Polka pracująca w ESA o ekstremalnych warunkach pracy na stacji kosmicznej

Maciej Myśliwiec: Ile lat pracujesz w Europejskiej Agencji Kosmicznej? I jak trafiłaś w ogóle do ESA?

Anna Fogtman: To jest mój ósmy rok. Przez 11 lat pracowałam w Zespole Biologii Systemów Uniwersytetu Warszawskiego i Polskiej Akademii Nauk, w takim zespole, który się nazywał CoreLab i zajmował się wysokoskalowymi analizami na potrzeby głównie nauk medycznych i biologicznych. Tam też w międzyczasie zrobiłam doktorat z biologii systemów.

Ale czym ta działka biomedicalu zajmuje się w ESA? Do czego jesteście potrzebni, nad czym pracujecie i jakie procesy wspieracie?

Tam, gdzie jest człowiek w kosmosie, jest potrzebna także biologia czy nauki biomedyczne ogólnie. I pojawiają się one już w momencie, kiedy myślimy o wszystkich systemach podtrzymywania życia człowieka. A więc nie tylko musimy rozumieć, jak funkcjonuje i czego potrzebuje nasz organizm w kosmosie, ale również musimy dowiedzieć się, jak efektywnie produkować żywność, jakie należy stworzyć warunki środowiskowe, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania w przestrzeni kosmicznej. Mówimy tu właśnie o systemach podtrzymywania życia, produkcji żywności, recyklingu czy odpadach biologicznych.

Na co dzień pracuję w dziale, który bezpośrednio zajmuje się człowiekiem, czyli nie środowiskiem, w jakim ten człowiek funkcjonuje, tylko jego ciałem. Nasz Zespół Medycyny Kosmicznej jest działem operacyjnym, który można porównać do szpitala, w którym pacjentami są astronauci. I tak jak w klasycznym szpitalu mamy różne oddziały. W naszym szpitalu medycyny kosmicznej mamy trzy główne oddziały. Jest oddział medycyny ogólnej, oddział ćwiczeń fizycznych oraz oddział ochrony przed promieniowaniem kosmicznym. Na oddziale ogólnym lekarze zajmują się głównie medycyną prewencyjną, czyli ich głównym zadaniem jest badanie kandydatów na astronautów, samych astronautów i dbanie o to, żeby wysłać w kosmos zdrowego człowieka.

Tak naprawdę medycyna kosmiczna w 80 proc. jest medycyną prewencyjną. Po wysłaniu astronauty w kosmos monitorujemy jego zdrowie i dobrostan przez całą długość trwania misji, a także oczywiście po jej zakończeniu. I rzeczywiście w trakcie misji kosmicznej mają miejsce różne przypadki medyczne. Wtedy lekarze i lekarki reagują, doradzając odpowiednią terapię, którą stosuje się już na pokładzie stacji kosmicznej.

A co może dolegać astronautom w kosmosie?

Bardzo wiele rzeczy. Zacznijmy od tego, co się dzieje z ciałem człowieka, czyli w momencie wejścia na orbitę. W zasadzie natychmiast pojawiają się pierwsze efekty działania stanu nieważkości na ciało człowieka. Około dwóch litrów płynów przesuwa się z okolic kończyn dolnych do góry ciała. To powoduje wzrost ciśnienia śródczaszkowego, spadek ciśnienia krwi, zmiany w objętości wyrzutowej serca, co ma potem dalsze konsekwencje. W zasadzie każdy układ w ciele człowieka, który podatny jest na te zmiany ciśnienia hydrostatycznego, podlega przemianom w stanie nieważkości. Ale najczęściej oczywiście tutaj mówimy o układzie krążenia, ponieważ tam widzimy najwięcej tych zmian. Dlatego właśnie u kandydatów na astronautów tak bardzo skrupulatnie bada się układ krwionośny i wydolność serca. Pamiętajmy także, że Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS) to dosyć stresujące środowisko pracy, co stanowi dodatkowe obciążenie dla naszego serca.

Nie brzmi to zbyt optymistycznie.

A to nie wszystko. Ponieważ rośnie ciśnienie śródczaszkowe, zmienia się objętość mózgu, a to ciśnienie napiera także na gałkę oczną, co doprowadza do tak zwanego syndromu SANS, (z ang. Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome). I to jest w zasadzie cała gama zmian gałki ocznej, które się nie cofają po powrocie z kosmosu. Wszystkie inne zmiany, które obserwujemy w ciele człowieka, są adaptacyjne, czyli po powrocie do stanu grawitacji w swoim tempie powracają do stanu normalnego sprzed wylotu. Natomiast zmiany gałki ocznej się nie cofają i astronauci powoli tracą wzrok.

