**Az űrbeli környezet
Az alacsony keringési pályák elérése már nem okoz problémát. Ezek a pályák a Földtől 300–500 kilométeres magasságban helyezkednek el, és a periódusuk nagyjából másfél óra. Orbitális pályán a gravitációs erőhöz kapcsolódó hatások szinte teljes eltűnése jellemzi a mikrogravitációt. A mikrogravitáció az alapkutatásoknak éppúgy eszköze, mint az alkalmazott kutatásoknak a fizikában, kémiában, biológiában, fiziológiában, hiszen ilyen kísérleti feltételek nem állíthatók elő a Földön. Egyben az űrbeli környezetnek is fontos sajátossága: következményeivel számolni kell az élet és a munkavégzés szempontjából egyaránt, s igazodni kell hozzá, amikor az űrbeli rendszereket megtervezik és tökéletesítik. Az űr világának többi tulajdonsága a sugárzás, a helyhez kötöttség és az elszigeteltség mint stresszt okozó tényezők, a gyorsulás és a vibráció a felemelkedés és a földet érés szakaszában. Végül a kilépés az űrjárműből olyan speciális űrruhát igényel, amely nemcsak magától az űrtől, hanem a sugárzástól és a nagy hőmérsékleti ingadozásoktól is megvéd. A mikrogravitáció, a sugárzások és a helyhez kötöttség nem marad hatás nélkül az emberi szervezetre. Jelenlegi ismereteink nagy részét a MIR űrállomáson szereztük (az orvos Valerij Poljakov 1994–1995-ben csaknem tizennégy hónapot töltött a fedélzeten). Drákói higiéniai rendszabályokat kellett foganatosítani, hogy elkerülhető legyen minden olyan betegség, amely nem jellemző az űrre. A nagyon hosszú időtartamú vállalkozásoknál valószínűleg egy sebésznek is ott kell majd lennie a csapatban.
A szervezet valamennyi lehetséges zavara közül, amely a mikrogravitáció állapotában felléphet, a legfenyegetőbbek kétségkívül a szív- és érrendszeri problémák. Már az első pillanatokban másfél liter vér áramlik a test alsó részéből a felsőbe, és ezt az újfajta elosztást az agy úgy érzékeli, mint fölösleges folyadékmennyiséget. Az agy erre úgy reagál, hogy módosítja azoknak a hormonoknak a kiválasztását, amelyek testünkben a víz és só mennyiségének állandóságát biztosítják. Egy heti repülés után a vér mennyisége mintegy 10 százalékkal csökken, ami a kiszáradás állapotának felel meg. A Földre való visszatéréskor az űrhajósnál az artériás vérnyomás csökkenése tapasztalható, ami abban mutatkozik meg, hogy képtelen lábra állni. Olyasfajta rosszullét ez, amely számos idegrendszeri betegségnél megfigyelhető, de az időskorúak 30 százalékánál is. Profilaktikus rendszabályokkal – vagy ellenrendszabályokkal – harcolnak a szervezet kondícióvesztése ellen, például mozgójárdán vagy ergometrikus kerékpáron végzett gyakorlatokkal, illetve kompressziós ruházat viselésével.
A neuro-szenzoros rendszernek ugyancsak nyomban alkalmazkodnia kell a mikrogravitáció feltételeihez. A kutatók előtt az űrben zajló észlelési és cselekvési folyamatoknak és az idegrendszer képlékenységének komoly kísérleti terepe nyílik meg.
Néhány hét után jelenik meg az izom- és csontrendszer elváltozása, amely csontritkulásban mutatkozik meg (az oszteoporózis kísérleti modellje), és az izomszövet sorvadása. Itt is ellenintézkedésekkel harcolnak a hatások ellen.
Föld körüli pályán, egy űrhajó belsejében a nagyenergiájú sugárzások, a Földet övező Van Allen-öv és a napkitörések nem jelentenek nagyobb kockázatot, feltéve, ha megteszik a szükséges óvintézkedéseket. A repüléskor elvégzett mérések megerősítik a becsléseket. A távoli utazásoknál (Mars) a kockázatok nőnek: a kozmikus sugárzásnak ilyenkor folyamatosan ki van téve az ember, de annak a valószínűsége is megnő, hogy napkitöréseket kell elviselnie. Ezért az űrhajó kialakításánál, az utazás időzítésénél és a legénység kiválasztásánál bizonyos kényszerűségek lépnek be.

