Методика МАИ поможет прогнозировать адаптацию мышц к лунной гравитации

Фото: Пресс-служба МАИ / Архив

Учёные Московского авиационного института разработали методику для прогноза изменений состояния мышечной системы человека при разных уровнях гравитации. Разработка поможет создать программные комплексы для подготовки экипажей к новым длительным космическим миссиям — таким, как полёты на Луну и к планетам Солнечной системы.

— Во время космического полёта мышечная масса имеет свойство уменьшаться. Это происходит из-за отсутствия постоянной опорной и механической нагрузки, перераспределения жидкости в организме,  изменений в клетках мышц и других факторов. Чтобы заранее предсказать, как поведут себя различные группы мышц в разных гравитационных условиях, нужны надёжные математические модели, — объяснила участник проекта, старший преподаватель института № 6 «Аэрокосмический», кафедры 614 «Экология, системы жизнеобеспечения и безопасность жизнедеятельности» МАИ Ксения Сафронова.

По её словам, предложенные методы помогут, к примеру, рассчитать нагрузку на организм космонавтов при лунной или марсианской гравитации, которые примерно соответствуют 1/6 или 3/8 от земной.

Полученные данные помогут определить, как быстро и сильно будет изменяться состояние мышц при конкретной гравитационной нагрузке, а затем подобрать необходимые средства тренировок, и контроля и режим труда и отдыха. Это позволит заранее формировать индивидуальные программы, чтобы космонавты сохраняли работоспособность на протяжении всей миссии.

— Нужно понимать, что деградация мышц не происходит изолированно. Кроме неё на здоровье членов экипажа могут влиять такие факторы, как космическая радиация, или же психологические факторы, как стрессы, изоляция и замкнутое пространство. Сочетание этих условий может усиливать негативное воздействие на мышечную систему. Предложенная методика позволит алгоритмам комплексно учитывать и эти параметры, — сообщила Ксения Сафронова.

Вместе с тем, отметила она, в настоящее время, к примеру, невозможно исследовать воздействие лунной гравитации на человека непосредственно. Поэтому важным источником данных служат наземные эксперименты, которые позволяют имитировать воздействие пониженной гравитации на живые организмы. Среди них, к примеру, «сухая» иммерсия и вывешивание. Эти программы активно развивают в России.

Первая из них предполагает погружение добровольцев в ванну с водой, покрытой специальной тканью, которая исключает контакт человека с жидкостью. Вторая означает фиксацию тела испытуемого в состоянии подвешенности под определённым углом, при котором снимается опорная нагрузка с ног и позвоночника. Эти методы позволяют максимально близко к реальным условиям имитировать эффекты невесомости и получить данные, необходимые для проверки математических моделей.

Как отметила специалист, кроме оценки воздействия на организм гравитации, разработка может быть востребована при проектировании экзоскелетов — устройств, которые поддерживают или усиливают движения человека за счёт внешнего каркаса и электрических приводов. Методика позволит детально учитывать особенности организма оператора и параметры нагрузки, чтобы точнее определить нужную степень поддержки и оптимальные режимы работы экзоскелета.

Проект реализуется в рамках объявленного президентом России Десятилетия науки и технологий.