Komoly gondokat okozhat a gravitáció hiánya
Az űrhajózás hajnalán, a néhány napos űrrepüléseknél még nem jelentkeztek a káros egészségügyi hatások, azonban többhetes űrben tartózkodás után a szervezet már a leépülés jeleit kezdte mutatni – ezek szisztematikus orvosi megfigyelése az űrállomásokon indulhatott meg. Az amerikai és a szovjet űrhajósok a Skylab, illetve a Szaljut űrállomásokról visszatérve alig tudtak lábra állni. A vázizomrendszerre, amelynek elsődleges feladata az, hogy a gravitáció ellenében megtartsa a testet, alig van szükség a súlytalan lebegés során, hiszen még a több száz kilós tárgyak is könnyedén mozgathatók. Így azonban az izomzat igen hamar leépül, gyors izomsorvadás következik be. Ennek mértéke a különböző végtagokban különböző gyorsasággal megy végbe, az alsó végtagok arányaiban is jelentősebb izomtömeget veszítenek a karokban megfigyelhetőnél, hiszen a lábak izmai tartják elsősorban a földön a testet.
A test izomtömeg-eloszlása megváltozik, miközben folyamatosan sorvad. A csontszövet esetében nagyobb a probléma. A világűrben olyan gyorsan épül le, hogy igen erős csontritkuláshoz vezethet. A fokozott kalciumürítés miatt jelentősen csökken a csontok kalciumtartalma, s ennek következtében a nagy súlyt hordozó csontok tömörsége 15–25 százalékkal csökkenhet az űrrepülés során. Ha egy űrhajós féléves utazáson vesz részt, akkor – épp a csont újbóli felépülése miatt – újabb fél év szükséges, amit minimálisan a Földön kell töltenie a következő repülése előtt.
A további problémák közül még a vérkeringés megváltozása, a szív- és érrendszerben bekövetkező adaptációs átalakulás az, ami ellen nehéz védekezni. A probléma itt is a súlytalanság. A Földön a gravitáció hatására az erekben található vértömeg súlypontja a test alsó részére esik. Súlytalanságban azonban ez a súlypont feljebb kerül, így a fej felé másfél literrel több vér áramlik, ami a nyaki erek kitágulásához vezet. A több vért kapó vese intenzívebb kiválasztásba kezd, miközben nő a vesekőképződés kockázata, s gyorsabban távozik a szervezetből a kalcium. Az utóbbi folyamat fontos szerepet játszik a csontritkulás ütemének felgyorsulásában.
A megfelelő védekezési eljárások kidolgozása évtizedek óta töretlenül folyik, a mérési módszerek kifejlesztésével és a kiértékeléssel az űrorvostan foglalkozik. A kérdéskör vizsgálata sosem ér véget. Az első űrrepülések előtt még arra kellett válaszolni, túlélhető-e egyáltalán a súlytalanság. Az emberes holdra szállás az addigi leghosszabb ideig tartó űrutazásokat jelentették, teljesen új kihívás elé állítva az űrorvosokat. Az űrállomások megépítésével pedig meg kellett tanulni védekezni a néhány napos, esetleg pár hetes időtartamúnál jóval hosszabb idejű, több hónapos súlytalanság hatásaival szemben.
Arra már viszonylag korán rájöttek, hogy ha a világűrben valamilyen módon terhelni lehetne az izomzatot, akkor annak sorvadása lassítható volna. Ezért az űrállomásokat már biciklivel, illetve futópaddal, később súlyemelő gépekkel szerelték fel. Ezeket olyan feszítőrendszerrel látták el, ami valóban megdolgoztatja az izmokat: általában valamilyen formában rögzítik az űrhajóst (például a futógép lapjához gumikötéllel), hogy aztán a helyben futás vagy a tekerés tényleg izommunkával járjon. Legalább három óra edzés az előírt napi adag. Sajnos így is csak bizonyos mértékben lehet lassítani az izmok leépülését.
A csontritkulást a Földön használt, a kalcium beépülését segítő gyógyszerekkel igyekeznek lassítani. A csontritkulás egyébként összetett kezelése (edzések, tabletták stb.) kétoldalú: egyrészt kezdetben a Földön bevált eljárásokat használták az űrhajósoknál, ma már az űrrepülések tapasztalatait használják fel a csontritkulásban szenvedők földi kezelésére.
