Kosmos

Loodusteaduslik taustainfo

Sissejuhatus

Kosmoseajastu sai alguse Sputnik I stardist 1957. aastal ja saavutas vaieldamatult haripunkti 1969. aastal, kui inimene astus esimese sammu Kuul. Kosmoseuuringuid ajendas konkurents kahe riigi – USA ja NSVL-i vahel, kes olid vastavalt kapitalistlike ja sotsialistlike blokkide liidrid. Niisiis olid kosmoseuuringud kahe erineva sotsiaalse süsteemi vahelise konkurentsi eesliinil.

Suhteliselt hiljuti alustasid eraettevõtted laialdast kosmosetegevust, luues meie planeedi ümber oma satelliidisüsteemi (vt https://en.wikipedia.org/wiki/Starlink) kommertskommunikatsiooni ja -navigatsiooni jaoks. Satelliidid ja kosmosepõhine tehnoloogia aitavad lennukitel ohutult lennata ülekoormatud õhuruumis, laevadel navigeerida ookeanidel ja suurendada nende tõhusust ning võimaldavad igapäeva tehnoloogiat – näiteks tegutseda sularahaautomaatidel, satelliittelevisioonil ja autode satelliitnavigatsioonisüsteemidel. Kosmosetehnoloogia aitab meil juba praegu võidelda kliimamuutustega Maal, jälgida heitkoguseid erinevates majandussektorites ja mõõta ülemaailmseid süsinikdioksiidi heitkoguseid. Uute tehnoloogiate kasutuselevõtuga Maal on aga alati kaasnenud probleemid juhul, kui neid rakendatakse ilma nõuetekohase hoolduse ja kontrollita. Kosmosesaaste on pikaajaline probleem, mida tuleb esiteks korralikult mõista ja teiseks adresseerida tugevate ja jõustatavate regulatsioonide abil. Peame mõistma, et kosmost – nagu ka meie planeeti – tuleb tulevaste põlvkondade jaoks kaitsta.

Kahtlemata on kosmosetehnoloogia osa meie igapäevaelust. Siiski näitavad uuringud (Inmarsat, 2022), et enamik inimesi pigem ei mõista rolli, mida kosmos meie igapäevaelus juba praegu mängib ega selle potentsiaali tulevikus. 20 000 küsitletud inimesest 11 riigis seostas kosmost kommunikatsiooni- ja sidesatelliitidega vaid 8% ning vaid vaid 38% soovis sellest rohkem teada. Kosmose ees oli valdav hirm – 97% nägi seda ohuna. Nende peamine mure oli kosmoseprügi ja -kokkupõrked, kosmose saastamine ja Maa atmosfääri kahjustamine. Nooremad inimesed on kosmose potentsiaalist rohkem põnevil kui vanemad. Samuti kipuvad noored soovima, et nad teaksid kosmosest rohkem. See moodul on mõeldud selle eesmärgi täitmiseks.

Kuidas satelliidid ümber Maa liiguvad: kiirused ja kõrgused

Kui satelliidiga rakett Maa pinnalt välja lasta, peab see kosmosesse jõudmiseks saavutama kiiruse vähemalt 7,9 kilomeetrit sekundis. Seda nimetatakse esimeseks kosmiliseks kiiruseks, mis on vajalik, et saavutada tasakaal satelliidi gravitatsiooni tõmbejõu ja satelliidi liikumise inertsi – satelliidi kalduvuse jätkata liikumist, vahel. Kui satelliit liigub liiga aeglaselt, tõmbab gravitatsioon selle Maale tagasi. Antud orbiidi jaoks õige kiiruse korral tasakaalustab gravitatsioon satelliidi inertsi, tõmmates seda allapoole Maa keskme suunas nii palju, et satelliidi teekond kõverdub ümber Maa. (Millegi tiirlemine tähendab pidevat kukkumist ümber selle objekti: Kuu ümber Maa, Maa ümber Päikese, Päikesesüsteem ümber Linnutee keskme.)

