Im kommenden Jahrzehnt werden mehr Menschen in den Weltraum fliegen als jemals zuvor, denn die bemannte Raumfahrt beginnt eine neue Ära. Die NASA, die Europäische Weltraumorganisation und andere Regierungsbehörden arbeiten zusammen, um bemannte Missionen entwickeln jenseits des Mondes. Gleichzeitig arbeiten diese Agenturen mit privaten Unternehmen zusammen, die neue Technologien nutzen, um die Kosten der Weltraumforschung zu senken.
Unternehmen wie SpaceX, Blue Origin und Sierra Space haben Fahrzeuge entwickelt mit wiederverwendbaren Boostern, automatisierten Flugsystemen und leichten Materialien, um Unterstützen Sie diese WeltraummissionenEinige haben sogar eigene Ambitionen, in den kommenden Jahrzehnten private Raumstationen, Mondbasen oder Bergbauunternehmen zu errichten.
Doch während diese Technologien und Partnerschaften die Raumfahrt schnell zugänglicher machen, ergeben sich auch neue Herausforderungen: zum Beispiel die Aufrechterhaltung der Gesundheit und Leistungsfähigkeit einer Astronautenbesatzung. Mein Team von Forschern und Pädagogen an der University of Colorado und andere auf der ganzen Welt versuchen, dieses Problem zu lösen.
Neue medizinische Herausforderungen im Weltraum
NASA-Astronauten gehören zu den erfolgreichsten Menschen auf der Welt und zu den gesündesten. Astronauten werden umfangreichen medizinischen und psychologischen Tests unterzogen, die in einer Studie 26 % der Bewerber der Endrunde wurden disqualifiziert. Durch dieses strenge Screening- und Testverfahren wird die Wahrscheinlichkeit eines medizinischen Zwischenfalls während eines Einsatzes wirksam begrenzt.
Doch da die Raumfahrt immer erschwinglicher wird, werden Astronautenbesatzungen auf kommerziellen Missionen in den kommenden Jahren wahrscheinlich den Großteil der Raumfahrer ausmachen. Private Missionen werden kurz sein und in naher Zukunft in einer engen Umlaufbahn um die Erde bleiben, aber private Besatzungen werden wahrscheinlich weniger Training und mehr chronische Erkrankungen als die professionellen Astronauten, die derzeit im Weltraum leben und arbeiten.
Während Experimente an Bord der Internationalen Raumstation Obwohl die normalen physiologischen Veränderungen des menschlichen Organismus in der Schwerelosigkeit umfassend untersucht wurden, gibt es nur begrenzte bis gar keine Daten darüber, wie sich häufige chronische Krankheiten wie Diabetes oder Bluthochdruck in der Weltraumumgebung verhalten.
Dieser Branchenboom schafft auch Möglichkeiten für Langzeitmissionen zum Mond und zum Mars. Aufgrund der Länge der Missionen und der Entfernung von der Erde sind professionelle Astronauten auf diesen Missionen werden erleben längere Schwerelosigkeit, die zu Knochen- und Muskelschwund, Kommunikationsverzögerungen von einigen Sekunden bis zu 40 Minuten und extremer Isolation über Monate bis Jahre führt.
Die Besatzungen müssen autonom agieren und sind dabei neuen Gefahren wie Mond- oder Marsstaub ausgesetzt. Aufgrund des für diese Missionen benötigten Treibstoffs sind die Ressourcen auf die geringstmögliche Masse und das geringstmögliche Volumen beschränkt.
Infolgedessen müssen Missionsplaner schwierige Entscheidungen treffen, um im Voraus zu bestimmen, welche Vorräte wirklich notwendig sind, da Nachschubmöglichkeiten für Nahrung, Wasser und Medikamente begrenzt oder nicht verfügbar sind. Im Weltraum beispielsweise können Strahlung und Feuchtigkeit im Inneren eines Raumfahrzeugs Medikamente verschlechtern schneller und werden für die Besatzungsmitglieder nicht mehr verfügbar oder sogar giftig.
