Den amerikanske astronauten Scott Kelly landa tidligere denne uka i Kazakhstan etter et snaut år i verdensrommet. Vel tilbake på landjorda var han omtrent fem centimeter høyere enn da han 340 dager tidligere satte kursen mot ISS.

Menneskeheten har etter hvert klokka inn et respektabelt antall timer i verdensrommet, men evolusjonen har – heldigvis – tilpassa menneskekroppen til et liv på Jorda. Resultatet av det er at kroppen forandrer seg når gravitasjon ikke lenger gjør seg gjeldende i særlig grad:

Being in zero gravity is confusing for the body. It not only affects your balance system (the inner ear takes a holiday as your eyes take over telling you which way is up), but it also removes the perpetual weight that pulls the fluids inside your body down toward your feet. When that lets go, you feel like you’re suddenly being sucked up toward the ceiling. After a few days you adapt; your legs get visibly skinnier and your face fatter, gorged with blood, like you’re endlessly standing on your head. Your sinuses don’t drain nearly as well, your head pounds and your tongue feels swollen.

– Chris Hadfield, An Astronaut’s Guide to Life off Earth

Bilsyk og tissetrengt

Chris Hadfield har til sammen tilbragt 166 dager i verdensrommet fordelt på tre turer, sist som stasjonsjef på ISS i 2013. Kanadieren twitra ivrig fra ISS, ble første menneske til å spille inn musikkvideo i verdensrommet, og har siden skrevet en særdeles lesverdig bok som passasjen over er henta fra.

Vi lar Arve Jørgensen ved NTNU, som har skrevet doktorgrad om dykke- og romfartsmedisin, forklare det Hadfield beskriver nærmere.

– I øret har du et balanseorgan som er avhengig av tyngdekrafta for å fungere som det skal. I tillegg har du trykksensorer blant annet under fotsålene, de blir også satt ut av spill.

• Les også: Lite søvn i verdensrommet

Resultatet er da at det eneste du har å støtte deg på for å vite hva som er opp og hva som er ned, er øynene dine. Dette er åpenbart uvant for hjernen, og fører ifølge Jørgensen til noe som kan minne om bilsykhet.

Blodet påvirkes også av mangelen på gravitasjon, selv om det pumpes rundt i kroppen vil tyngdekrafta føre til at mye av det vanligvis siger ned i beina.

– I verdensrommet mangler gravitasjonen, og blodet forflyttes til overkroppen og hode, noe som blant annet fører til at du svulmer opp i ansiktet. I tillegg kan man få hevelser i hjernen.

Også her får kroppens mange sensorer trøbbel, det at blodet fordeler seg annerledes gjør at kroppen tolker at den har for mye blod, og dermed produserer mindre. Dette fører til at blodvolumet minker, i tillegg øker blodtrykket. Nyrene reagerer med å skille ut mer urin, og du tisser mye mer.

Bytter muskelmasse mot noen centimeter ekstra i høyden

Det å rusle rundt på Jorda er en evig kamp mot tyngdekrafta – den trekker deg ned, muskler og bein holder deg oppreist.

– Når du omtrent ikke bruker musklene dine i det hele tatt, svinner de ganske fort hen. Du taper både muskelmasse og beinmasse, beinbygninga styrkes ved bruk på samme måte som musklene, forklarer Jørgensen.

For å motvirke denne effekten trener astronautene på ISS masse. Det hjelper jo ikke å løfte manualer uansett hvor tunge de ville vært på Jorda, uten gravitasjon veier de ikke noe uansett. Dermed må astronautene tenke alternativt, og lene seg på øvelser som for eksempel involverer strikk.

I tillegg sykler de med føttene fastspent til pedalene, og løper på en tredemølleanordning som presser dem nedover, men det er uansett ikke nok til å veie opp for forfallet.

• Les også: Hva gjør astronautene mens de er på jobb i rommet?

