Schlafen Astronauten während des Schwebens? Kann die Weltraumumgebung genetische Mutationen verursachen? Mal sehen, was die Wahrheit ist!

Am 24. April 2023 findet der achte „ China Space Day “ statt. Das Thema dieses Jahres lautet: „Studiere Dinge, um Wissen zu erlangen und den Himmel zu hinterfragen.“

Angesichts des geheimnisvollen und riesigen Universums stehen Astronauten an vorderster Front. Sie sind diejenigen, die zwischen den Sternen reisen und im Mittelpunkt der öffentlichen Aufmerksamkeit stehen. Daher stellen sich viele Fragen zu ihnen, beispielsweise: Schlafen Astronauten in der Raumstation, während sie schweben? Wird das Leben im Weltraum die menschlichen Gene verändern? Nehmen Astronauten im Weltraum an Gewicht zu? Ist das wirklich der Fall?

Heute haben sich Science Rumors Refutation und China Aerospace Culture and Creativity zusammengetan, um die Wahrheit ans Licht zu bringen.

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Mythos: Auf der Erde gehen wir jeden Abend ins Bett, wachen morgens auf und selbst wenn etwas Unerwartetes passiert, fallen wir einfach zu Boden. Im Weltraum hingegen fliegt das Raumschiff mit hoher Geschwindigkeit um die Erde und erzeugt so eine schwerelose Atmosphäre, in der die Astronauten in der Raumstation schwebend schlafen.

Analyse: Das stimmt nicht. Beim Schweben in einer kleinen Kabine kann es leicht zu Kollisionen mit verschiedenen Instrumenten und Geräten kommen, was gefährlich sein kann. Daher müssen sich Astronauten beim Schlafen besonders sichern.

In der Anfangsphase der Shenzhou-Raumschiffmission befestigten die Astronauten ihre Schlafsäcke in der Kabine und krochen dann hinein, um zu schlafen.

Jetzt, da Chinas bemanntes Raumfahrtprogramm offiziell in die Ära der Raumstationen eingetreten ist, sind die Astronauten von heute äußerst glücklich, weil sie über geräumige und komfortable, unabhängige Schlafbereiche verfügen. Das Tianhe-Kernmodul und das Wentian-Labormodul der chinesischen Raumstation verfügen jeweils über drei unabhängige Schlafbereiche.

Der Schlafbereich des Tianhe-Kernmoduls ist horizontal aufgebaut und die Astronauten schlafen „liegend“. Der Schlafbereich des Wentian-Labormoduls ist vertikal aufgebaut und die Astronauten schlafen „im Stehen“. In einer schwerelosen Umgebung gibt es jedoch keinen Unterschied im Schlafgefühl.

Im Schlafbereich können Astronauten die Art der Schlafsackbefestigung flexibel nach ihren Wünschen wählen. Einige Astronauten bevorzugen die stabilere, vollständig fixierte Methode, während andere ein freieres Schwebegefühl bevorzugen und eine halbfixierte Methode wählen, um dem Schlafsack einen gewissen Bewegungsspielraum zu lassen.

Die Designer haben außerdem mit Bedacht für jeden Schlafbereich ein Bullauge vorgesehen, sodass Sie bei Bedarf jederzeit den wunderschönen Blick ins All genießen können.

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Gerücht: Im Universum, in dem sich die Erde befindet, gibt es viele Arten von Strahlung, und Astronauten werden bei der Durchführung ihrer Missionen lange Zeit im Weltraum leben. Sie befinden sich außerhalb der Atmosphäre und diese kosmische Strahlung wird ihre Gene ernsthaft verändern.

Analyse: Diese Aussage ist sehr einseitig und hat keine solide wissenschaftliche Grundlage. Tatsächlich gibt es im Universum viele Arten von Strahlung, und Strahlung ist auch einer der wichtigsten Gründe für die Entstehung von Genmutationen. Derzeit liegen die für bemannte Weltraummissionen verschiedener Länder erreichbaren Gebiete allerdings noch im „erdnahen Weltraum“ und sind durch das Erdmagnetfeld geschützt. Darüber hinaus werden die Raumschiffkabine und die Raumanzüge im Außenbordeinsatz den Großteil der kosmischen Strahlung blockieren. Wissenschaftliche Forscher werden außerdem die Strahlendosis der Astronauten überprüfen, um deren Gesundheit sicherzustellen.

