سفر به فضا تنها به شجاعت فضانوردانی که به مدارهای دوردست می‌روند محدود نمی‌شود؛ بلکه مراقبت مداوم از سلامت آن‌ها نیز بخش حیاتی این ماجراجویی علمی است. هنگامی‌که نیروی جاذبه زمین دیگر حاکم نیست، حفظ سلامت جسمی و روانی فضانوردان چالشی جدی محسوب می‌شود.
تأثیر مأموریت‌های طولانی‌مدت فضایی بر سلامت بدن
پژوهش‌ها نشان می‌دهند که اقامت طولانی در فضا می‌تواند ماهیانه بین ۱ تا ۲ درصد از جرم استخوانی افراد بکاهد. همچنین ضعف عضلانی یکی دیگر از پیامدهای اقامت در محیط بی‌وزنی است. این موضوعات، اهمیت پایش سلامت فضانوردان را دوچندان می‌کند.
دستگاه‌های پوشیدنی برای فضانوردان
پیشگامی در پزشکی فضایی
دکتر یی وانگ، متخصص تربیت‌بدنی از دانشگاه رنمین چین، سرپرستی مطالعه‌ای را بر عهده داشته که به بررسی استفاده از دستگاه‌های پوشیدنی راحت و انعطاف‌پذیر برای پایش سلامت فضانوردان می‌پردازد.
«حوزه در حال رشد دستگاه‌های پوشیدنی انعطاف‌پذیر، پیشروی پزشکی فضایی است و راهکارهایی نوآورانه برای نظارت سلامت بی‌درنگ فضانوردان ارائه می‌دهد.»
با طولانی‌تر شدن ماموریت‌های فضایی، نظارت بر وضعیت جسمی و روانی فضانوردان اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
مقابله با چالش‌های فضا
این دستگاه‌ها به بررسی عواملی چون نوسانات فشار خون، فشار وارده به مفاصل، و تنش‌های روانی که ممکن است در طول اقامت در شرایط بی‌وزنی پدید آیند کمک می‌کنند.
چرا دستگاه‌های پوشیدنی برای فضانوردان ضروری‌اند؟
طراحی سازگار با بدن انسان
حسگرهای انعطاف‌پذیر به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به راحتی با انحنای بدن انسان تطابق می‌یابند. این دستگاه‌ها علائم حیاتی مانند ضربان قلب و سطح اکسیژن را بدون افت دقت ثبت می‌کنند.
تحلیل سازگاری فضانوردان با شرایط فضا
این فناوری همچنین میزان سازگاری هر فضانورد با تغییراتی مانند ریزگرانش را پایش می‌کند. داده‌های جمع‌آوری‌شده به تیم‌های زمینی کمک می‌کند تا مشخص کنند آیا نیاز به مداخله برای حفظ سلامت استخوان‌ها یا عضلات وجود دارد یا خیر.
تشخیص زودهنگام مشکلات سلامت
برخی تحقیقات نشان می‌دهند که این دستگاه‌ها می‌توانند تغییرات خفیف در عملکرد قلبی‌عروقی یا وضعیت بدنی را پیش از بروز بحران شناسایی کنند. این قابلیت در فضایی که کوچک‌ترین مشکل می‌تواند به بحرانی جدی تبدیل شود، حیاتی است.
استفاده مداوم بدون ایجاد مزاحمت
این فناوری با حذف سخت‌افزارهای حجیم، فضانوردان را از محدودیت‌های حرکتی می‌رهاند و فضا را برای فعالیت‌های روزمره در ماژول‌های کوچک‌تر بازتر می‌کند.
چالش‌های خاص محیط فضایی
ریزگرانش و تأثیرات آن
ریزگرانش به زبان ساده به معنای شرایط تقریباً بی‌وزنی در مدار است که بر تمام بدن انسان تأثیر می‌گذارد و نمی‌توان با تمرین‌های معمول آن را جبران کرد.
تابش‌های فضایی
تابش‌های فضایی از دیگر تهدیدات مهم هستند، چرا که برخلاف زمین، در فضا حفاظ طبیعی وجود ندارد. دستگاه‌های پوشیدنی باید در برابر این تابش‌ها مقاوم باشند تا دچار اختلال عملکرد نشوند.