Czyli trzeba założyć, że ktoś, kto przed lotem miał dobry wzrok, po powrocie będzie widział gorzej?

To jest bardzo indywidualne, ponieważ te zmiany postępują różnie u różnych osób w zależności od wielu czynników. Natomiast u większości astronautów i astronautek wykrywa się takie zmiany negatywne, które postępują i uzależnione są od długości czasu spędzonego w stanie nieważkości.

Ale czy to na przykład znaczy, że ktoś po jednej misji, może zostać niedopuszczony do ponownego lotu z powodu uszkodzenia wzroku?

Nie zaobserwowaliśmy w historii lotów w kosmos na niską orbitę okołoziemską i też poza nią tak dramatycznych zmian, żeby dyskwalifikowały astronautów i astronautki z dalszych lotów. Poza tym dzisiaj sama utrata ostrości nie jest problemem, dlatego że łatwo ją skorygować. I mamy przecież astronautów, którzy latają w kosmos z okularami. Większym problemem jest utrata pola widzenia. Dlatego ci, którzy aplikowali w ostatniej selekcji, przechodzili staranne badanie pola widzenia. Kiedy to pole widzenia jest ograniczone, to może to być czynnik dyskwalifikujący z dalszego udziału w selekcji.

Pamiętam, że Sławosz Uznańki-Wiśniewski opowiadał, że badania okulistyczne chyba były najbardziej wymagające z wszystkich.

Tak, u mnie zajęło to ponad godzinę. Ja akurat miałam to szczęście, ten przywilej, że pracuję w Europejskim Centrum Astronautów i obok mamy naszą klinikę. Pracuje tu dr Klaudia Stern, która jest naczelną okulistką wszystkich astronautów i jedną z najlepszych naukowczyń na świecie pracujących nad syndromem SANS. Miałam szczęście, że ona mnie badała. I trwało to dobrą godzinę, obejmującą testy, których nigdy w życiu wcześniej nie doświadczyłam.

Czyli mam rozumieć, że ty także kandydowałaś w ostatniej selekcji?

Ależ tak. Oczywiście! 75 proc. osób pracujących w Europejskiej Agencji Kosmicznej kandydowało i nawet mieliśmy taki mały wyścig w Europejskim Centrum Astronautów, kto zajdzie dalej.

A czy możesz nam zdradzić, na którym etapie odpadłeś?

Odpadłam po etapie drugim w Hamburgu. Tam przeprowadzano testy psychomotoryczne na pamięć, z matematyki, fizyki, języka angielskiego oraz kwestionariusz psychologiczny.

Ale nie jest powiedziane, że w kolejnej nie będziesz mogła startować?

Obawiam się, że już mnie wtedy wiek zdyskwalifikuje. Ale teraz i tak czuję taką satysfakcję.

A jaki jest maksymalny wiek kandydatki czy kandydata do korpusu?

50 lat. Oczywiście to nie jest wiek ograniczający lot w kosmos, absolutnie nie. W kosmos latają 70-latkowie, nieróżniący się zdrowiem i kondycją od młodszych koleżanek i kolegów. Tutaj chodzi jednak o okres przygotowania i o to, żeby ten czas oraz umiejętności astronauty, astronautki wykorzystać jak najlepiej dla programu.

Ponieważ szkolenie i utrzymanie astronauty są szalenie drogie, to jeżeli inwestujemy w taką osobę tak dużo pieniędzy jako podatnicy i podatniczki, to chcemy, żeby taka osoba przyniosła nam jak najwięcej korzyści. Czyli w naszych standardach europejskich chcemy, by taka osoba leciała przynajmniej na dwie długie misje na niską orbitę okołoziemską. Jeżeli wybierzemy kogoś, kto będzie miał więcej niż 50 lat i dodamy do tego jeszcze kilka lat przygotowań, to pierwsza misja może zdarzyć się po 10 latach od selekcji. Wtedy to prawdopodobieństwo, że efektywnie wykorzystamy tę inwestycję, jest mniejsze.

Czyli Sławosz, mając dzisiaj 41 lat, jak rozumiem, spokojnie ma jeszcze szansę na jakieś dwie misje?

Myślę, że ma nawet szansę na więcej, jeśli mówimy tylko o wieku. Ale oczywiście program kosmiczny, finansowanie polskiej kontrybucji do ESA i w ogóle polityki międzynarodowej, to jest już temat na zupełnie inną dyskusję.

Zostańmy przy Sławoszu. Przebywa teraz na Florydzie na kwarantannie i ta kwarantanna mu się niestety w związku z opóźnieniami misji Ax-4 przedłuża. Dlaczego w ogóle zamykamy astronautów na kwarantannie?

