كيس نوم جديد يمكن أن يمنع مشاكل الرؤية في مهمات الفضاء الطويلة. يهدف الاختراع إلى تخفيف الضغط الذي يتراكم خلف العينين خلال فترات طويلة من الجاذبية المنخفضة. يواجه رواد الفضاء هذه الجاذبية الصغرى في الفضاء.
يبدو كيس النوم عالي التقنية مثل مخروط السكر العملاق ولا يغطي سوى النصف السفلي من الجسم. جاءت الفكرة من تقنية يستخدمها العلماء لدراسة ضغط الدم ، يلاحظ كريستوفر هيرون. إنه عالم فيزيولوجي في جامعة تكساس ساوثويسترن ميديكال سنتر في دالاس. وصف هو وآخرون اختراعهم الجديد في JAMA Ophthalmology في 9 ديسمبر 2021.
الشرح:الجاذبية والجاذبية الصغرى
يهدف تصميم كيس النوم إلى تجنب ما يعرف بـ SANS. هذا يعني متلازمة عصبية العين المرتبطة برحلات الفضاء. على الأرض ، تسحب الجاذبية السوائل من الجسم إلى أسفل الساقين. ولكن بدون جاذبية الأرض ، يبقى الكثير من السوائل في الرأس والجزء العلوي من الجسم.
يوضح أندرو لي أن هذا السائل الزائد "يضغط على مؤخرة العين" ويغير شكلها. لم يكن جزءًا من هذه الدراسة. بصفته طبيب أعصاب عيون (Op-thuh-MOL-uh-gist) ، فهو طبيب يتعامل مع الأعصاب في العين. يعمل في مستشفى هيوستن ميثوديست وفي برنامج جديد لكلية طب وايل كورنيل. كلاهما في تكساس.
يشرح لي قائلاً:"إنك تصبح أكثر بعد نظر". يؤدي الضغط أيضًا إلى تضخم جزء من العصب البصري في العين. "يمكن أن تتشكل الطيات في مؤخرة العين أيضًا. ويعتمد مدى التأثيرات على المدة التي يقضيها الأشخاص في الجاذبية الصغرى. يقول لي:"كلما زاد الوقت الذي يقضيه الناس في الفضاء ، بقيت السوائل في الرأس أكثر". "لذا فإن رحلة فضائية طويلة الأمد - مثل 15 شهرًا - يمكن أن تكون مشكلة." (هذه الفترة هي المدة التي سيستغرقها الوصول إلى المريخ.) وصف لي وآخرون بلا حدود في npj الجاذبية الصغرى في عام 2020.
وهنا حيث يدخل Hearon وفريقه القصة. يقول هيرون إن الدراسات السابقة حول ضغط الدم استخدمت طرقًا تمتص الهواء لتخلق ضغطًا سلبيًا حول الجزء السفلي من الجسم. حاولت بعض المجموعات تسخير هذا المفهوم لمنع SANS. لكنهم لاحظوا أنهم واجهوا تحديات. لذلك قرر فريقه تجربة نهج يعالج رواد الفضاء عندما لا يعملون. لهذا السبب بدا وقت النوم مثالياً.
ابتكاراتهم
علم الفريق أن وضع شخص ما في كيس نوم عادي وامتصاص الهواء لن يجدي نفعا. في مرحلة ما تنهار الحقيبة وتضغط على الساقين. هذا من شأنه أن يأتي بنتائج عكسية ، ويدفع المزيد من السوائل في الرأس. يقول ستيف ناجود:"أنت حقًا بحاجة إلى غرفة". إنه مهندس ميكانيكي وابتكار في كينت ، واشنطن. بدأ العمل مع طاقم Hearon أثناء عمله مع REI ، وهي شركة للسلع الرياضية.