Satelliidi orbitaalkiirus sõltub selle kõrgusest Maa kohal. Mida lähemal Maale, seda suurem on vajalik orbitaalkiirus. 200 kilomeetri kõrgusel on vajalik orbitaalkiirus umbes 7,6 km/s (27 400 km/h). Maast 35 786 kilomeetri kõrgusel asuva orbiidi säilitamiseks peab satelliit orbiidil olema umbes kiirusel 3,13 km/s (11 300 km/h). See orbitaalkiirus ja kõrgus võimaldavad satelliidil teha ühe tiiru 24 tunni jooksul. Kuna ka Maa pöörlemisperiood on 24 tundi, püsib sellel kõrgusel olev satelliit maapinna suhtes paigal. Sellist orbiiti nimetatakse geostatsionaarseks. Geostatsionaarsed orbiidid sobivad ideaalselt ilma- ja sidesatelliitide jaoks.

Üldiselt, mida kõrgem on orbiit, seda kauem saab satelliit orbiidil püsida. Madalamatel kõrgustel satub satelliit Maa atmosfääri, mis suurendab tõmbejõudu, kuni selleni, et satelliit kukub tagasi atmosfääri ja süttib põlema. Suurematel kõrgustel, kus vaakum on peaaegu täielik, puudub peaaegu igasugune takistus ja satelliit, nagu Kuu, võib püsida orbiidil sajandeid.

Satelliidid saab klassifitseerida nende kõrguse järgi Maa pinnast.

  • Maalähedased orbiidid (Low-Earth-Orbits, LEO) – LEO satelliidid hõivavad Maast umbes 180 kilomeetri kuni 2000 kilomeetri kõrguse kosmosepiirkonna. Maapinna lähedal liikuvad satelliidid sobivad ideaalselt vaatluste tegemiseks, sõjaliseks otstarbeks ja ilmaandmete kogumiseks.
  • Geosünkroonsed orbiidid (GEO) – GEO satelliidid tiirlevad Maa ümber umbes 36 000 kilomeetri kõrgusel või kõrgemal ja nende tiirlemisperiood on sama, mis Maa pöörlemisperiood: 24 tundi. Sellesse kategooriasse kuuluvad geostatsionaarsed (GSO) satelliidid, mis on orbiidil Maa kindla punkti kohal. Geostatsionaarsed satelliidid peavad paiknema Maa ekvaatori kohal, et püsida Maa kohal kindlas kohas. Mitusada televisiooni-, side- ja ilmasatelliiti kasutavad geostatsionaarseid orbiite.
  • Keskmised Maa orbiidid (Medium-Earth orbits, MEO) – need satelliidid asuvad madalate ja kõrgete satelliitide vahel, kõrgusel, mis jääb umbes 2000 ja 36 000 kilomeetri vahele. Navigatsioonisatelliidid, nagu autode GPS-seadmed, töötavad hästi sellel kõrgusel.
Joonis 1. Hübriid LEO/GEO satelliitsüsteem

(Zhang et al, 2019) https://www.researchgate.net/publication/336166223_Efficient_topology_control_for_time-varying_spacecraft_networks_with_unreliable_links

Vt ka Mitu satelliiti tiirleb ümber Maa?

Raketid

Rakett annab kosmoselaevale kiirenduse. Füüsika mõttes töötab rakett impulsi jäävuse seaduse kohaselt. Impulsi jäävuse seadus on füüsikas väga oluline. Impulss on defineeritud kui objekti mass korrutatud selle kiirusega. Kütuse põlemisgaasid, paiskudes välja raketimootorist, tõukavad raketti edasi. Kui heitgaasid lähevad ühes suunas, läheb rakett teises, et hoida süsteemi koguimpulss konstantsena. Rakett saab tõukejõu massi väljutamisega. Sõidukit kiirendatakse vastassuunas. See üldine liikumise põhimõte on sama, mis veerakettidel.