Gene, auch genetische Faktoren genannt, unterstützen die Grundstruktur und Leistungsfähigkeit des Lebens. Alle Lebensphänomene wie Geburt, Wachstum, Alterung, Krankheit und Tod von Organismen hängen mit Genen zusammen. Gene sind im Allgemeinen sehr stabil und können sich bei jeder Replikation genau replizieren. Allerdings ist die Genstabilität relativ und Gene mutieren manchmal.

Genmutationen bieten Arten wertvolle Möglichkeiten, sich an Umweltveränderungen anzupassen und sind der Schlüssel zum Fortbestand der auf der Erde existierenden Arten, einschließlich des Menschen. Allerdings können Genmutationen negative Auswirkungen auf das Leben einzelner Menschen haben. Die moderne medizinische Forschung hat herausgefunden, dass Strahlung einer der wichtigsten Gründe für die Entstehung von Genmutationen ist. Im Universum, in dem sich die Erde befindet, gibt es eine ionisierende Strahlung, die aus galaktischer kosmischer Strahlung, geomagnetischer Einfangstrahlung und solaren Protonenereignissen besteht, sowie nichtionisierende Strahlungsumgebungen wie Ultraviolettstrahlung und Radiofrequenzstrahlung.

In der wissenschaftlichen Gemeinschaft herrscht allgemein die Meinung vor, dass das Leben auf der Erde in einer derart stark strahlenden Umgebung ohne den Schutz der Atmosphäre und des Erdmagnetfelds nicht überleben könnte. Doch als Pioniere der menschlichen Erforschung des Universums müssen Astronauten im Weltraum arbeiten, fernab vom Schutz der Atmosphäre. Wenn Astronauten den Weltraum betreten, sind sie durch die Kabine im Raumschiff und die Raumanzüge außerhalb der Kabine geschützt. Diese Hightech-Ausrüstung kann den Großteil der kosmischen Strahlung blockieren, dennoch ist die Strahlendosis, der sie im Weltraum ausgesetzt sind, viel höher als die der Menschen auf der Erde.

Die Frage genetischer Veränderungen bei Astronauten im Weltraum ist für die großen Weltraummächte schon immer ein wichtiges Thema gewesen, und auch die Strahlendosen, denen die Astronauten ausgesetzt sind, werden in der Raumstation überwacht.

Eine der weltweit repräsentativsten Studien zu genetischen Veränderungen beim Menschen in einer Weltraumumgebung ist die Vergleichsstudie der NASA an einem eineiigen Astronautenzwillingspaar. Das sind Scott Kelly und Mark Kelly.

Im Jahr 2015 führte Scott eine ungewöhnliche Weltraummission durch und blieb 340 Tage am Stück auf der Internationalen Raumstation, während sein Zwillingsbruder Mark am Boden arbeitete. Diese Mission bietet eine äußerst seltene Forschungsmöglichkeit. In der Ausgabe 2019 des Magazins Science veröffentlichten Forscher einen Forschungsbericht, in dem sie feststellten, dass Scotts DNA-Methylierungsrate nach dem Eintritt ins All etwas niedriger war als die von Mark, der maximale Unterschied jedoch 5 % nicht überschritt. gleichzeitig zeigten auch einige von Scotts Genen, insbesondere jene, die mit dem Immunsystem in Zusammenhang stehen, eine abnormale Expression, doch sechs Monate nach seiner Rückkehr auf die Erde normalisierten sich mehr als 90 % der abnormal exprimierten Gene.

Den Ergebnissen dieser Studie zufolge ist es ermutigend, dass Scott nach fast einem Jahr Aufenthalt im Weltraum keine langfristigen, größeren epigenetischen Veränderungen erfuhr. Obwohl die Ergebnisse dieser Studie nicht zu allgemeingültigen Schlussfolgerungen führen können, da es sich bei den Versuchspersonen nur um zwei Vergleichspersonen handelte, ist es dennoch von großer Bedeutung, dass wir die Auswirkungen der kosmischen Umwelt auf die menschliche Gesundheit, insbesondere auf die Gene, verstehen.