Zamykamy astronautów na kwarantannie, ponieważ, oprócz problemów z układem krwionośnym, z mózgiem i gałką oczną, zmienia się także fizjologia innych układów, w tym układu odpornościowego. W stanie nieważkości odporność spada i to znacząco. Dlatego obserwujemy u astronautów przebywających w stanie nieważkości zmiany skórne czy pojawiają się opryszki oraz wiele manifestuje się więcej ukrytych w ciele człowieka wirusów. Kwarantanna ma zapewnić nam, że członek załogi zminimalizuje prawdopodobieństwo choroby zakaźnej, którą przywiezie na stację kosmiczną, narażając przebywającą tam załogę na infekcje i konieczność leczenia w kosmosie.

A czy dużo jest leków w apteczce na ISS?

Dość dużo, choć nie jest to liczba zatrważająca, a to dlatego, że w stanie nieważkości stosuje się tylko terapie dobrze sprawdzone na Ziemi. Nie możemy tam wysyłać nowoczesnych leków, dlatego że hydraulika w komórkach, farmakokinetyka, farmakodynamika zmieniają się również w stanie nieważkości. Dlatego stosujemy raczej terapie klasyczne. Wśród leków znajdują się na pewno antybiotyki, leki przeciwgorączkowe, przeciwalergiczne, oczywiście sterydy, epinefryna i leki przeciwbólowe, głównie na towarzyszący astronautom ból pleców, pojawiający się z powodu spłycających się krzywizn w kręgosłupie i rozsuwającymi się kręgami.

Czyli upraszczając, człowiek rośnie w kosmosie?

Tak. To znaczy od pasa w górę, ciało się tak jakby wydłuża, co może przysporzyć wiele problemów. Podczas misji jeden z astronautów, który jest dosyć wysokim człowiekiem, tak urósł w kosmosie, że nie mógł zmieścić się do swojego siedzenia w rosyjskim Sojuzie.

Mówisz, że ból towarzyszy astronautom stale. Czy to ma wpływ na ich dobrostan? Jakie inne elementy powodują pogorszenie samopoczucia?

Nie ulega wątpliwości, że generalnie w przestrzeni kosmicznej człowiek z jednej strony doświadcza izolacji, oderwania od Ziemi i braku możliwości powrotu, ale z drugiej strony stale przebywa z tą samą grupą ludzi na bardzo małej przestrzeni, gdzie jest dosyć niekomfortowo, zarówno jeśli chodzi o komfort fizyczny, ale również, jeśli chodzi o zachowanie dystansu od drugiej osoby, jak i chroniczne łamanie bariery osobistej. Nie mówiąc już o braku intymności. A mówimy tu o takich rzeczach jak na przykład zapach, który nie jest koniecznie przyjemny we wnętrzu stacji kosmicznej. Wszystko, co pochodzi z aparatury i eksperymentów naukowych, czy z ciała drugiego człowieka po prostu jest tam obecne stale, ponieważ wnętrze stacji nie jest dobrze wentylowane.

Musimy też pamiętać, że nieważkości, ze względu na to, że w żołądku nie ma segregacji faz, płyny i gazy są w takiej zawiesinie, gazy usuwane są raczej dolną, niż górną częścią układu trawiennego. I to jest proces, którego nie możesz zatrzymać. Astronauci śmieją się, że są w stanie rozpoznać, w której części stacji spał i dokładnie który astronauta właśnie po zapachu przez niego pozostawionym.

A więc dyskomfort fizyczny, sensoryczny wpływa na dobrostan psychiczny. Czy w związku z tym astronauci są pod opieką psychologa lub korzystają z leków psychotropowych?

Zdecydowanie. Astronauci mają do dyspozycji opiekę psychologiczną. Ta opieka zaczyna się już w momencie przygotowań do misji, kiedy astronaucie przypisuje się specjalistę, z którym spotyka się regularnie, tak żeby nawiązać jakąś relację. Potem podczas misji każdy ma zarezerwowany czas na telefony i rozmowy z psychologiem. One się odbywają co tydzień lub dwa, w zależności od potrzeb astronauty. W orbitalnej apteczce znajdują się także antydepresanty, a przynajmniej w jednej z publikacji naukowych sprzed kilku lat były na liście.

Jak tak posłuchać, to ten lot kosmiczny brzmi jak koszmar.

Tak jest. Będziesz nieświeży i będziesz mieć dość ludzi. Ale za to będą super widoki.