Müüt: Raketid vajavad õhku (atmosfääri), mille pealt ennast edasi tõugata.

Raketi kiirendust põhjustavat jõudu saab seletada ka Newtoni 3. seaduse abil, mis ütleb, et kaks keha mõjutavad teineteist võrdsete ja vastassuunaliste jõududega. Teisisõnu, jõud tulenevad vastastikmõjudest. Kuna põlemisgaasid surutakse ühes suunas välja, tekib vastassuunaline jõud, mis surub raketti teises suunas. Seega ei vaja rakett liikumiseks atmosfääri.

Praegu arendavad Euroopa ja Jaapan odavaid ja tõhusaid kanderakette. Lisaks arendavad paljud idufirmad üle maailma üliväikesi kanderakette, mis suudavad nanosatelliite välja saata.

Lõuna-Korea tõestas 2022. aastal, et suudab seda teha enda poolt arendatud tehnoloogia abil.

Joonis 2. Orbiidile viivate kanderakkettide lähetamise ajalugu

Buchholz / Statista - https://www.statista.com/chart/27792/countries-capable-of-launching-space-rockets/

Paljud erinevad riigid ja eraettevõtted tegutsevad praegu kosmosevaldkonnas ning suur osa maailmast sõltub kosmosepõhistest teenustest. Peame siiski tagama, et kosmoseuuringute ohutuse ja jätkusuutlikkuse säilitamiseks oleks kehtestatud tugev poliitika.

Inimesed kosmoses

Esimene inimene kosmoses oli Nõukogude Liidu kosmonaut Juri Gagarin, kes tegi 12. aprillil 1961. aastal 108 minutit kestnud lennuga ühe tiiru ümber Maa. Veidi rohkem kui kolm nädalat hiljem saatis NASA astronaut Alan Shepardi kosmosesse mitte orbitaallennul, vaid suborbitaalsel trajektooril – lennul, mis läheb kosmosesse, kuid ei tee tervet tiiru ümber Maa. Shepardi suborbitaalne lend kestis veidi üle 15 minuti.

Praegu luuakse kommertsprogramme suborbitaalseks lennuks umbes 100 km kõrgusel maapinnast (vt
https://www.spacex.com/,
https://www.blueorigin.com/,
https://www.virgingalactic.com/).

Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) peadirektor Jan Wörner esitas inimeste kosmosemissioonide tähtsuse kohta järgmised argumendid:

Kosmoses viibivate astronautidega saame teha asju, mida me robotitega teha ei saa. Me ei saa mõõta roboti vererõhku ja meeleolu. Saame astronautidelt palju teavet, kuna tegemist on inimkatsega, mida saab hiljem kasutada. Ja kõige parem on see, kui robotite võimed liidetakse inimtegevusega. Inimmissioonidel on konkreetsed eelised ja konkreetsed piirangud. Robotimissioonid on palju odavamad kui mistahes mehitatud kosmoselend. Võiks ju öelda: "Ühe mehitatud kosmoselennu asemel teeme 10 missiooni robotitega." Olen siiski veendunud, et peaksime tegema mõlemat. See pole üldse kallis. ESA-s kulutame (ekvivalendina) umbes ühe euro kodaniku kohta inimese kosmosemissiooniks aastas, seega on see väga väike summa.

Mehitatud kosmoselendudega on alati seotud risk, kuid kui me ei võta riske, ei ole meil arengut. See on osa meie maailmavaatest - selleks, et minna kaugemale, on vaja riskida. See puudutab kõike, mida me elus teeme. See on tasakaal riski ja võimaluse vahel. Usun, et mehitatud kosmoselennud on kindlasti väga keerulised ja väga ohtlikud, kuid tasub riskida. See on inimese loomuses.