Die Besatzungen der Raumstation haben Zugang zu einem Fliegerarzt im Missionskontrollzentrum, um die medizinische Versorgung auf die gleiche Weise zu verwalten, wie Telemedizin auf der Erde eingesetzt wird. Besatzungen auf fernen Planeten müssen jedoch medizinische Versorgung oder Verfahren autonom durchführen.
Im Falle eines medizinischen Notfalls ist es den Besatzungen möglicherweise nicht möglich, zur Erde zu evakuieren. Anders als bei der Raumstation, wo medizinische Evakuierungen zur Erde in weniger als 24 Stunden erfolgen können, Mondevakuierungen können Wochen dauern. Evakuierungen vom Mars könnten monate- oder sogar jahrelang nicht möglich sein.
Kurz gesagt: Die aktuellen Ansätze der medizinischen Versorgung im Weltraum werden den Bedürfnissen künftiger kommerzieller und professioneller Astronauten nicht gerecht. Forscher müssen neue Technologien und neuartige Trainingsansätze entwickeln, um zukünftiges Personal auf die Behandlung medizinischer Probleme im Weltraum vorzubereiten.
Die derzeit führenden Köpfe der Weltraummedizin sind entweder Experten in Luft- und Raumfahrttechnik oder Medizin, aber nur selten verfügen sie über eine formale Ausbildung oder umfassende Kenntnisse in beiden Bereichen. Und oft können diese Disziplinen weder wörtlich noch im übertragenen Sinn die Sprache des jeweils anderen sprechen.
Ausbildung der nächsten Generation
Um den steigenden Anforderungen der bemannten Raumfahrt gerecht zu werden, versuchen Pädagogen und Universitäten, eine Methode zu entwickeln, um Spezialisten auszubilden, die sowohl die Grenzen des menschlichen Körpers als auch die Beschränkungen des technischen Designs verstehen.
Einige Schulen und Krankenhäuser, wie das Medizinische Fakultät der Universität von Texasbieten Weiterbildungsprogramme für Medizinabsolventen in Luft- und Raumfahrtmedizin an. Andere, wie UCLA Und Massachusetts General Hospitalverfügen über spezielle Ausbildungsprogramme in Weltraummedizin, diese richten sich derzeit jedoch an voll ausgebildete Notfallmediziner.
Mein Team an der University of Colorado hat ein Programm entwickelt, das menschliche Physiologie und Prinzipien des Ingenieurwesens integriert, um Medizinstudenten darin zu schulen, wie Ingenieure zu denken.
Dieses Programm Ziel ist es, den Schülern zu helfen, die menschliche Gesundheit und Leistungsfähigkeit in der Raumfahrt zu verstehen. Es geht diese Themen aus einer Ingenieur-Design und Einschränkungen, um Lösungen für die Herausforderungen zu finden, denen sich Astronauten stellen müssen.
Einer unserer beliebtesten Kurse heißt Mars in simulierten Oberflächenumgebungen. In diesem Kurs werden die Schüler in einer simulierten Marsumgebung in der Wüste von Utah mit technischen und medizinischen Szenarien konfrontiert. Die Schüler werden mit den Herausforderungen konfrontiert, die mit der Arbeit und Pflege in einem Raumanzug und in einer trostlosen, marsähnlichen Landschaft verbunden sind.
Der Stress der Simulationen kann für die Schüler real erscheinen und sie lernen, ihre kombinierten Fähigkeiten einzusetzen, um für ihre Crew-Kollegen zu sorgen.
Ziel derartiger und anderer Ausbildungsprogramme ist die Ausbildung bereichsübergreifend ausgebildeter Spezialisten, die sich sowohl mit der Patientenversorgung als auch mit den Verfahrensweisen des technischen Designs auskennen und beides miteinander verbinden können, sei es als Weltraumtourist im Orbit oder als Pionier auf der Oberfläche eines anderen Planeten.
Eine neue Ära der Raumfahrt hat begonnen und im Rahmen dieser Programme werden bereits Experten darin ausgebildet, den Weltraum zugänglich und sicher zu machen.
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