На зорі космічного корабля кількаденний космічний політ ще не мав жодних негативних наслідків для здоров'я, але через кілька тижнів у космосі тіло вже демонструвало ознаки погіршення стану - систематичний медичний моніторинг цього міг розпочатися на космічних станціях. Американські та радянські астронавти ледве могли повернутися з космічних станцій Скайлаб та Салют відповідно. Система скелетних м’язів, основною функцією якої є утримання тіла проти сили тяжіння, навряд чи потрібна під час невагомого плавання, оскільки навіть предмети вагою в сотні фунтів можна легко переміщати. Однак це змушує м’язи руйнуватися дуже швидко, спричиняючи швидку атрофію м’язів. Ступінь цього відбувається з різною швидкістю в різних кінцівках, навіть у пропорціях нижніх кінцівок вони втрачають більше м’язової маси, ніж можна спостерігати на руках, оскільки м’язи ніг утримують тіло переважно на землі.

сили

Розподіл м’язової маси в організмі змінюється, оскільки воно продовжує атрофуватися. Проблема більша з кістковою тканиною. Він так швидко стихає в космічному просторі, що може призвести до дуже важкого остеопорозу. Підвищена екскреція кальцію значно зменшує вміст кальцію в кістках, і як результат, щільність важких кісток може зменшитися на 15-25 відсотків під час польотів у космос. Якщо космонавт перебуває у шестимісячному плаванні, потрібно ще півроку, саме через перебудову кістки, яку він повинен провести принаймні на Землі до свого наступного польоту.

Інші проблеми включають зміни в кровообігу та адаптаційні перетворення в серцево-судинній системі, від яких важко захиститися. Проблема і тут - невагомість. На Землі гравітація опускає центр ваги маси крові в судини в нижній частині тіла. Однак у невагомості цей центр ваги піднятий, так що на півтора літра більше крові тече до голови, що призводить до розширення шийних судин. Нирка, яка отримує більше крові, починає виводитися інтенсивніше, тоді як ризик утворення каменів у нирках зростає, а кальцій виводиться з організму швидше. Останній процес відіграє важливу роль у прискоренні рівня остеопорозу.

Розробка відповідних процедур контролю триває протягом десятиліть, розробляючи та оцінюючи методи вимірювання в космічній медицині. Розгляд питання ніколи не закінчується. Перед першим польотом у космос потрібно було відповісти на питання, чи може взагалі вижити невагомість. Посадка на Місяць людини означала найтривалішу космічну подорож за всю історію, що створило для астрономів абсолютно новий виклик. А з будівництвом космічних станцій потрібно було навчитися захищатися від наслідків декількох місяців невагомості, яка триває набагато довше кількох днів, можливо, декількох тижнів.

Порівняно рано було зрозуміло, що якщо м’язи можна якимось чином навантажити у космічному просторі, його атрофія може сповільнитися. Тому космічні станції вже були обладнані велосипедами та біговими доріжками, а згодом і вантажопідйомними машинами. Вони оснащені натяжною системою, яка насправді працює на м’язи: зазвичай вони прикріплюють космонавта в певній формі (наприклад, гумову мотузку до пластини бігової доріжки), так що біг або намотування на місці дійсно передбачає м’язову роботу. Щонайменше три години тренувань - це необхідна добова доза. На жаль, це може лише певною мірою уповільнити розпад м’язів.

Остеопороз лікується за допомогою препаратів, що використовуються на Землі для сприяння засвоєнню кальцію. Інакше складне лікування остеопорозу (тренування, таблетки тощо) подвійне: з одного боку, астронавти спочатку застосовували перевірені процедури на Землі, а зараз досвід космічних польотів використовується для лікування хворих на остеопороз на Землі.

Через проблеми, спричинені циркуляцією крові, астронавти проводять одну годину на день у спеціальному одязі, який «висмоктує» масу крові по тілу, викликаючи зниження тиску в нижніх кінцівках, намагаючись таким чином відновити кровообіг. Використання інструменту та регулярні фізичні вправи значно полегшать організму пристосування до невагомості.

Тільки найбільш навчені космонавти можуть брати участь у довгострокових багатомісячних космічних польотах. На Міжнародній космічній станції екіпажі чергуються кожні півроку. Якщо не виконувати програму, призначену астронавтами, існувала ймовірність перелому кістки при посадці космічного корабля, і астронавтам знадобиться до тижня, щоб встати на ноги. Однак, дотримуючись встановлених процедур, нам більше не доведеться побоюватися подібних випадків - тривалих медичних наслідків після повернення. Але як щодо космічного польоту на більшій дальності? Чи можна було б реалізувати, скажімо, програму Марса на три з половиною роки?

Ми точно не знаємо відповіді, але, можливо, ми можемо зробити висновок. Радянський астроном Валерій Поляков першим вивчив вплив невагомості на організм як фахівець у цій галузі. Астронавт провів рекордні 438 днів на космічній станції "Мир" у 1988-1989 роках. Він регулярно займався фізичними вправами, фіксуючи, що, коли і скільки їв, постійно вимірюючи артеріальний тиск та інші показники свого стану. Виявилося, що при правильному способі життя можливо, що навіть через півтора року польоту астронавт повернеться так, ніби він «провів» лише два місяці в космосі. Таким чином, невагомість може не спричинити нерозв'язну проблему для екіпажу космічного корабля, що прямує до Марса. Інше питання полягає в тому, що під час подорожі на Марс астронавти (в періоди сильної сонячної активності) будуть піддаватися набагато сильнішому випромінюванню, ніж ті, що зазнали орбіти навколо Землі, і не існує загальновизнаної концепції боротьби з цим.

Ще одна ледь вивчена проблема людської програми Марса вже має психологічний характер. Астронавти повинні виконувати замовлення із Землі таким чином, щоб вони прибули до космічного корабля лише через чверть години після звільнення. Таким чином, очікується, що командир замінить ці вказівки ще багато разів. Крім того, астронавти (можливо, п’ять-шість) будуть заблоковані на роки. Це може призвести до суперечностей, відмови в командуванні. Позбавлення сексу на три роки також породжує питання, як і ступінь впливу взаємовідносин, що склалися під час багаторічного співіснування змішаної бригади чоловіків та жінок, на фокус на завданні. І нарешті: Земля буде просто родзинкою на небі на довгі роки. Чи будуть вони розглядатися як далекий дім, куди вони повернуться “незабаром”, чи як місце (“зірка”), яке знаходиться далеко, так що ви можете відірватися від нього, принаймні з точки зору виконання замовлень. Наскільки відстань Землі призводить до депресії? Більшість із цих психологічних проблем можна добре вивчити шляхом тривалого виключення відібраних добровольців на Землі. (3 червня 2010 року шість "космонавтів" були зачинені на 520 днів на "базі Марса" в Москві. З тих пір експеримент тривав добре).

Шкідливий вплив невагомості на організм детально вивчається як на Землі, так і на орбіті навколо Землі. Ми ще не можемо усунути ці ефекти, але ми можемо зменшити їх і затримати їх застосування. Однак наслідки багаторічної космічної подорожі досі незрозумілі.