(10. aprill 2020, ec.europa.eu)

ISS ja uued kosmosejaamad

Rahvusvaheline kosmosejaam (ISS) käivitati 1998. aastal ja on sestpeale arenenud järk-järgult edasi. 450-tonnises rahvusvahelises kosmosejaamas on rohkem kui 837 kuupmeetrit rõhu all olevat ruumi – piisavalt ruumi kuueliikmelise meeskonna ja paljude teaduskatsete jaoks.

ISS hoiab tavaliselt orbiiti, mille keskmine kõrgus on Maast 400 kilomeetrit. Kuid atmosfääritakistuse tõttu võib jaam kaotada kõrgust kuni 100 meetrit päevas. Seetõttu on vaja regulaarset orbiidi taastamist, tavaliselt umbes kord kuus. Neid nimetatakse ümberlaadimisteks või taaskäivitusmanöövriteks ja need tehakse Zvezda teenindusmooduli või külastava kosmoselaeva mootorite abil. Kindlat laadimisgraafikut pole, sest Maa atmosfääri tihedus muutub pidevalt sõltuvalt sellest, kui palju energiat Päike sellele annab. Seetõttu ei ole laskumiskiirus konstantne väärtus. Kuid ISS laskub oma tohutu suuruse ja pindala tõttu Maale kiiremini kui teised sarnasel kõrgusel olevad satelliidid. ISS teeb ümber Maa tiiru umbes 93 minutiga, tehes päevas 15,5 tiiru. ISS-i rada saame jälgida reaalajas kosmosejaama jälgimiskaardi abiga.

Joonis 3. Rahvusvaheline kosmosejaam.

Credits: ESA - European Space Agency (Paolo Nespoli) & NASA Copyright: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO / https://www.flickr.com/photos/europeanspaceagency/5811265766

Jaam toimib mikrogravitatsiooni ja kosmosekeskkonna uurimislaborina, kus tehakse teadusuuringuid astrobioloogias, astronoomias, meteoroloogias, füüsikas ja muudes valdkondades.

Euroopa, kes töötab ESA kaudu, vastutab praegu ISSi Euroopa Columbuse labori eest. Columbus on multifunktsionaalne labor, mis on spetsialiseerunud vedelikufüüsika, materjaliteaduse ja bioteaduste uurimisele. Euroopa panustab NASA meeskonnasõidukisse Orion, mis toimib uurimissõidukina, mis viib astronaute kosmosesse, pakub katkestamise võimalust hädaolukorras, toetab meeskonda kosmosereisi ajal ja tagab ohutu naasmise sügavkosmosest.

Hiina Tiangongi kosmosejaam on orbiidil ja Hiina teatab sellega seoses ka kosmoseturismi võimalustest. Tiangong (tõlkes “Taevapalee”) on riigi esimene kosmose eelpost. Erinevalt rahvusvahelisest kosmosejaamast (ISS), mis eksisteerib tänu paljude riikide ja nende kosmoseagentuuride koostoimele, on Tiangong ainus ühe riigi kosmosejaam. Võime luua ja toetada sellist struktuuri orbiidil peegeldab riigi globaalset jõudu ja mõju. See on näide sellest, kuidas kosmoseteadus on põimunud Hiina riikliku julgeoleku, majandusliku progressi ning teadus- ja haridusalgatustega.

Kolm levinud ning omavahel seotud müüti:
  1. Kosmosesse minek muudab sind kaalutuks
  2. Kosmoses pole gravitatsiooni
  3. Maa ümber tiirlevad astronaudid kogevad nullgravitatsiooni, kuna nad on Maast kaugel

100 km kõrgusest ülespoole lendamine ei muuda sind võluväel kaalutuks. Kui oleksite kiirenevas raketis, tunneksite mitu korda Maa gravitatsiooni. Alles siis, kui hakkate kukkuma, tunnete end kaalutuna. Astronaudid on Maa ümber tiireldes vabalanguses, kuid neid tõmmatakse tugevalt Maa poole.

