Mikrograviteten i rymden orsakar ett antal problem för astronauter, inklusive förlust av bentäthet och muskelatrofi. Men det finns ett annat problem: viktlöshet gör att astronauternas ryggar kan expandera, vilket gör dem högre. Höjdförstärkningen är permanent medan de är i rymden och orsakar ryggsmärta.
En ny SkinSuit som testas i en studie vid King's College i London kan ge lite lättnad. Studien har ännu inte publicerats.
Den ständiga 24-timmars mikrograviteten som astronauter lever med i rymden skiljer sig från den naturliga 24-timmarscykeln som människor går igenom på jorden. Nere här går ryggraden genom en naturlig cykel förknippad med sömn.
Att sova i en liggande läge gör att skivorna i ryggraden expanderar med vätska. När vi vaknar på morgonen är vi högst. När vi går på vår dag komprimerar tyngdekraften ryggskivorna och vi tappar cirka 1,5 cm (0,6 tum) i höjd. Sedan sover vi igen, och ryggraden expanderar igen. Men i rymden har astronauternas ryggar varit kända för att växa upp till 7 cm. (2,75 tum.)
Studieledaren David A. Green förklarar det: "På jorden är din ryggrad komprimerad av tyngdkraften när du är på dina fötter, sedan går du i säng på natten och ryggraden lossas - det är en normal cyklisk process."
I mikrogravitet komprimeras aldrig en astronauts ryggrad av tyngdkraften och förblir lossad. Den resulterande expansionen orsakar smärta. Som Green säger: "Rymden finns ingen gravitationsbelastning. Således kan skivorna i ryggraden fortsätta att svälla, de naturliga kurvorna i ryggraden kan minskas och de stödjande band och musklerna - som inte längre krävs för att motstå tyngdkraft - kan bli lösa och svaga. ”
SkinSuit som utvecklas av rymdmedicinkontoret vid ESA: s europeiska astronautcenter och King's College i London är baserat på arbete som utförs av Massachusetts Institute of Technology (MIT). Det är ett spandexbaserat plagg som simulerar gravitationen genom att pressa kroppen från axlarna till fötterna.
Skinsuits testades ombord på den internationella rymdstationen av ESA-astronauterna Andreas Mogensen och Thomas Pesquet. Men de kunde bara bäras under en kort tid. "De första koncepten var verkligen obekväma, vilket gav cirka 80% ekvivalent belastning av tyngdkraften, och så kunde de bara bäras i ett par timmar," sade forskaren Philip Carvil.
Tillbaka på jorden arbetade forskarna på kostymen för att förbättra den. De använde en vattenbädd halvfylld med vatten rikt på magnesiumsalter. Detta skapade den mikrogravitet som astronauter möter i rymden. Forskarna inspirerades av Döda havet, där det höga saltinnehållet låter simmare flyta på ytan.
"Under våra längre studier har vi sett liknande ökningar i staturen som de som upplevs i omloppsbana, vilket antyder att det är en giltig representation av mikrogravitet när det gäller effekterna på ryggraden," förklarar forskaren Philip Carvil.
Studier som använder elever som testämnen har hjälpt till med utvecklingen av SkinSuit. Efter att ha legat på den mikrogravitetssimulerade vattenbädden både med och utan SkinSuit, skannades försökspersoner med MRI för att testa SkinSuits effektivitet. Dräkten har genomgått flera designrevisioner för att göra den mer bekväm, bärbar och effektiv. Det är nu upp till Mark VI-designen.
"Mark VI Skinsuit är extremt bekväm, så att den kan bäras påträngande under långa perioder med normal aktivitet eller medan du sover," säger Carvil. "Mk VI ger cirka 20% belastning - något mer än månens tyngdkraft, vilket är tillräckligt för att få tillbaka krafter som liknar de som ryggraden är van vid att ha."
"Resultaten har ännu inte publicerats, men det ser ut som Mk VI-skinsuiten är effektiv för att minska ryggraden förlängs," säger Philip. "Dessutom lär vi oss mer om de grundläggande fysiologiska processerna som är inblandade och vikten av att lägga om ryggraden för alla."
