9 tháng mắc kẹt trong vũ trụ, cơ thể 2 phi hành gia biến đổi như thế nào?

2 phi hành gia Barry “Butch” Wilmore và Suni Williams đã trở lại Trái Đất sau gần 9 tháng trong không gian và đang dần thích nghi với cuộc sống dưới tác động của trọng lực.

Ngay từ cấp độ DNA, cơ thể con người có thể thay đổi một cách kỳ lạ và đôi khi khá đáng kể khi ở ngoài không gian: họ thường cao hơn so với khi còn trên Trái Đất do cột sống giãn ra, chất lỏng trong cơ thể bị tái phân bố khiến họ có “chân gà” và “đầu sưng phồng.” Nhưng khi trở lại mặt đất, tất cả dần trở lại trạng thái bình thường.

Các nhà khoa học vẫn đang nghiên cứu ảnh hưởng lâu dài của việc dành nhiều thời gian trong không gian đối với sức khỏe con người. Tuy nhiên, dữ liệu thu thập suốt nhiều thập kỷ cho thấy rằng các phi hành gia trải qua những thay đổi về thể chất ngay cả khi chỉ ở ngoài không gian trong một thời gian ngắn. Hầu hết những thay đổi này sẽ tự động đảo ngược khi họ trở lại Trái Đất.

Vì sao cơ thể thay đổi khi ở ngoài không gian?

Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến những thay đổi này là tình trạng vi trọng lực (microgravity).

Không có trọng lực của Trái Đất, xương của phi hành gia có thể bị loãng, cơ bắp teo đi, khả năng kiểm soát vận động và thăng bằng bị suy giảm, dẫn đến cảm giác say không gian. Ngoài ra, môi trường không trọng lực còn có thể ảnh hưởng đến hệ miễn dịch, hệ tim mạch, thị lực và thậm chí cả DNA của họ.

May mắn thay, hầu hết các tác động này chỉ là tạm thời. Khi quay trở lại Trái Đất, các phi hành gia sẽ thực hiện hàng loạt bài tập phục hồi để lấy lại mật độ xương và tăng cường sức mạnh cơ bắp.

NASA cũng nhấn mạnh rằng dù Wilmore và Williams đã ở trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) lâu hơn kế hoạch ban đầu – từ 8 ngày kéo dài thành gần 9 tháng – nhưng họ không có bất kỳ vấn đề sức khỏe nào đáng lo ngại.

Teo cơ, mất xương và cách NASA đối phó

Không có lực hấp dẫn để duy trì cơ bắp và xương, thậm chí cả những phi hành gia có thể lực tốt nhất cũng gặp phải tình trạng suy giảm cơ (muscle atrophy).

• Chỉ trong vòng hai tuần, kích thước sợi cơ của phi hành gia có thể giảm một phần ba.
• Trong một tháng ngoài không gian, họ có thể mất 1,5% khối lượng xương, tương đương với lượng mất xương mà một phụ nữ sau mãn kinh không điều trị có thể mất trong một năm.

Sự mất xương này có thể khiến phi hành gia dễ bị gãy xương và dẫn đến loãng xương sớm. Các nhà khoa học vẫn chưa xác định liệu xương có thể hồi phục hoàn toàn sau thời gian dài ngoài không gian hay không.

Để giảm thiểu tác động tiêu cực, NASA yêu cầu phi hành gia:

• Tuân thủ chế độ ăn đặc biệt nhằm duy trì lượng khoáng chất cần thiết cho xương.
• Tập thể dục ít nhất 2,5 giờ mỗi ngày bằng các thiết bị chuyên dụng:
  • Máy chạy bộ và xe đạp tĩnh giúp duy trì thể lực tim mạch.
  • Thiết bị tập kháng lực tiên tiến (ARED) giúp mô phỏng bài tập tạ trên Trái Đất.

NASA cũng đang nghiên cứu liệu bài tập aerobic và kháng lực có thể thay thế máy chạy bộ hay không, nhằm tìm ra giải pháp tối ưu cho các sứ mệnh dài ngày đến Mặt Trăng và Sao Hỏa, nơi không gian tàu vũ trụ có thể không đủ chỗ cho thiết bị tập luyện cồng kềnh.

“Chân gà”, mặt sưng và thị lực suy giảm

Cơ thể con người có 70% là chất lỏng, và trong môi trường không trọng lực, sự dịch chuyển chất lỏng có thể gây ra nhiều thay đổi kỳ lạ.

• Trên Trái Đất, chất lỏng trong cơ thể tập trung chủ yếu ở phần dưới cơ thể.
• Ngoài không gian, chúng phân bổ đều khắp cơ thể, khiến phi hành gia có mặt sưng (puffy face) và chân trở nên nhỏ hơn bình thường (chicken legs).

NASA gọi hiện tượng này là “hội chứng mặt sưng, chân gà” (puffy face syndrome, bird legs). May mắn là sau khoảng ba ngày trên Trái Đất, hiện tượng này sẽ biến mất.

Tuy nhiên, tình trạng dịch chuyển chất lỏng này có thể ảnh hưởng đến thị lực.

• Mắt có thể bị ép dẹp lại do áp lực dịch trong não, gây ra tình trạng nhìn mờ (Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome).
• Một số phi hành gia sau khi trở về Trái Đất phải đeo kính vĩnh viễn do thay đổi thị lực.

NASA đã phát triển “kính viễn tưởng không gian” (space anticipation glasses), được lưu trữ trên ISS để giúp giảm mờ mắt khi ở ngoài không gian.

Tác động đến DNA và miễn dịch

Thời gian trong không gian có thể làm suy yếu hệ miễn dịch, khiến các phi hành gia dễ bị nhiễm trùng hơn. Ngoài ra, tiếp xúc với bức xạ vũ trụ có thể làm thay đổi DNA và tăng nguy cơ ung thư trong suốt cuộc đời họ.

Một nghiên cứu trên phi hành gia Scott Kelly cho thấy telomere, phần bảo vệ đầu mút nhiễm sắc thể (thường ngắn đi theo tuổi tác), thực tế lại dài ra khi ở ngoài không gian. Khi về Trái Đất, chúng rút ngắn lại.

Ngay cả trước khi trở về, phi hành gia đã bắt đầu quá trình thích nghi lại với trọng lực bằng cách:

• Bổ sung nước và muối để bù đắp lượng chất lỏng đã mất.
• Mặc vớ nén giúp dịch chuyển chất lỏng về trung tâm cơ thể.
• Thực hiện các bài tập phục hồi để tăng mật độ xương, cải thiện thăng bằng và tăng sức bền tim mạch.

Dù có thể mất vài tuần để phục hồi hoàn toàn, nhưng với nhiều phi hành gia, tác động tinh thần mới là thay đổi lớn nhất. Nhiều người trải qua “hiệu ứng tổng quan”, cảm thấy kết nối sâu sắc hơn với Trái Đất sau khi nhìn thấy hành tinh từ không gian.