Gravitatsioon on vastastikune külgetõmme mis tahes massiga objektide vahel. Siin Maal kogeme gravitatsiooni oma raskusena, mis tähendab külgetõmmet meie enda ja Maa vahel. Kui rakett on kosmoses, mõjub sõidukile ja sellega kaasas olevatele astronautidele endiselt planeedi gravitatsiooni tõmbejõud. Kui kosmoses poleks gravitatsiooni, poleks võimalik Maa ümber tiirleda. 400 km kõrgusel (ISS) on Maa raskuskiirendus 8,75 m/s². See on vaid umbes 11% vähem kui 9,81 m/s², mis mõjub Maa pinnal.

Kosmosejaamas langevad astronaudid (ja jaam ise) Maa keskpunkti poole, kuid kuna nad liiguvad ka kiiresti külgsuunas, ei kuku nad kunagi Maale. Seega on tiirlemine tehniliselt võttes langemine ümber Maa. Astronaudid on kaaluta olekus, sest nad ei toetu mitte millelegi. Astronaut kukub ja nii ka nende kosmoselaev. Kui mõlemad kukuvad, puudub astronaudi ja kosmoselaeva vahel mõju ja seega puudub ka “raskustunne”.

Marsil peaksid astronaudid tunnetama ⅜ Maa gravitatsioonijõust. Kuid rännakul Maa ja Marsi vahel kogeksid uurijad täielikku kaaluta olekut, kui raketimootorid on välja lülitatud.

Kosmoseuuringutest põhjustatud keskkonnareostus

Kosmose saastamine prügiga

Orbiidil on 100 miljonit tükki alla 1 cm, 500 000 tükki vahemikus 1–10 cm ja ligikaudu 21 000 eset, mis on suuremad kui 10 cm.

Orbiidil olev prügi võib pärineda paljudest allikatest:

  • Plahvatavad raketid – see jätab kosmosesse maha kõige rohkem prahti.
  • Astronautide käest libisenud asjad – kui astronaut, kes kosmoses midagi parandab ja mutrivõtme kaotab, on see igaveseks kadunud. Mutrivõti läheb orbiidile, tõenäoliselt kiirusega ligi 10 kilomeetrit sekundis. Kui mutrivõti tabab mõnda sõidukit, milles on inimesi, võivad tagajärjed olla hukatuslikud. Suuremad objektid, nagu kosmosejaam, on kosmoseprügi jaoks suuremaks sihtmärgiks ja seega on need suuremas ohus.
  • Mahajäetud esemed – kanistrite osad, kaamerate objektiivide korgid jms.

Kosmoseprügi kujutab endast ohtu aktiivsetele, korralikult töötavatele satelliitidele ja mehitatud kosmoselaevadele (vt selle probleemi visuaalset esitlust).

Atmosfääri saastamine rakettide stardi ajal

Rakettide stardid on meie maailma lahutamatu osa. On ilmne, et raketimootorid paiskavad atmosfääri saastet, nagu iga sisepõlemismootor. Rakettide heitkogustest põhjustatud saaste võib tunduda tähtsusetu võrreldes muude probleemidega, millega maailm silmitsi seisab, pakkudes samal ajal hulganisti kasu. Kosmosetööstuses põletatud fossiilkütuste osakaal moodustab tõepoolest vaid umbes 1% tavapärase lennunduse poolt põletatud kütusest. Kuid kui lennukid paiskavad oma saasteained välja troposfääri ja alumisse stratosfääri, siis raketid paiskavad neid väljja Maa pinnalt kuni mesofäärini ja kui reostus nendesse ülemistesse kihtidesse paisatakse, püsib see seal kauem kui Maa peal. Praegu paiskavad raketid Maa atmosfääri varasemalt puutumatutesse ülemistesse kihtidesse umbes 1000 tonni tahma aastas. Samuti on suur ebakindlus selles osas, kuidas rakettide heitmed mõjutavad atmosfääri erinevaid kihte.

