Følelsen af vægtløshed, eller tyngdeløshed, opstår, når man ikke kan mærke tyngdekraftens virkninger. Teknisk set findes tyngdekraften faktisk overalt i universet, fordi den defineres som den kraft, der tiltrækker to legemer til hinanden. Men astronauter i rummet mærker normalt ikke dens virkninger.

Den internationale rumstation befinder sig f.eks. i et evigt frit fald over Jorden. Dens fremadgående bevægelse er dog lige akkurat lig med hastigheden af dens “fald” mod planeten. Det betyder, at astronauterne indeni ikke bliver trukket i en bestemt retning. Så de svæver.

Det lyder afslappende ikke at skulle bære vægt på fødderne, men på lang sigt er der mange helbredsproblemer forbundet med det. Knogler og muskler svækkes, og der sker også andre ændringer i kroppen. En af ISS’ funktioner er at undersøge, hvordan astronauters helbred påvirkes af lange perioder i vægtløshed.

Oplevelse af vægtløshed

Du behøver ikke at forlade Jorden for at slippe (kortvarigt) ud af tyngdekraftens bånd. Enhver, der har kørt på toppen af bakken i en hurtig rutsjebane, eller som har siddet i et lille fly, der pludselig blev skubbet ned af vinden, har kortvarigt oplevet vægtløshed.

Mere langvarige perioder er mulige i fly, der flyver en parabel. NASA’s program for flyvning med reduceret tyngdekraft flyver f.eks. med fly i en række af ca. 30-40 parabler, så forskerne kan udføre eksperimenter om bord. Hver stigning producerer en kraft, der er ca. dobbelt så stor som tyngdekraften i 30 sekunder. Når flyet, der også kaldes “Vomit Comet”, fordi det giver nogle passagerer kvalme, når toppen af parablen og falder ned, mærker passagererne mikrogravitation i ca. 25 sekunder. (Hvis du selv vil opleve dette, tilbyder firmaer som Zero G Corp. vægtløse flyveture i fly, naturligvis mod betaling.)

Filmholdet og skuespillerne på filmen “Apollo 13” tilbragte timer om bord på et fly, der fløj parabelflyvninger igen og igen. Det gav skuespillerne mulighed for virkelig at “svæve” i løbet af deres tid i filmens rumfartøj i stedet for at være afhængige af besværlige ledninger.

Astronauter oplever imidlertid vægtløshed i meget længere perioder. Den længste vedvarende tid i rummet fandt sted i 1994-95, da Valeri Polyakov tilbragte næsten 438 dage i rummet.

Selv et par dage i rummet kan give midlertidige helbredsproblemer, hvilket Heidemarie Stefanyshyn-Piper opdagede efter at have tilbragt to uger i rummet under STS-115 i 2006. Under en pressekonference efter landingen faldt Piper sammen, da hun ikke helt havde vænnet sig til tyngdekraften.

Temporære helbredseffekter

Vægtløshed får flere vigtige systemer i kroppen til at slappe af, da den ikke længere kæmper mod tyngdekraftens tiltrækningskraft. Astronauternes fornemmelse af op og ned bliver forvirret, sagde NASA, fordi det vestibulære system ikke længere kan finde ud af, hvor jorden og loftet er. Designere af rumfartøjer tager hensyn til dette; på ISS peger al skrift på væggene f.eks. i samme retning.

Besætningsmedlemmer oplever også en forstyrrelse i deres proprioceptive system, som fortæller, hvor arme, ben og andre dele af kroppen er orienteret i forhold til hinanden. “Den første nat i rummet, da jeg var ved at falde i søvn,” sagde en Apollo-astronaut i et NASA-interview, “gik det pludselig op for mig, at jeg havde mistet sporet af … mine arme og ben. Så vidt jeg kunne se, var mine lemmer ikke der.”

Denne desorientering kan få astronauter til at få kvalme i et par dage. Et berømt eksempel fandt sted under Apollo 9 i 1969. Rusty Schweickart var nødt til at ændre en planlagt rumvandring, fordi han følte sig syg. Bekymringen var, at hvis han kastede op, mens han var i sin rumdragt, kunne væsken sprede sig gennem hans hjelm (hvilket gjorde det svært at se) eller forstyrre åndedrætsapparatet og få ham til potentielt at blive kvalt til døde.