Derzeit gilt auf der Raumstation Tiangong in meinem Land und auf der Internationalen Raumstation ISS die Praxis, dass jede Flugbesatzung eine sechsmonatige Mission im Orbit durchführt und jeder Astronaut, der eine Flugmission absolviert hat, einer Strahlendosiskontrolle unterzogen wird, um seine Gesundheit sicherzustellen. Da immer mehr Menschen auf der ganzen Welt die Möglichkeit haben, in den Weltraum vorzudringen, wird die Forschung über die Auswirkungen der Weltraumumgebung auf die menschlichen Gene immer intensiver, und wir werden auch für die zukünftige Reise der Menschheit in die tieferen Tiefen des Sternenmeeres umfassend vorbereitet sein und Gegenmaßnahmen ergreifen.

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Gerücht: Im Programm von „Tiangong TV“ können wir den tatsächlichen Zustand der Astronauten im Weltraum sehen. Gleichzeitig entdeckten viele aufmerksame Internetnutzer durch dieses Programm, dass die Gesichter der Astronauten im Weltraum offensichtlich größer sind als auf der Erde. So gibt es Gerüchte, dass das Essen in der Raumstation zu gut sei und die Astronauten an Gewicht zugenommen hätten.

Analyse: Die Internetnutzer haben tatsächlich zur Hälfte recht. Das Essen in der Raumstation ist zwar gut, aber der Grund für das fette Aussehen des Gesichts liegt darin, dass sich in der Schwerelosigkeit mehr Körperflüssigkeiten im Kopf verteilen und das Gesicht daher aussieht, als hätte es zugenommen.

Da Astronauten in einer schwerelosen Umgebung zu Wasserverlust und Muskelschwund neigen, verringert sich ihr Gewicht im Allgemeinen um 2 bis 3 Kilogramm.

Der wahre Grund für das fette Aussehen des Gesichts liegt darin, dass sich in der Schwerelosigkeit die Verteilungsmuster verschiedener Körperflüssigkeiten, darunter auch Blut, im Körper entsprechend verändert haben. Im Vergleich zur Bodenumgebung ist am deutlichsten zu erkennen, dass sich im Kopf mehr Körperflüssigkeiten verteilen, sodass das Gesicht aussieht, als hätte es an Gewicht zugenommen.

Darüber hinaus treten Symptome wie eine Verstopfung der Nasen- und Mundschleimhaut, eine Schwellung der Augenhöhlen und eine Erweiterung der Venen im Kopf- und Halsbereich auf. Da mehr Körperflüssigkeiten in Richtung Kopf verteilt werden, kommt es zwangsläufig zu einer geringeren Verteilung in den unteren Gliedmaßen. Während die Gesichter der Astronauten dicker werden, kommt es zu einem weiteren, weniger leicht zu beobachtenden Phänomen: Sie werden dünner an den Beinen.

Am deutlichsten sind diese Phänomene in den ersten Tagen nach dem Betreten des Weltraums. Während sich der menschliche Körper an die Schwerelosigkeit gewöhnt, entspannt er sich allmählich bis zu einem gewissen Grad und die Astronauten erholen sich vollständig, nachdem sie für eine gewisse Zeit auf die Erde zurückgekehrt sind.

abschließend

Astronauten in der Raumstation werden sich beim Schlafen besonders sichern; Strahlung im Universum kann Genmutationen auslösen, doch derzeit unterliegen menschliche Aktivitäten im Weltraum noch dem Schutz des Erdmagnetfelds. Gleichzeitig blockieren die Raumschiffkabine und der Raumanzug außerhalb der Kabine den Großteil der kosmischen Strahlung. Wissenschaftliche Forscher werden außerdem die Strahlendosis der Astronauten überprüfen, um deren Gesundheit sicherzustellen. Aufgrund der Schwerelosigkeit im Weltraum verteilen sich Blut und andere Körperflüssigkeiten im Kopf der Astronauten stärker als auf der Erde, sodass die Gesichter der Astronauten dicker aussehen.

Autor: Wang Junyi, Mitglied des Jugendarbeitsausschusses für Weltraumkulturkommunikation der Chinesischen Gesellschaft für Wissenschafts- und Technologiejournalismus

Tan Xinpeng, stellvertretender Direktor des Aerospace Cultural and Creative Center, Aerospace Planning and Design Group Co., Ltd.

Rezension｜He Chen, Ingenieur der Abteilung für allgemeine Konstruktion von Maschinenbau und Elektrotechnik in Peking

Der Artikel wird von „Science Refutes Facts“ (ID: Science_Facts) erstellt. Bei Nachdruck bitten wir um Quellenangabe.

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