Rocket Propellant-1 ehk RP-1 – petrooleumi kõrgelt rafineeritud vorm, on üks populaarsemaid raketikütuseid. See aitas kosmosesse saata selliseid rakette nagu Saturn, Delta, Atlas, Sojuz ning SpaceXi Falcon 9 ja Virgin Orbiti horisontaalselt startinud raketti. RP-1 on populaarne, kuna see on suhteliselt odav, toatemperatuuril stabiilne ega ole ohtlikult plahvatusohtlik. Nüüd käib võidujooks alternatiivide väljatöötamiseks olemasolevatele kütustele (nagu RP-1), kusjuures vedel metaan näib olevat liidrikohal. Mitmed uued raketimootorid, sealhulgas SpaceXi Raptor ja Euroopa Kosmoseagentuuri Prometheuse mootor, on loodud selle gaasi kasutamiseks, kuna sellel on teistest kütustest suurem jõudlus, mis tähendab, et rakett võib olla väiksem ja paiskab õhkutõusmisel vähem tahma. Metaan on aga vastuoluline kütus, kuna see on globaalse soojenemise seisukohast üks halvimaid gaase. See soojendab Maad oma eluea jooksul umbes 80 korda rohkem kui süsinikdioksiid.

Kuid mida me saame veel teha, et vähendada kosmoselaevade poolt paisatavaid heitgaase, mis kiirendavad kliimamuutusi? Teadlased kardavad, et kosmosetööstusel on vähe motivatsiooni muutusteks, kuna puuduvad reeglid, neil on vastumeelsus loobuda ohutust ja end tõestanud tehnoloogiast ning asjaolu, et uued raketikütused tähendavad kalleid uusi mootoreid ja pikki katsetusi.

Kuidas inimesed kaaluta olekut kogevad?

Pärast seda, kui umbes 8 ja poole minuti pärast Maalt startinud rakett välja lülitub, sisenevad astronaudid kosmosesse ja kogevad kaaluta olekut. Kaaluta olekut nimetatakse mikrogravitatsiooniks. Astronaudid on tegelikult vabalangemise seisundis. Rakett liigub pärast mootori väljalülitamist horisontaalselt väga suure kiirusega – umbes 8 kilomeetrit sekundis ja langeb samuti vabalt, tehes sellega tiiru ümber Maa.

Kui inimesed puutuvad esimest korda kokku mikrogravitatsiooniga, on neil järgmised tunded: iiveldus, desorientatsioon, peavalu, isutus, ninakinnisus, mida kokku nimetatakse kosmosehaiguseks (ingl. k. space sickness). Pikem viibimine mikrogravitatsioonis põhjustab lihaste ja luude nõrgenemist. Sadade kosmoselendude kogemused näitavad, kuidas inimkeha kaalutusele reageerib. Allpool kirjeldame mõningaid füsioloogilisi mõjusid, mida keha kosmoses kogeb.

Kosmosehaigus

Iiveldus ja desorientatsioon on nagu selline tunne kõhus, mida kogetakse kukkumisel, ainult, et see tunne kestab pidevalt mitu päeva. See on kosmosehaigus, mis on põhjustatud vastuolulisest teabest, mida aju saab silmade kaudu ja sisekõrvas asuvatest vestibulaarorganitest.

Silmad näevad, mis on salongis üleval või all, kuid kuna vestibulaarsüsteem toetub gravitatsiooni allapoole suunatud tõmbejõule, et öelda, mis suunas on üleval või mis all ja mis suunas liigutakse, ei toimi see mikrogravitatsioonis. Seega võivad silmad ajule öelda, et ollakse tagurpidi, kuid aju ei saa vestibulaarorganitelt tõlgendatavat sisendit. Segaduses aju tekitab iiveldust ja desorientatsiooni, mis omakorda võib põhjustada oksendamist ja isutust. Õnneks kohaneb aju tavaliselt mõne päeva pärast olukorraga ainult visuaalsele sisendile toetudes, misjärel hakatakse ennast paremini tundma.