Rumfartøjer skal også konstrueres, så de tager højde for mikrogravitation. Under rumvandringer har astronauterne f.eks. brug for ekstra hånd- og fodfæste på ydersiden af deres rumfartøj, så de kan forankre sig selv og ikke svæver væk. (Astronauterne fastgør sig også til dem i tethers, hvis de skulle miste grebet.)

Langtidsvirkninger på helbredet

Astronauter i rummet i uger til måneder kan få problemer. Calcium i knoglerne udskilles ud gennem urinen. Efterhånden som knoglerne svækkes, er astronauter mere modtagelige for at brække dem, hvis de glider og falder, ligesom mennesker med osteoporose. Muskler mister også masse.

Men tiden på den internationale rumstation har hjulpet NASA med at gennemføre undersøgelser af, hvordan astronauters helbred påvirkes af tid i vægtløshed. Allerede nu har agenturet foretaget ændringer. F.eks. erstattede det i 2008 den midlertidige Resistive Exercise Device (iRED) med Advanced Resistive Exercise Device, så astronauterne kan lave vægtløftning uden at “maxe” deres topvægt. ARED er forbundet med bedre resultater med hensyn til knogletæthed og muskelstyrke, selv om alle konklusioner i rummet er svære at drage (i almindelighed), da astronauternes befolkning allerede er veltrænet og ekstremt lille.

Astronauter har typisk en tildelt træningsperiode på to timer om dagen i rummet for at modvirke disse virkninger; denne tid omfatter ikke kun kardiovaskulær træning og vægtløftning, men også tid til at skifte tøj og opstille eller nedtage udstyr. På trods af motion tager det stadig måneder at genoptræne sig selv på Jorden efter en typisk seks måneders rummission. For nylig har lægerne opdaget ændringer i øjentrykket i kredsløb. NASA har registreret ændringer i synet hos astronauter, der har været på rumstationen, men ikke noget så alvorligt, at det giver anledning til bekymring. Årsagen er stadig under udredning, selv om en mulig skyldige omfatter rygmarvsvæske, der forbliver konstant i mikrogravitation i stedet for de normale skift, der finder sted på Jorden, når man ligger ned eller rejser sig op. Ud over rygmarvsvæske blev der i en undersøgelse fra 2017 fulgt ændringer hos både kort- og langtidsflyvende astronauter. Nogle undersøgelser påpeger også, at astronauter oplever et lidt forhøjet niveau af kuldioxid på stationen på grund af filtreringssystemet; denne gas kan også bidrage til øjenproblemer.

Den tidligere NASA-astronaut Scott Kelly deltog i 2015-16 i en sjælden, etårig mission til den internationale rumstation på den internationale rumstation. Hans tvillingebror og tidligere NASA-astronaut Mark (som gik på pension før Scott) indvilligede i at deltage sammen med Scott i flere “tvillingeeksperimenter” for at sammenligne Scotts helbred i rummet med Marks helbred på jorden.

Foreløbige resultater fra en undersøgelse, der blev offentliggjort i oktober 2017, viste, at forskellige gener tænder eller slukker i rummet. Andre undersøgelser, der blev diskuteret tidligere samme år, afslørede også subtile ændringer. For eksempel blev telomerer (som bremser nedbrydningen af kromosomer) hos Scott midlertidigt længere i rummet. Scott havde også en lille forringelse af kognitive evner (tænkehastighed og nøjagtighed) og knogledannelse, dog ikke nok til at være bekymrende.

Videnskabsfolk, der arbejder med sundhedseksperimenter i mikrogravitation, bemærker, at de ændringer, der ses i kredsløb, ofte efterligner det, der sker, når mennesker naturligt ældes, selv om processerne ofte er forskellige. En gruppe canadiske forskere – hvoraf nogle har ekspertise inden for rumfartsmedicin – har adgang til en langtidssundhedsfacilitet for seniorer på University of Waterloo. Her kan forskerne måle ældre i deres hjem i stedet for at bringe dem ind i et laboratorium, hvor forholdene er kunstige og kan maskere eller overdrive visse sundhedstilstande.