L'astronaute Edward T. Lu s'exerce sur le Cycle Ergometer with Vibration Isolation System (CEVIS) dans le laboratoire Destiny de la Station spatiale internationale (ISS). Pourquoi les astronautes à bord de l'ISS s'entraînent-ils tout le temps ? Voir plus de photos d'astronautes. Image reproduite avec l'aimable autorisation de la NASA Quand les gens sur Terre décident de commencer à s'entraîner, ils le font pour plusieurs raisons. Nous faisons de l'exercice pour garder notre cœur en bonne santé, tonifier les muscles, réduire le stress ou perdre un peu de poids. Pour les astronautes vivant dans un environnement comme la Station spatiale internationale, cependant, l'exercice n'est pas une question de choix - c'est une nécessité. Ils doivent continuer à se déplacer dans l'espace pour toutes les raisons ci-dessus et plus encore.
Si vous avez aperçu l'un des horaires quotidiens de la Station spatiale internationale, vous remarquerez beaucoup d'exercice. Bien que les horaires soient toujours différents et que chaque jour nécessite plusieurs tâches différentes - une journée peut être remplie d'interviews avec des magazines et des programmes télévisés, un autre jour pourrait inclure une sortie dans l'espace pour réparer une partie de la station - il y a quatre choses que les astronautes feront toujours pendant leur séjour. En plus de manger, dormir et appeler à la maison pour parler avec les membres de la famille, l'exercice est l'une des activités les plus importantes de la journée bien remplie d'un astronaute. En réalité, les astronautes reçoivent jusqu'à quatre heures d'exercice sur une période de 16 heures.
Pourquoi les astronautes à bord de l'ISS travaillent-ils autant ? En plus de garder la forme et de rester au top de leur forme, la principale raison pour laquelle les astronautes s'entraînent pendant leur voyage dans l'espace est qu'ils souffrent d'une maladie similaire à ostéoporose , une maladie qui entraîne une perte osseuse importante. Mais attendez, les astronautes ne sont-ils pas au sommet de leur santé ? Comment le fait d'être dans l'espace ronge-t-il vos os ?
Pourquoi vivre dans l'espace affecte-t-il notre corps différemment, et que peuvent faire les astronautes à ce sujet ? Est-ce que les haltères feront l'affaire, ou ont-ils besoin de quelque chose de plus ? Pour savoir pourquoi les astronautes doivent rester motivés dans l'espace, lire la page suivante.
L'astronaute G. David Low utilisant un tapis roulant à bord de la navette spatiale Columbia sous le regard des autres membres d'équipage Daniel C. Brandenstein et James D. Wetherbee. Images de la vie du temps/NASA/Getty Images Lorsqu'un astronaute passe un temps prolongé dans l'espace, il subit les effets de la microgravité et reste en apesanteur pendant tout le voyage. Au lieu de rester ancré au sol comme nous le faisons sur Terre, les astronautes flottent un peu comme les nageurs le font sous l'eau, et ils doivent s'accrocher à quelque chose s'ils veulent rester stables.
Les chercheurs ont découvert qu'après avoir passé des semaines ou des mois dans un environnement en apesanteur, les astronautes perdent une quantité importante de densité minérale osseuse (DMO) . La perte de DMO dans la colonne vertébrale, cou et bassin est d'environ 1,0 à 1,6 pour cent par mois, tandis que l'os cortical, le lourd, partie externe de l'os trouvée autour de tout le corps et des jambes, subit une perte d'environ 0,3 à 0,4 pour cent par mois. En comparaison, un adulte en bonne santé sur Terre perd 3% de sa structure osseuse corticale au cours d'une décennie – un astronaute pourrait perdre autant en moins d'un an dans l'espace.
Le résultat de cette perte osseuse est l'affaiblissement des os qui sont plus susceptibles de se fracturer lors du retour sur Terre. Quoi de plus, même après plusieurs années, l'astronaute n'aura pas récupéré la même densité osseuse qu'avant le lancement.
Alors pourquoi quelque chose comme ça se produit-il dans l'espace ? Les astronautes subissent une perte osseuse pour la même raison que les patients alités chroniques :leurs squelettes entiers ne supportent aucun poids. Ils traversent une période appelée déchargement du squelette , dans lequel les os perdent la capacité de fabriquer de nouvelles cellules osseuses et de remplacer les anciennes. Le mouvement des minéraux importants tels que le calcium et le phosphore ralentit également.
