नासा और चीन राष्ट्रीय अंतरिक्ष एजेंसी (सीएनएसए) अगले दशक की शुरुआत में अंतरिक्ष यात्रियों को मंगल ग्रह पर भेजने की योजना बना रही है।
स्वाभाविक रूप से, इस महत्वाकांक्षी लक्ष्य के लिए बहुत अधिक योजना, अनुसंधान और सभी संभावित चुनौतियों के लिए पहले से प्रत्याशा और तैयारी की आवश्यकता होती है। इनमें अंतरिक्ष यात्री का स्वास्थ्य और सुरक्षा सर्वोपरि है।
लंबे पारगमन समय से जुड़े खतरों के अलावा – विकिरण और माइक्रोग्रैविटी में लंबी अवधि के प्रभाव – मंगल का मुद्दा भी है।
ऊंचे विकिरण स्तर के संपर्क के अलावा, मंगल ग्रह का गुरुत्वाकर्षण पृथ्वी का लगभग 38 प्रतिशत है।
इससे दीर्घकालिक स्वास्थ्य जोखिम पैदा होने की संभावना है। शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम वर्तमान में अध्ययन कर रही है कि मंगल ग्रह का गुरुत्वाकर्षण मानव स्वास्थ्य के प्रमुख पहलू: कंकाल की मांसपेशी को कैसे प्रभावित करेगा।
यह मांसपेशी, जो मानव शरीर में सबसे प्रचुर ऊतक है (कुल शरीर द्रव्यमान का 40 प्रतिशत से अधिक), गति और चयापचय स्वास्थ्य के लिए आवश्यक है।
इसके अलावा, यह ऊतक विशेष रूप से संवेदनशील है, और कम गुरुत्वाकर्षण के परिणामस्वरूप संभावित रूप से मांसपेशियों की ताकत, आकार और प्रदर्शन में काफी कमी आ सकती है। इसलिए यह निर्धारित करना महत्वपूर्ण है कि यह मांसपेशी ऊतक मंगल ग्रह के वातावरण में कैसा प्रदर्शन करेगा।
अनुसंधान दल में सुकुबा विश्वविद्यालय के मेडिसिन संस्थान, तोहोकु मेडिकल मेगाबैंक संगठन, अगली पीढ़ी की चिकित्सा में नवाचारों के लिए उन्नत अनुसंधान केंद्र (आईएनजीईएम), बेथ इज़राइल डीकोनेस मेडिकल सेंटर, ब्रिघम और महिला अस्पताल, जापान एयरोस्पेस एक्सप्लोरेशन एजेंसी (जेएक्सए) के अंतरिक्ष पर्यावरण उपयोग केंद्र और कई विश्वविद्यालयों के वैज्ञानिक शामिल थे।
उनके शोध के नतीजे जर्नल में छपे विज्ञान उन्नति.
अपने प्रयोग के लिए, टीम ने अध्ययन किया कि JAXA के किबो प्रायोगिक मॉड्यूल में भेजे गए 24 चूहों में कम गुरुत्वाकर्षण ने कंकाल की मांसपेशियों के ऊतकों को कैसे प्रभावित किया।
फिर इन चूहों को मल्टीपल आर्टिफिशियल-ग्रेविटी रिसर्च सिस्टम (MARS) नामक JAXA-विकसित सेंट्रीफ्यूज डिवाइस में रखा गया, जहां उन्हें 28 दिनों की अवधि में गुरुत्वाकर्षण के चार अलग-अलग स्तरों – माइक्रोग्रैविटी, 0.33 ग्राम, 0.67 ग्राम और 1 ग्राम – के अधीन किया गया।
चूहों को नासा के कैनेडी स्पेस सेंटर में लॉन्च से पहले उड़ान-पूर्व परीक्षण के अधीन किया गया था, जहां उन्हें उड़ान के बाद के नमूने के लिए वापस भेज दिया गया था।
इन नमूनों की जांच रोड आइलैंड विश्वविद्यालय (यूआरआई) के पोषण विभाग में मेटाबॉलिज्म एंड मसल बायोलॉजी लैब (एमएमबीएल) के वैज्ञानिकों द्वारा की गई। जैसा कि एमएमबीएल का नेतृत्व करने वाली प्रोफेसर मैरी मोर्ट्रेक्स ने रोडी टुडे समाचार कहानी में प्रमाणित किया है:
“हालांकि हम मनुष्यों में पृथ्वी पर अंतरिक्ष उड़ान का अनुकरण कर सकते हैं, यह बेहद जटिल और महंगा है। हमारे पास सेंट्रीफ्यूज हैं जिनका उपयोग अस्थायी रूप से मनुष्यों को कुछ गुरुत्वाकर्षण स्तरों पर उजागर करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन यह सजातीय या स्थिर नहीं है।