يحصل مخروط كيس النوم على هيكله من الحلقات والقضبان. غلافه الخارجي من الفينيل الثقيل ، مثل ذلك المستخدم في قوارب الكاياك القابلة للنفخ. الختم حول خصر النائم مُكيَّف من تنورة كاياكر. (يحافظ الملاءمة الدافئة على الماء بعيدًا عن قوارب الكاياك.) كما أن المنصة مثل مقعد الجرار تمنع رائد الفضاء من الانجراف بعيدًا جدًا عند تشغيل المكنسة الكهربائية منخفضة الطاقة بالجهاز. يعترف هيرون:"تشعر وكأنك تدخل في كيس النوم قليلاً". "خلاف ذلك ، يبدو الأمر طبيعيًا حقًا بمجرد الاستقرار".
اختبر فريقه نموذجًا أوليًا مع مجموعة صغيرة من المتطوعين على الأرض. "كان لدينا 10 أشخاص أكمل كل منهم نوبتين من 72 ساعة من الراحة في الفراش" ، يشرح. يتم فصل أسبوعين على الأقل عن كل فترة اختبار مدتها ثلاثة أيام. باستثناء فترات الاستراحة القصيرة لدورة المياه ، ظل المتطوعون مسكنين. أظهرت الأبحاث السابقة أن هذا كان وقتًا كافيًا لإحداث تحولات في السوائل مثل تلك التي سيختبرها رواد الفضاء.
أمضى المتطوعون الثلاثة أيام في جلسة اختبار واحدة مستلقين بشكل طبيعي في السرير. مكثوا على نفس السرير لمدة ثلاثة أيام في جلسة الاختبار الأخرى. لكن الجزء السفلي من جسدهم ظل في كيس النوم لمدة ثماني ساعات كل ليلة. خلال كل فترة اختبار ، قاس الطاقم الطبي معدل ضربات القلب وأشياء أخرى.
قاموا بقياس ضغط الدم ، على سبيل المثال ، عندما يملأ الدم القلب. يُعرف هذا الضغط الوريدي المركزي بارتفاع ضغط الدم الوريدي المركزي عندما يكون هناك الكثير من الدم في الجزء العلوي من الجسم ، كما يحدث في الفضاء. كما ارتفع برنامج CVP أيضًا عندما ظل الناس مسطحين. لكنه كان ينزل ليلاً عندما كان كيس النوم مفتوحاً. يقول هيرون إن هذا "يؤكد أننا كنا نسحب الدم إلى الساقين بعيدًا عن القلب والرأس".
أظهرت مقل عيون الأشخاص أيضًا تغيرات طفيفة في الشكل عندما ظلوا مسطحين طوال الأيام الثلاثة التي لم يستخدموا فيها الجهاز. تغيرات الشكل مثل تلك هي علامة مبكرة على SANS. كانت التغييرات أصغر بكثير عندما استخدم الناس الجهاز.
يقول لي من وايل كورنيل وهيوستن ميثوديست إنه يأمل أن يمنع التصميم SANS في الجاذبية الصغرى ، لكنه "قد لا يحدث. لا نعرف لأننا لم نختبره في الفضاء ". كما أنه يتساءل عن الآثار الجانبية المحتملة من الاستخدام طويل المدى. يقول لي إنه شيء واحد هو عكس التغيرات في ضغط السوائل. "إنه شيء آخر أن تفعل ذلك بأمان."
يتفق هيرون ومجموعته على أن هناك حاجة لمزيد من الاختبارات. "المهمات ستكون أطول بكثير من ثلاثة أيام ،" يلاحظ. سيستكشف العمل المستقبلي أيضًا المدة التي يجب أن يعمل بها الجهاز لإعطاء أفضل النتائج.
قد يعتمد Nagode أيضًا على مهاراته من تصميم معدات حقائب الظهر لإجراء تعديلات مستقبلية. قد يرغب الفريق في جعل الشكل المخروطي قابلًا للطي ، على سبيل المثال. بعد كل شيء ، كما يقول ، "أي شيء يصعد إلى الفضاء يجب أن يكون خفيف الوزن ومضغوطًا."
هذه واحدة من سلسلة تقدم أخبارًا عن التكنولوجيا والابتكار ، والتي أصبحت ممكنة بفضل الدعم السخي من مؤسسة Lemelson.