Pundunud nägu ja linnujalad

Mikrogravitatsiooni korral pundub nägu ja tekib ninakõrvalurgete ummistus, mis võib kaasa tuua peavalud ja kosmosehaiguse. Sama tunnet tunnetatakse Maal, kui kummardatakse või seistakse tagurpidi, sest veri valgub pähe.

Maal tõmbab gravitatsioon verd, põhjustades märkimisväärse koguse kogunemist meie jalgade veenidesse. Kui puututakse kokku mikrogravitatsiooniga, nihkub veri jalgadest rinnale ja pähe. Seetõttu kipub nägu paistetama ja põskkoopad paisuma. Vedeliku ümberpaiknemine vähendab ka jalgade suurust.

Muutused veres ja kehavedelikes

Kui veri liigub eelistatult rinna suunas, suureneb süda ja see pumpab iga löögiga rohkem verd. Neerud reageerivad suurenenud verevoolule, tekitades rohkem uriini, nagu nad teevad seda pärast suure hulga vee joomist. Samuti vähendab vere ja vedeliku sisalduse suurenemine kehas antidiureetilise hormooni (ADH) sekretsiooni hüpofüüsi poolt, mis muudab astronaudi vähem januseks. Seetõttu ei joo nad nii palju vett kui Maal. Üldiselt aitavad need kaks tegurit koos rindkeret ja pead liigsest vedelikust vabastada ning mõne päeva pärast on keha vedelikutase madalam kui Maal. Kuigi endiselt on pea veidi punnis ja põskkoopad umbes, pole see pärast esimest paari päeva enam nii hull. Maale naastes tõmbab gravitatsioon need vedelikud tagasi jalgade suunas ja ühtlasi peast eemale, mistõttu tuntakse end püsti tõustes minestamas. Kuid siis hakatakse ka rohkem jooma ja keha vedelikutase normaliseerub paari päeva pärast.

Nõrgad lihased

Kui ollakse mikrogravitatsioonis, võtab keha kergesti looteasendi – olles kerges kükitusasendis, käed ja jalad pooleldi ette kõverdatud ei kasutata eriti paljusid lihaseid, eriti neid lihaseid, mis aitavad seista ja kehahoiakut säilitada (gravitatsioonivastaseid lihaseid). Seetõttu lihaste mass väheneb. Mida kauem kosmoses viibida, seda vähem jääb alles lihasmassi. Lihasmassi kadu muudab astronaudi nõrgemaks, tekitades probleeme pikaajaliste kosmoselendude korral ja naasmisel Maa gravitatsiooni.

Haprad luud

Mikrogravitatsioonis ei pea luud keha toetama, seega kasutatakse kõiki luid, eriti puusade, reite ja alaselja raskust kandvaid luid palju vähem kui Maal. Tulemuseks on see, et nende luude suurus ja mass vähenevad kiirusega umbes 1 protsent kuus. Need muutused luumassis muudavad luud nõrgaks ja need purunevad tõenäolisemalt pärast Maa gravitatsiooni naasmist. Luukadu on Maale naasmisel taastuv.

Lisaks nõrkadele luudele suureneb kaltsiumi kontsentratsioon veres ja neerud peavad vabanema liigsest kaltsiumist, mis muudab need vastuvõtlikuks valulike neerukivide tekkele.

Nende probleemide osaliseks ületamiseks peavad astronaudid iga päev vähemalt kaks tundi treenima spetsiaalselt kaaluta oleku jaoks kohandatud masinatel (jooksurada, sõudmismasin, jalgratas).

Viited