– Bein inneholder mye kalsium, og når beina svinner går noe av denne kalsiumen ut i blodet. Hvis det kommer for mye kalsium gjennom nyrene kan det resultere i nyrestein, noe som kan være meget smertefullt.

En annen mulig fare astronauter må ta hensyn til er trykkfallsyke, kanskje mest kjent som dykkersyke. Det er ikke noe tema når du er på innsida av ISS, men så snart du trekker på seg romdrakta for å gjøre arbeid på utsida av romstasjonen må du være forsiktig.

Trykket i ISS er på én atmosfære, i romdrakta er det bare på en tredjedels atmosfære. Og jo lenger tid du tilbringer utenfor ISS’ lune vegger, jo større sjanse er det for å bli syk.

Og så var det dette med høyden da. Nå du står på Jorda presser tyngdekrafta de små bruskskivene mellom ryggvirvlene sammen. Når du ligger får disse påfyll av væske, noe som gjør at du er bittelitt høyere når du står opp om morgenen enn når du legger deg om kvelden.

I et nullgravitasjonsmiljø vil ikke denne væsken presses ut av bruskskivene, noe som i 52 år gamle Scott Kellys tilfelle gjorde at han vokste fem centimeter på et snaut år. Dette er uansett ikke centimetre Kelly får beholde, i løpet av få måneder vil han være tilbake til sin vante høyde.

Forseggjort tvillingforsøk

When I closed my eyes, for instance, I occasionally saw very faint bursts of light: cosmic rays - high energy particles from some distant sun racing across the universe and striking my optic nerve like a personal lightning bolt. The flashes were right at the edge of perception, almost as if teasing me to detect them. A lot af astronauts experience this, and it’s not particularly bothersome, more just a minor visual event reminding you you’re not in Kansas anymore. But of course, it’s related to radiation exposure.

– Chris Hadfield, An Astronaut’s Guide to Life off Earth

Det Hadfield beskriver her er energirik stråling som gir uvante synsimpulser. Denne typen stråling er potensielt skummel i store doser, men akkurat på ISS er det ikke så ille.

– Ett år på ISS gjør at du blir utsatt for omtrent like mye stråling som du blir i løpet av ti år på Jorda. Dette kan øke faren for kreft, men det er likevel ingenting mot det du vil bli utsatt for hvis du skal til Mars, sier Jørgensen.

ISS ligger utenfor atmosfæren, men innenfor Jordas magnetfelt. Dette feltet beskytter både mot utbrudd fra Sola og fra den ioniserende bakgrunnstrålinga i universet.

Skal du til Mars har du derimot ikke noe magnetfelt til å beskytte deg, og akkurat det er kanskje det aller største problemet knytta til en bemanna ferd dit. Curiosity-roveren rapporterte for noen år siden om mange hundre ganger så kraftig stråling som på Jorda.

• Les også: – Astronauter bør lære langrenn

– Vi vet ikke så mye om langtidseffekten av strålinga astronautene på ISS blir utsatt for, det er jo begrensa hvor mange mennesker forskerne har hatt å måle på, forteller Jørgensen.

Scott Kelly er ikke bare nok en astronaut å måle på, han er nemlig enegga tvilling. Broren Mark er også astronaut, men har holdt seg på bakken det siste året.

Tvillingforsøk kan være særdeles verdifulle for forskere, i og med at det gir dem mulighet til å ha langt bedre kontroll på faktorer som kan påvirke arvematerialet. DNAet til enegga tvillinger er identisk, dermed kan gentester av én tvilling i verdensrommet og én tvilling på Jorda gi nyttig informasjon.

Scott Kelly kunne sikkert tenkt seg å ta livet med ro fremover, livet med tyngdekraft er slitsomt når kroppen har vent seg til en tilværelse uten motstand. Men muskelmassen kommer gradvis tilbake, og testene han nå skal gjennom kan vise seg å være gull verdt for vitenskapen.

Vi venter i spenning på resultatene, selv om vi har teknologien til å komme oss til Mars er det greit å finne ut om den gode, gamle menneskekroppen faktisk tåler turen.