدارک علمی لازم در این خصوص بود تا این پرواز مورد تایید رسیده و در فهرست زمانبندی پروازها قرار گیرد.
همین طور برنامه ریزی پرواز و رهبری گروهی که در یکی از پروازها حضور می یافت به عهده من بود.ما تعداد برابری از مردان و زنانی را در اختیار داشتیم که آمادگی خود را برای مشارکت در مجموع 4 پرواز پیش بینی شده برای این آزمایش ها اعلام کرده بودند.
با این حال اگر کسی در این بین دچار هرگونه ناخوشی می شد، از ادامه تمرین ها معاف می شد.تیم من (شامل خودم و 3 همراه) توانست برنامه خود را به طور کامل انجام دهد و اطلاعات مورد نیاز را از همه اعضا کسب کند. در حالی که در 2 پرواز قبلی تنها 3 نفر از زنان شرکت کننده (و البته هیچیک از مردان) توانسته بودند موارد درخواستی را بخوبی انجام دهند.
گروه ما در پرواز خود کاملا موفق عمل کرد و براساس این آزمایش و آزمایش هایی که بعد از ما در پروازهای بعدی صورت گرفت توانستیم داده های فراوانی را برای تحلیل جمع آوری کنیم.
به عنوان محققی که در خصوص اثرات بی وزنی (Microgravity) روی انسان تحقیق می کند، نظرتان در خصوص آینده پروازهای فضایی سرنشین دار چیست؛
به عبارت دیگر آیا در شرایط فعلی امکانی برای سفرها یا اقامت های طولانی در فضا وجود دارد و مهمترین چالشی که از نظر شما در این خصوص پیش روی محققان است ، کدام است؛
به دلیل وجود شرایط بی وزنی و اثراتی که این پدیده به همراه دارد، بسیاری از سازو کارهای بدن انسان دستخوش تغییرات فراوانی می شود و به همین دلیل نیازمند سازگار شدن با محیط، حضور طولانی مدت در فضا و در شرایط بی وزنی است.
بافتهای استخوانی بیش از هر نقطه دیگر بدن در معرض خطر قرار دارند، به طوری که تخمین زده می شود حدود 20درصد بافتهای استخوانی انسان در حدود یک سال اقامت در فضا از بین می رود.
عضلات انسان در این شرایط ضعیف می شود، شرایط عروق بدن تغییر می کند و ساختارهای عصبی دهلیزها نیز نمایش متفاوتی از خود بروز می دهند. به عنوان نمونه ای دیگر گوش درونی که در ایجاد تعادل ما نقش اساسی دارد، دچار ناهماهنگی شده و به همین دلیل ممکن است مشکل ایجاد تعادل در فضانوردان به چشم بخورد.
برخی از این عوارض حتی در حین سفرهای کوتاه مدت KC135نیز مشاهده می شود. احساس ناخوشایندی از گونه ای خالی شدن درون بدن که تجربه مشابهش را می توان هنگام سوارشدن برخی اسباب بازی های پارکها (مانند کشتی صبا در شهر بازی تهران) به دست آورید.
حالت تهوع نیز افرادی که در این شرایط قرار می گیرند را تهدید می کند. گذشته از این مسایل پزشکی ، مساله دیگری نیز وجود دارد و آن اثراتی است که در اثر مشاهده زمین (به عنوان سیاره مادری) به صورت نقطه ای کوچک در فضا در ذهن شما ایجاد می شود.
هنگامی که شما ناچیزی سیاره خود را در مقایسه با عالم می بینید، احساسی درون انسان به وجود می آید که به هیچ وجه تاثیرش صرف نظر نمی شود.
من بعید می دانم سفرهای فضایی در دوران ما به پدیده ای روزمره و عادی تبدیل شود، اما قطعا مسیری که ما در آن قرار گرفته ایم به سوی این رویداد ادامه خواهد یافت.
بویژه حضور گروهها و شرکتهای خصوصی در این عرصه تجربه سفرهای فضایی و بی وزنی را برای افراد بیشتری میسر خواهد کرد.
همان طور که می دانید، جایزه X انصاری که از سوی خانم انوشه انصاری ، یکی از بانوان کار آفرین ایرانی امریکایی بنیاد گذاشته شده بود، با ارزش نقدی معادل مبلغ 10 میلیون دلار، ماه گذشته به فضاپیمای شماره1 (StarShip One) تعلق گرفت.
این فضاپیمای خصوصی توانست وارد آستانه فضا شود و عصر پروازهای تجاری را آغاز کند. با وجود این که این پروازهای تجاری به فضا در حال حاضر امکانپذیر شده است ، ما هنوز نیازمند دانستن اطلاعات بیشتر از نحوه عملکرد مکانیسم زیستی انسان در فضا هستیم.
نکته مهم دیگری که وجود دارد، این است که صرف نظر از آینده پروازهای فضایی ، تحقیقاتی که در خصوص علوم فضایی صورت می گیرد باعث ایجاد تحول در زندگی روزمره ما روی زمین خواهد شد. تحقیقات فضایی ، بسیاری از شئون زندگی روزمره را تحت تاثیر قرار داده است.
از پوششهای ضد حریق گرفته تا مواردی که در ارتباطات روزانه خود با آن سروکار داریم ، وامدار این تحقیقات است.
تحقیقات در خصوص رفتار بدن انسان در فضا نیز از این مساله مستثنی نیست و در نتیجه این تحقیقات ، شاید ما بتوانیم به کسانی که از پوکی استخوان ، نارسایی عروق قلبی یا بی نظمی در خواب رنج می برند، کمک کنیم.
تازه ها
گوناگون
پیشنهاد سردبیر
در تپش این هفته، ماجرای فریب و تعرض در پوشش عرفانهای دروغین و رمالی را بررسی کردیم
پشت پرده اتاقهای دود و طلسـم