Bien que les experts ne sachent pas exactement pourquoi cela se produit en microgravité, Dr Roger K. Long, un chercheur en endocrinologie effectuant des recherches pour le National Space Biomedical Research Institute (NSBRI) recherche actuellement cette réponse spécifique. Lui et son mentor, Dr Daniel B. Bikele, croient qu'il y a trois substances en jeu lorsque les astronautes subissent une perte osseuse : facteur de croissance analogue à l'insuline (IGF-1) , un produit chimique produit dans les os qui provoque la croissance des os et du cartilage; récepteur IGF-1 , qui se trouve à l'intérieur des cellules osseuses et leur permet de réagir à l'IGF-1; et bêta-3 intergrin , une protéine qui aide la fonction du récepteur IGF-1. Les chercheurs pensent qu'en apesanteur, le corps produit moins d'intégrine bêta-3, ce qui rend plus difficile pour le récepteur IGF-1 de relayer les messages de l'IGF-1 aux cellules osseuses et de leur dire quoi faire. Le résultat devrait être une diminution de la production osseuse et une augmentation de la perte osseuse.
Quels exercices les astronautes effectuent-ils pour réduire le risque de perte osseuse ? Et peuvent-ils prendre des médicaments pour les aider ? Pour en savoir plus sur les techniques et les équipements utilisés dans l'espace, lire la page suivante.
L'astronaute Steven A. Hawley, spécialiste des missions, fonctionne sur un tapis roulant sur le pont intermédiaire de la navette spatiale Columbia. L'exercice a permis d'évaluer le système d'isolation des vibrations sur tapis roulant (TVIS) pour la Station spatiale internationale (ISS). Photo avec l'aimable autorisation de la NASA Il existe trois équipements de base que les astronautes utilisent pendant les vols spatiaux.
Le tapis roulant de la Station spatiale internationale, officiellement appelé le Système d'isolation des vibrations sur tapis roulant (TVIS) , est comme n'importe quel autre sur Terre, sauf qu'il n'est pas du tout connecté à la station. Il plane simplement comme les astronautes. Cela présente trois avantages :Le poids de la station elle-même est moindre, il y a une réduction des vibrations et le tapis roulant se déplace avec l'astronaute. Les membres d'équipage doivent toujours porter un harnais et s'attacher au tapis roulant; autrement, leurs pieds repousseront simplement la machine loin d'eux s'ils tentaient de courir.
Les astronautes utilisent également le Cycle ergomètre avec système d'isolation des vibrations (CEVIS) , qui est essentiellement un vélo mécanique. Le CEVIS est en fait boulonné au sol de l'ISS, et les astronautes attachent leurs chaussures dans des boucles et portent des ceintures de sécurité pour se maintenir en place. Finalement, les Appareil d'exercice résistif (RED) est un appareil d'haltérophilie qui simule la gravité. Le CEVIS et le RED aident à développer les muscles et à prévenir atrophie musculaire , une autre condition que connaissent les astronautes et les patients alités après de longues périodes d'inactivité.
Même avec beaucoup de temps mis de côté pour l'exercice, les astronautes souffrent encore de petites pertes osseuses. Cela pose un problème si jamais nous voulons que les gens restent pendant des périodes prolongées sur un endroit comme la lune, où il y a beaucoup moins de gravité. Étant donné que les astronautes ne restent dans l'espace que quelques semaines ou quelques mois à la fois, nous ne savons pas si la perte osseuse finit par s'estomper et s'arrêter, ou si cela continue de se produire.
Les scientifiques réfléchissent à de nouvelles façons d'inverser la perte osseuse. Plaques vibrantes sur lesquelles les astronautes se tiennent debout 10 à 20 minutes par jour en travaillant, par exemple, peut imiter la sensation de porter un poids et diminuer la quantité de perte osseuse pendant le vol spatial. Des chercheurs de la NASA ont également suggéré de faire tourner des navettes ou des stations entières pour créer une force gravitationnelle significative ou de concevoir de grandes centrifugeuses pour surmonter la perte osseuse [source :Houston Chronicle].
Les astronautes sont également très attentifs à leur alimentation et prennent des compléments alimentaires en calcium et d'autres médicaments tels que les biophosphonates et le citrate de potassium, mais cela ne résout pas nécessairement quoi que ce soit - la racine du problème est toujours le manque de gravité [source :Dartmouth News].
Des études sur la façon dont les astronautes vivent dans l'espace et tentent de contrer la perte osseuse peuvent également profiter à la vie ici sur Terre. Les Agence spatiale européenne (ESA) , par exemple, surveille attentivement et recherche l'activité des astronautes sur l'ISS – il a travaillé avec l'Institut de génie biomédical et Scanco Medical pour concevoir un scanner spécial qui crée de haute qualité, Images 3D de structures osseuses pour l'étude et la mesure de la croissance osseuse [source :ESA]. Leurs découvertes pourraient aider à la fois les astronautes dans l'espace et les patients souffrant d'ostéoporose sur Terre. Même si les causes de l'ostéoporose et de la perte osseuse des astronautes sont différentes - la première se produit par des changements hormonaux, ce dernier par la suppression du poids - les traitements peuvent être similaires.
Pour plus d'informations sur la vie dans l'espace, voir la page suivante.