Wróćmy jeszcze na chwilę na Ziemię. Czy kwarantanna też może być dodatkowym obciążeniem psychicznym dla załogi? Bo my czekamy na ten upragniony start, słyszymy o kolejnych opóźnieniach w misji, ale trochę przy okazji zapominamy, że załoga czeka cały czas na tej kwarantannie. Jak sobie radzą astronauci z tymi opóźnieniami? Niektórzy mówią, że powinno się ich zwolnić na jakiś czas z kwarantanny.

Po pierwsze, astronauta nie powinien wychodzić z kwarantanny, dlatego że jak ją opuści, to lot opóźni się jeszcze bardziej. Każdy przed misją musi być minimum dwa tygodnie w pełnej izolacji i to warunek absolutnie nie do negocjacji. Natomiast te opóźnienia nikogo, kto pracuje w sektorze kosmicznym, nie dziwią. To jest nasza codzienność. Opóźnienia są zawsze, a zwłaszcza jeśli latamy z Florydy, bo tutaj dochodzi dodatkowy czynnik, czyli pogoda.

No właśnie, jak kilka dni temu widzieliśmy się na Florydzie, to było piękne słońce i wszyscy pytali: "ale jak to pogoda przeszkadza?".

Pogoda nie tylko musi być dobra w miejscu startu rakiety, ale też przede wszystkim w potencjalnych miejscach lądowania awaryjnego. Podczas startu, gdy dojdzie do jakichś technicznych problemów z rakietą, to wtedy system przerwania oddzieli kapsułę od rakiety, doprowadzając do wodowania. To zapewne będzie tzw. balistyczne wejście w atmosferę z dużymi przeciążeniami, które mogą być bardzo trudne do zniesienia dla ciała człowieka nawet w świetnych warunkach pogodowych, a co dopiero np. podczas silnego wiatru. Dlatego w miejscach potencjalnego lądowania awaryjnego pogoda także musi być dobra.

Do tego dochodzą oczywiście usterki techniczne samego systemu startowego, czyli rakiety. Pamiętajmy także, że starzejąca się stacja kosmiczna jest już u schyłku swojego życia i też może szwankować. I niestety mieliśmy ogromne nieszczęście, że w przypadku misji Sławosza w zasadzie zdarzyły się wszystkie usterki we wszystkich systemach, a swoje trzy grosze dodała także pogoda. Myślę, że skoro Sławosz odhaczył już wszystkie opcje, to teraz powinno być już tylko dobrze.

A czy jest bezpieczne przebywanie w nieszczelnej stacji kosmicznej?

Tak. Pamiętajmy, że niektóre komponenty ISS mają ponad 30 lat i krążą po niskiej orbicie okołoziemskiej. Podlegają też niesamowitym siłom. Naturalnym jest więc zmęczenie materiału i pojawianie się pęknięć w strukturze, które mogą powodować wyciek atmosfery. Ale na stacji kosmicznej są obecne materiały do łatania takich pęknięć i zabezpieczenia wycieku. My te pęknięcia obserwujemy rzeczywiście już od kilku lat i dopóki rozumiemy, co się dzieje i jesteśmy w stanie kontrolować tę sytuację, to wszystko jest w porządku. To jest bardzo skomplikowana maszyna. Tak jak w przypadku każdej maszyny czy w kosmosie, czy na Ziemi, usterki się pojawiają i jeżeli rozumiemy, skąd pojawia się usterka, to jesteśmy w stanie zarządzać sytuacją, tak żeby bezpiecznie korzystać z tej maszyny czy z tego urządzenia.

Załóżmy, że uda się w ciągu najbliższych dni, żeby Sławosz i inni członkowie załogi dostali się w końcu na orbitę okołoziemską, czego bardzo im wszyscy życzymy. Co im wtedy może grozić jeszcze z punktu widzenia medycznego?

Nie wspomniałam jeszcze o jednym aspekcie, a więc o utracie mięśni i kości. Tym zagadnieniem opiekują się specjaliści od sportu, czyli drugi oddział naszego "szpitala". To bardzo wykwalifikowane osoby po uniwersytetach sportowych, które zajmują się wyłącznie dostosowaniem protokołu ćwiczeń na ISS, ale też przygotowywaniem fizycznym astronautów i ich rekonwalescencją fizjologiczną na potrzeby powrotu ich ciała do stanu grawitacji ziemskiej.