हमने गुरुत्वाकर्षण स्तरों का उपयोग किया जो गुरुत्वाकर्षण के प्रति प्रत्येक प्रणाली की खुराक-प्रतिक्रिया की बेहतर तस्वीर पाने के लिए समान रूप से अलग थे। परीक्षण समूह जो 0.33 ग्राम के संपर्क में था, वह मंगल ग्रह के गुरुत्वाकर्षण (0.38 ग्राम) के बेहद करीब था। उस समूह के लिए हमारे निष्कर्षों को मंगल ग्रह की खोज को सक्षम करने के लिए कार्यों में अनुवादित किया जा सकता है।”
नासा के कैनेडी स्पेस सेंटर में लौटने के बाद मोर्ट्रेक्स और उनकी टीम ने चूहों के वजन, ताकत और चाल का विश्लेषण किया। उनके विश्लेषण से पता चला कि 0.33 ग्राम ने अंतरिक्ष उड़ान-प्रेरित मांसपेशी शोष को कम कर दिया, 0.67 ग्राम पर पूर्ण रोकथाम के साथ।
उन्होंने विद्युत प्रतिबाधा मायोग्राफी (ईआईएम) का उपयोग करके चूहों की अग्रपाद पकड़ शक्ति को भी मापा, जिससे पता चला कि मांसपेशियों के प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए 0.67 ग्राम पर्याप्त था।
उनके परिणामों ने सामूहिक रूप से प्रदर्शित किया कि लंबे समय तक अंतरिक्ष उड़ान के कारण होने वाली मांसपेशी शोष को कम करने के लिए 0.67 ग्राम एक महत्वपूर्ण सीमा है।
इसके अलावा, चूहों के रक्त प्लाज्मा के विश्लेषण से 11 मेटाबोलाइट्स की पहचान की गई, जिन्होंने गुरुत्वाकर्षण-निर्भर परिवर्तन दिखाए, सुझाव दिया कि वे अंतरिक्ष यात्रियों में शारीरिक अनुकूलन की निगरानी के लिए संभावित बायोमार्कर के रूप में काम कर सकते हैं।
यह कार्य हार्वर्ड मेडिकल स्कूल में प्रोफेसर मैरी बॉक्ससेन (अध्ययन के सह-लेखक) के साथ मॉन्ट्रेक्स द्वारा किए गए पिछले शोध पर आधारित है।
जहां बौक्ससेन ने 2010 की शुरुआत में आंशिक गुरुत्वाकर्षण का जमीन-आधारित माउस मॉडल विकसित किया, वहीं मॉन्ट्रेक्स ने हार्वर्ड में आंशिक गुरुत्वाकर्षण का चूहा मॉडल विकसित किया। इस प्रकार, दोनों मस्कुलोस्केलेटल ऊतकों पर विभिन्न गुरुत्वाकर्षण स्तरों के प्रभाव से अच्छी तरह परिचित हैं।
मॉन्ट्रो ने कहा, “चूंकि इस मिशन का उद्देश्य गुरुत्वाकर्षण को सातत्य के रूप में आंकना था, इसलिए हम यह देखने के लिए पूरी तरह से तैयार थे कि क्या कक्षा में कम यांत्रिक लोडिंग लागू होने पर हमारे ग्राउंड-आधारित परिणामों के समान परिणाम थे।”
“एक अंतरराष्ट्रीय टीम के साथ काम करना चुनौतीपूर्ण और रोमांचक था। मुझे लगता है कि इटली, फ्रांस और संयुक्त राज्य अमेरिका में काम करने के मेरे अनुभव ने मुझे बड़े पैमाने के सहयोग के लिए तैयार किया।”
इस अध्ययन से एक निष्कर्ष यह है कि मंगल ग्रह पर भविष्य के मिशनों को पृथ्वी और मंगल के बीच लंबे पारगमन के दौरान कंकाल की मांसपेशियों के नुकसान को कम करने के प्रति सचेत रहने की आवश्यकता होगी।
अंतरिक्ष यात्री नियमित विज्ञान संचालन करते हैं और उन्हें गतिशीलता और मांसपेशियों की ताकत बनाए रखने की आवश्यकता होती है। पृथ्वी पर लौटने पर उनके शारीरिक स्वास्थ्य के लिए भी यही सच है।
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इन निष्कर्षों से पता चलता है कि घूमने वाले टोरस भविष्य की किसी भी अंतरिक्ष उड़ान योजना के लिए एक बुद्धिमान जोड़ होंगे, जैसे नासा की गैर-वायुमंडलीय सार्वभौमिक परिवहन लंबे संयुक्त राज्य अन्वेषण के लिए अभिप्रेत है (नॉटिलस-एक्स) और समान पहलू।
यह लेख मूल रूप से यूनिवर्स टुडे द्वारा प्रकाशित किया गया था। मूल लेख पढ़ें.
