„Rozpadne se to asi po třiceti spláchnutích.“
Howard Wollowitz, Teorie Velkého Třesku
Ze všech technických výzev spojených s lety do vesmíru jako orbitální mechanika, radiační štíty, přistávací sekvence na jinou planetu, je jedna, o které se v dokumentech o NASA mluví nejméně. Současně je to ta, se kterou se nevyhnutelně potýkal doslova každý astronaut v dějinách.
Jde o něco tak obyčejného, že to vedle slov jako „raketa“ a „orbita“ zní skoro trapně. Jak se vlastně vyprázdnit v beztížném stavu. Nová studie teď navíc ukazuje, že za tímhle nepříjemným tématem se skrývá mnohem vážnější zdravotní otázka, než jak vypadá na první pohled.
Co přesně vědci zjistili?
„Všichni kakaj. Napsali o tom dokonce knihu.“
Jack Hodgins, Sběratelé kostí
Tým vedený Giorgiou La Barberou a seniorním autorem Larsem Ove Dragstedem z Univerzity v Kodani analyzoval v rámci studie publikované v časopise Nature Communications krevní vzorky 52 astronautů. Celkem 488 vzorků plazmy odebraných před, během a po jejich misích na Mezinárodní vesmírné stanici. Cílem bylo najít biochemickou stopu, která by vysvětlila, proč si astronauti odjakživa stěžují na zácpu.
Vědci identifikovali zhruba 40 cirkulujících sloučenin, jejichž hladina se během letu do vesmíru měnila. Bylo mezi nimi i několik metabolitů, které vznikají při fermentaci bílkovin bakteriemi v tlustém střevě. Tyhle látky, včetně amoniaku a sirovodíku, se v krvi astronautů zvyšovaly krátce po vstupu do vesmíru. Z velké části pak zase odezněly během několika dní po návratu na Zemi. Jde tak o poměrně přesvědčivý biochemický důkaz, že se lidské trávení v beztížném stavu skutečně zpomaluje.
Mechanismus podle vědců funguje takhle: střevní bakterie normálně přednostně fermentují vlákninu a sacharidy, ze kterých získávají energii. Jakmile se ale trávení zpomalí (pravděpodobně proto, že nedostatek gravitace zpomaluje pohyb potravy střevy), tyhle zásoby se rychleji vyčerpají. Bakterie následně místo toho přejdou na fermentaci bílkovin. Výsledkem jsou jiné metabolické produkty, které se dostávají do krevního oběhu.
Proč je to zrovna teď problém?
Při krátkých pobytech na oběžné dráze tyhle potenciálně škodlivé metabolity podle autorů studie pravděpodobně nepředstavují velké zdravotní riziko. Jiné by to bylo při dlouhodobých misích typu cesty na Mars nebo při delším pobytu na budoucí lunární základně. Tam by se mohly hromadit v míře, která už bude riziková. Zůstává navíc otevřenou otázkou, jak by tenhle proces ovlivnilo dlouhodobé vystavení sníženému gravitačnímu poli. Tedy takovému Měsíci, který se bude lišit od skoro nulové gravitace na ISS.
„Budoucí mise na Mars si pravděpodobně vyžádají opatření na omezení těchto střevních účinků kosmického letu,“ uvedla La Barbera. Zajímavé je, že zjištění má využití i mimo vesmírný program. Dragsted totiž poukázal na to, že podobně zpomalené trávení a zvýšenou fermentaci bílkovin zažívají i dlouhodobě upoutaní pacienti na lůžku tady na Zemi. A u nich by tato znalost mohla pomoci ke zmírněný další zdravotní komplikace. Opět se tedy ukazuje, že věci mimo Zemi a na Zemi si poskytují vzájemné poznatky.
Historie jednoho velmi nedůstojného inženýrského problému
„Chcete mi říct, že tady serete rovnou z okna?“
Černá zmije
Tahle nová, jemná biochemická vrstva problému navazuje na mnohem starší a mnohem méně jemnou historii. Během misí Mercury, Gemini a Apollo neměli astronauti k dispozici žádný skutečný záchod. Řešení bylo přímočaré a vysoce nepříjemné. Posádka používala velký plastový sáček s lepicím okrajem, který si astronaut přilepil přímo na holé hýždě. Před samotnými misemi navíc dostávali takzvanou „nízkozbytkovou“ dietu, jejímž cílem bylo minimalizovat potřebu se vůbec vyprazdňovat. U dvoutýdenních misí Gemini a Apollo se tomu ale stejně nedalo úplně vyhnout.
Celý proces byl výslovně nedůstojný. Astronaut se musel svléknout donaha, aby si neušpinil oblečení, zatímco se zbytek posádky snažil v malé kabině dostat co nejdál od něj. A například v Gemini šlo o prostor přibližně předního sedadla malého auta. Odstup tak prakticky neexistoval. Po vykonání potřeby musel sáček zapečetit a promíchat s baktericidním roztokem, aby obsah stabilizoval. Celá procedura od svlečení po úklid mohla trvat až hodinu.
„Tyto úkony vyžadovaly víc manipulace, než na jakou byla posádka zvyklá v pozemském prostředí, a byly proto shledány nepříjemnými,“ konstatuje oficiální historický dokument NASA o zdravotních výsledcích programu Apollo.
Kakání na Apollu
„Dejte mi ubrousek, rychle. Vzduchem tu létá hovno.“
Tom Stafford, velitel mise Apollo 10, 1969
Nejslavnější epizoda celé téhle éry se odehrála během mise Apollo 10 v roce 1969, kdy velitel Tom Stafford náhle zvolal do vysílačky žádost o ubrousek, protože se v kabině volně vznášel uniklý kousek stolice. Až v roce 1972 nahradila sáčky první opravdová vesmírná toaleta, a vývoj pokračoval dál. Raketoplánová toaleta v roce 1978 se musela přizpůsobit i ženským astronautkám.
Jen o pár let později přišla toaleta za devatenáct milionů dolarů pro Mezinárodní vesmírnou stanici. Místo gravitace v ní pro oddělení odpadu od těla bylo použito proudění vzduchu. Ani nejnovější technologie ale problém úplně nevyřešily. Například během letošní mise Artemis II k Měsíci hlásila posádka problémy s novým systémem odpadového hospodářství. Jedním z nich byl i neobvyklý zápach. NAS však nakonec potvrdila, že šlo jen o technickou vadu bez rizika pro posádku.
Vtipné téma se závažným jádrem
Nejzajímavější na celé historii je, jak plynule přechází od trapné historky k opravdovému lékařskému problému. Jak konstatoval Sheldon ve scéně s úvodním citátem, jde o kontrast vznešené cesty do vesmíru a zcela základní lidské potřeby. Desítky let se astronautický program soustředil hlavně na mechanickou stránku věci.
Tedy jak fyzicky sesbírat odpad v beztížném stavu, aniž by se volně vznášel po kabině. Nová studie ukazuje, že pod touhle mechanickou vrstvou leží ještě jedna, mnohem tišší. Biochemický posun ve fungování střevního mikrobiomu, který by na dlouhé cestě k Marsu mohl znamenat skutečné zdravotní riziko, nejen ztrapňující historku pro vzpomínky po návratu.
Je to však i dobrá připomínka, že ty nejméně oslnivé části vesmírného výzkumu často rozhodují o tom, jestli se ambiciózní mise vůbec podaří. Rakety, štíty a přistávací moduly dostávají titulky. Ale otázka, jestli si posádka na cestě k Marsu udrží zdravá střeva, může být nakonec naprosto kritická.
Zdroje: LiveScience, PopSci