امنیت داده‌ها
در محیطی محدود مانند ایستگاه فضایی، حفاظت از حریم خصوصی داده‌های فیزیولوژیکی فضانوردان کاملاً ضروری است. بنابراین نرم‌افزارهای ضد نفوذ باید بخشی جدایی‌ناپذیر از این دستگاه‌ها باشند.
ترکیب داده‌ها برای گزارش جامع
هنوز هم دانشمندان در حال بهبود روش‌هایی هستند که بتوانند داده‌های مختلف مانند علائم قلبی، حرکات بدن، و شرایط محیطی را به‌صورت یکپارچه و قابل‌اعتماد ترکیب کنند.
مسیرهای پژوهشی آینده
ساخت مواد مقاوم در شرایط سخت
تیم‌های تحقیقاتی در حال طراحی موادی هستند که بتوانند در سرمای شدید پیاده‌روی فضایی دوام بیاورند و هنگام بازگشت به داخل ماژول بدون ترک‌خوردگی عملکرد خود را حفظ کنند.
الگوریتم‌های هوشمندتر
با استفاده از هوش مصنوعی، امکان هشدار زودهنگام در صورت بروز ناهنجاری در علائم حیاتی فراهم می‌شود. این ویژگی می‌تواند جان فضانوردان را نجات دهد.
انرژی پایدار
یکی دیگر از حوزه‌های تحقیق، استفاده از گرمای بدن یا حرکت فضانورد برای تأمین انرژی این دستگاه‌ها است. به این ترتیب نیازی به باتری‌های بزرگ و سنگین نخواهد بود.
لباس‌های فضایی هوشمند
برخی پژوهشگران در حال طراحی مجموعه‌ای کامل از حسگرهای پوشیدنی هستند که به‌صورت یکپارچه زیر لباس فضایی قرار می‌گیرند و به‌صورت آنی خستگی عضلانی، میزان تابش دریافتی، و حتی وضعیت روانی را گزارش می‌دهند.
همکاری چندرشته‌ای برای افزایش ایمنی فضانوردان
تیم‌هایی از حوزه‌های مختلف
متخصصان پزشکی فضایی، بیومکانیک، علوم مواد، و امنیت داده‌ها در حال همکاری با یکدیگر هستند تا دستگاه‌های پوشیدنی صرفاً نقش ثبت‌کننده نداشته باشند بلکه امکان تحلیل‌های عمیق‌تری فراهم کنند.
طراحی واسط‌های کاربری مؤثر
یکی از اهداف آینده، بهبود نحوه نمایش داده‌ها برای پزشکان پرواز است تا آن‌ها بتوانند پیش از تبدیل شدن مشکلات جزئی به بحران، مداخله کنند.
همکاری‌های جهانی
این تلاش‌ها تنها به یک کشور محدود نیست. نهادهای مختلف بین‌المللی نتایج پژوهش‌های خود را به اشتراک می‌گذارند تا سفرهای فضایی برای همه ایمن‌تر شود.
نقش دانشگاه‌ها و شرکت‌های خصوصی
دانشگاه‌ها، شرکت‌های خصوصی، و آزمایشگاه‌های دولتی همگی در طراحی نمونه‌ها، آزمون‌های عملیاتی، و بهینه‌سازی روند پردازش داده‌ها نقش حیاتی دارند.
تحولی بزرگ در پایش سلامت فضانوردان
پوشیدنی‌های انعطاف‌پذیر دیدگاه ما نسبت به مراقبت از فضانوردان را تغییر داده‌اند. این دستگاه‌ها با ترکیب مواد پیشرفته و حسگرهای دقیق، جریان دائمی اطلاعات سلامت را فراهم می‌کنند.
با تمرکز بر توسعه مواد جدید، بهبود مدارهای الکترونیکی، تقویت الگوریتم‌ها، و حفظ کامل حریم خصوصی، پژوهشگران در حال ساخت نسل جدیدی از ابزارهای پشتیبانی سلامت برای سفرهای فضایی هستند.
این پژوهش در نشریه Wearable Electronics منتشر شده است.