W stanie nieważkości najwięcej gęstości mineralnej kości tracimy z pięt, z uda, z biodra. Średnio to jest około 1-1,5 proc. gęstości na miesiąc. Również, jeżeli nie używamy tych kończyn, to tracimy masę mięśniową. Stąd potrzebne są intensywne ćwiczenia, które pomagają zarówno podtrzymać gęstość kości, jak i masę mięśniową. Astronauci na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wykonują ćwiczenia fizyczne na trzech rodzajach aparatów. Po pierwsze biegają na bieżni, po drugie ćwiczą na rowerku, a po trzecie wykonują ćwiczenia obciążeniowe na aparacie symulującym trening obciążenia. A nasi koledzy przepisują te protokoły ćwiczeń, monitorując, jak załoga ćwiczy oraz rozmawiają z astronautami o ewentualnych zmianach. Tak, żeby dopasować te ćwiczenia, by spełniały swoją rolę.

Na stacji kosmicznej nie ma obowiązku ćwiczeń fizycznych dla astronautów, którzy latają poniżej 30 dni. Więc Sławosz nie musi ćwiczyć, ale z tego, co wiem, to miał takie życzenie, więc będzie miał na jednym z aparatów kilka sesji.

Na początku naszej rozmowy wspominałaś o produkowaniu żywności. Nie mogę się powstrzymać, żeby nie zapytać: czy przez wasz dział przechodziły słynne już pierogi?

Czasami zdarza się tak, że astronauci w ogóle zapraszają całą ekipę na testowanie i jest jakaś większa grupa osób pracujących w naszym centrum, ale to jest też bardzo indywidualne i nieformalne. To astronautom ma smakować jedzenie, więc to oni współpracują z szefami kuchni. Ja miałam tę przyjemność, że Sławosz zaprosił mnie na degustację swojego jedzenia i mogę pochwalić się, że umieszczenie liofilizowanych pierogów w bulionie było moim pomysłem.

Wspominałaś o trzech oddziałach waszego "szpitala dla astronautów". Ten trzeci rozumiem, jest ci najbliższy?

Tak, to oddział ochrony przed promieniowaniem kosmicznym, którym zarządzam w Zespole Medycyny Kosmicznej. To także ważny element lotu kosmicznego, bo promieniowanie jonizujące w kosmosie ma duże znaczenie. Im dalej latamy poza Ziemię, tym to pole promieniowania jest silniejsze i tym bardziej negatywne efekty ma na ciało człowieka. Dlatego ochrona przed promieniowaniem jest takim standardem lotów załogowych w kosmos i wymaga odpowiednich środków.

Dlatego zajmuję się opracowaniem standardów ochrony radiologicznej, które obowiązują we wszystkich statkach kosmicznych, ale także astronautów na Ziemi. Poza monitoringiem środowiska np. stacji jestem także odpowiedzialna za monitoring dawek, które otrzymują astronauci w kosmosie, ale również na Ziemi. Jestem odpowiedzialna również za szacowanie ryzyka zdrowotnego ze względu na odbytą ekspozycję. Doradzam dyrektorowi lotu, co zrobić, jeżeli promieniowanie jonizujące będzie miało jakiś negatywny wpływ na człowieka podczas misji. Razem z lekarzami doradzamy zespołowi kontroli lotów i dyrektorowi lotów, co zrobić w danej sytuacji.

Czy to także wy dostarczacie dozymetry dla astronautów?

Tak. Jestem odpowiedzialna za właśnie dostarczanie dozymetrów, czyli urządzeń do pomiarów promieniowania. Do moich obowiązków należy także badanie i rozwój naszych procedur. A w przypadku perspektywy misji księżycowych również zajmuje się rozwijaniem nowej kompetencji operacyjnej, która będzie pozwalała na kompleksową opiekę radiologiczną przed startem misji i podczas każdego z kolejnych jej etapów. Oprócz tego reprezentuję ESA w gronie ekspertów od ochrony radiologicznej, wraz z reprezentantami NASA, Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej, Japońskiej Agencji Kosmicznej i Roskosmosu. W przypadku ISS wspólnie ustalamy standardy ochrony radiologicznej, wskazując np. limity dawek przyjętych, po których przekroczeniu astronauci nie będą mogli latać w kosmos.

Czego byś życzyła naszemu astronaucie, oprócz tego, żeby już w końcu wystartował?

Żeby zrobił jak najwięcej fajnych, ciekawych rzeczy i żeby było o tym głośno w Polsce. Tak, żeby ta misja, która jest unikalną szansą dla polskiej edukacji, nauki, przemysłu, była sukcesem całej Polski. Żeby Sławosz nie stracił ani sekundy, żeby przekuć to, co tam się wydarzy na wzrost naszego sektora kosmicznego, konsolidację środowiska i inspirację tych wszystkich młodych ludzi, dziewczyn i chłopaków w szkołach, tak żeby ciągnęło ich do nauk ścisłych.