A vérkeringés okozta problémák miatt az űrhajósok napi egy órát töltenek speciális öltözetben, amely az alsó végtagoknál alacsonyabb nyomást előidézve „szívja” lejjebb a vértömeget a szervezetben, így próbálva helyreállítani a vérkeringést. Az eszköz használata és a rendszeres testedzés jelentősen megkönnyíti a szervezet számára a súlytalansághoz való alkalmazkodást.
A hosszú távú, több hónapos űrrepüléseken csak a legedzettebb űrhajósok vehetnek részt. A Nemzetközi Űrállomáson a legénységek félévente váltják egymást. Ha nem tartanák be az űrorvosok által előírt programot, akkor az űrhajó leszállásakor akár a csonttörés lehetőségével is számolni kellene, s egy hétig is eltartana, mire az űrhajósok újra lábra tudnak állni. Viszont a kidolgozott eljárások betartásával ma már nem kell tartanunk hasonló esetektől, a visszatérés utáni maradandó orvosi következményektől. De mi a helyzet egy hosszabb távú űrrepülés esetén? Lehetséges volna-e mondjuk egy három és fél éven át tartó Mars-program végrehajtása?
A választ nem tudjuk biztosan, de azért talán következtetni tudunk rá. Valerij Poljakov szovjet űrorvos volt az első, aki a terület szakértőjeként tanulmányozhatta a súlytalanság szervezetre gyakorolt hatásait. Az űrhajós a Mir űrállomáson 1988–1989-ben máig megdöntetlen, rekordhosszúságú időt, 438 napot töltött. Rendszeres edzéseket végzett, feljegyezte, mit, mikor és mennyit evett, folyamatosan mérte a vérnyomását és állapotának más mutatóit. Kiderült, megfelelő életmóddal elérhető, hogy egy másfél éves repülés után is úgy térjen vissza az űrhajós, mintha „csak” két hónapot töltött volna az űrben. Így a súlytalanság talán nem okoz majd megoldhatatlan problémát egy Marshoz tartó űrhajó legénysége számára. Más kérdés, hogy egy Mars-utazás során az űrhajósokat (erős naptevékenység idején) a Föld körüli pályán tapasztaltnál jóval erősebb sugárterhelés érné, s az ez elleni védekezésre még nincs általánosan elfogadott koncepció.
Egy emberes Mars-program másik, alig tanulmányozott problémája már pszichológiai jellegű. Az űrhajósoknak úgy kellene teljesíteniük a Földről érkező parancsokat, hogy azok a kiadásuktól számítva csak negyedórával később érkeznek meg az űrhajóhoz. Így várhatóan a parancsnok sokkal többször felülbírálja majd ezeket az utasításokat. Emellett az űrhajósok (talán öten vagy hatan) évekre össze lesznek zárva. Ez ellentétekhez, parancsmegtagadáshoz vezethet. A nemi élet három évre történő megvonása is kérdéseket vet fel, ahogyan az is, hogy egy vegyes, férfiakból és nőkből álló legénység többéves együttléte során kialakuló kapcsolatok mennyire befolyásolják a feladatra való koncentrálást. S végül: a Föld évekig csupán egy fénypont lesz az égen. Vajon távoli otthonként tekintenek majd rá, ahová „hamarosan” viszszatérnek, vagy olyan helyként („csillagként”), ami messze van, így el lehet – legalábbis a parancsok teljesítése terén – szakadni tőle. Vajon a Föld távolsága milyen mértékű depresszióhoz vezet? Ezen pszichológiai problémák többsége a Földön kiválasztott önkéntesek hosszan tartó elzárásával jól tanulmányozható. (2010. június 3-án egy moszkvai „Mars-bázisra” 520 napra zártak el hat „űrhajóst”. A kísérlet azóta rendben folyik.)
A súlytalanság szervezetre gyakorolt káros hatásait a Földön és Föld körüli pályán egyaránt részletesen vizsgálják. Ezeket a hatásokat kiiktatni ma még nem tudjuk, azonban csökkenteni, jelentkezésüket késleltetni már igen. Egy sokéves űrutazás következményei viszont máig nem tisztázottak.
