Исследователи Московского авиационного института разработали математические методы, которые позволяют заранее предсказывать изменения в мышечной системе человека при разных уровнях гравитации. Разработка особенно важна для подготовки космонавтов к длительным миссиям на Луну и в перспективе — к Марсу.

Почему мышцы страдают в космосе

Во время космического полёта мышечная масса заметно уменьшается. Причина не только в отсутствии привычной опоры. На организм действует сразу несколько факторов: перераспределение жидкостей, изменения на клеточном уровне и полное отсутствие постоянной механической нагрузки, к которой мышцы привыкли на Земле. В результате даже относительно короткие экспедиции требуют серьёзной физической подготовки и регулярных тренировок на орбите.

Старший преподаватель кафедры экологии, систем жизнеобеспечения и безопасности жизнедеятельности МАИ Ксения Сафронова отмечает, что для точного прогноза нужны надёжные математические модели. Они должны учитывать, как разные группы мышц будут реагировать на конкретный уровень гравитации.

Что даёт новая методика

Предложенные учёными подходы позволяют рассчитывать нагрузку на организм при лунной гравитации (примерно одна шестая от земной) и марсианской (около трёх восьмых). На основе таких расчётов можно заранее понять, как быстро и насколько сильно будут меняться мышцы в условиях конкретной миссии.

Это открывает возможность формировать индивидуальные программы тренировок и режимов труда и отдыха ещё до старта. Космонавты смогут поддерживать необходимый уровень работоспособности на протяжении всей экспедиции, а не только в её начале.

Применение не только в космосе

Разработка может быть полезна и на Земле. Методика подходит для проектирования экзоскелетов — устройств, которые поддерживают или усиливают движения человека с помощью внешнего каркаса и приводов. Точный учёт особенностей мышечной системы конкретного человека и параметров нагрузки позволит определять оптимальную степень поддержки и режимы работы таких систем.

Проект реализуется в рамках Десятилетия науки и технологий, объявленного президентом России.

Вкратце

Учёные МАИ создали математические методы прогнозирования изменений мышц человека при разной гравитации. Разработка поможет готовить экипажи к полётам на Луну и Марс, рассчитывать индивидуальные программы тренировок и режимов работы. Кроме того, методика может применяться при создании экзоскелетов. Работа направлена на то, чтобы космонавты сохраняли физическую форму в условиях пониженной гравитации.