Az űrhajósok számára a földi felkészülés ideje hosszú (két-három év): meg kell tanulniuk az állomás működését és az elvégzendő kísérleti programot, de az utazásra is fel kell készülniük. Az űrhajósnak képesnek kell lennie rá, hogy elviselje a repülés dinamikus szakaszaiban, a mikrogravitációban fellépő körülményeket csakúgy, mint a helyhez kötöttség és az elszigeteltség okozta stresszt. A felkészülés magába foglalja a billenőasztalon, a forgószéken és a parabolikus repülésben végzett gyakorlatokat. Bár az ilyen gyakorlatok nem csökkentik a tünetek megjelenésének gyakoriságát, csökkentik az intenzitásukat, és elősegítik gyors korrekciójukat. A gyakorlatokhoz tartozik, hogy a szkafandert viselő űrhajósok hosszan tartózkodnak úszómedencében, illetve centrifugában, amely a repülés dinamikus szakaszát szimulálja.
A fedélzeti élet 24 órás napokra van osztva. Ezt a ritmust mesterségesen teremtik meg, minthogy egy fordulat az orbitális pályán 90 perc alatt megy végbe (azaz tizenhat napkeltét/napnyugtát foglal magába). Ez lehetővé teszi a földi csapattal is az időbeli összhangot, és tiszteletben tartja a biológiai ritmust. Az űrhajós szakmai tevékenysége kategóriájától függően változik ( hogy űrhajózás-specialistáról vagy kísérletvégzőről van szó), ám ezek a különbségek lassan eltűnnek: az űrhajósnak többféle munkára kell alkalmasnak lennie.

**Az űr meghódításától az űr megismeréséig

*Űrutazás
Az űr kutatásáról nem beszélhetünk anélkül, hogy meg ne említenénk Szergej Koroljovot, akinek hatalmas része volt az asztronautika fejlődésében. Ő hozta létre a folyamatosan tökéletesített R7 rakétát, így neve összekapcsolódik az első nagy űrbeli premierek többségével: a Föld első mesterséges bolygója, a Szputnyik 1 (1957), az első embert szállító űrhajó, Jurij Gagarinnal a fedélzetén (1961), az ember első űrsétája (1965). A Szputnyik 1 földkörüli pályára állítását követően az emberiség belépett az űrkorszakba, és a két nagyhatalom elkeseredett harcba bocsátkozott. Az Egyesült Államokban Werner von Braun kidolgozza a Jupiter rakétát, amely majd felviszi az első tudományos célokat szolgáló mesterséges holdat, az Explorert, néhány hónappal a Szputnyik 1 után. 1958-tól a NASA volt az űrprogramok kidolgozója és végrehajtója. Jurij Gagarin fellövése után egy hónappal, 1961. május 25-én J. F. Kennedy megnyeri az amerikai nemzetet az Apolló programnak, amelyet a Saturnus V rakétához kapcsolódva alakítanak ki. Az első ember, aki a Holdra lépett (N. Armstrong), 1969. július 20-án ér földet. A program azonban az Apollo 17 után pénzügyi okok miatt megszakad, holott az utolsó három repülés volt a legérdekesebb geológiai szempontból.
A Holdért folyó versenyt 1970-ben az alacsony földkörüli pálya elfoglalása váltja fel, az első lakott űrállomásokkal: a Szaljut űrállomás a szovjeteknél, a Skylab, az első orbitális laboratórium az amerikaiaknál. 1975 az Apollo-Szojuz küldetés éve. Azóta több mint négyszáz űrhajós tartózkodott az űrben, és használta ki a mikrogravitáció kivételes körülményeit.
Az oroszok és az amerikaiak ekkor alapvetően eltérő utakra léptek. Az oroszok a hosszú távú űrutazás megvalósítása felé indultak el egy alacsony földkörüli pályán keringő, állandóan lakott űrállomás fedélzetén, az amerikaiak az újrahasznosítható űrrepülőgép kifejlesztésébe fogtak; az űrkomp a rövid ideig tartó, önálló repüléseket segíti. A Shuttle–MIR-program ezt a két elemet egyesítette. A hidegháborút felváltotta a nemzetközi együttműködés, és folynak az előkészületek egy nemzetközi űrállomás létrehozására.

*Nemzetközi űrállomás
Számos késlekedés után, amelyeket elsősorban az orosz gazdaság állapota magyaráz, ma a nemzetközi űrállomás (ISS – International Space Station) létrehozásának és felszerelésének vagyunk tanúi. A program résztvevői az Egyesült Államok, Oroszország, Európa, Japán és Kanada. A már földkörüli pályán keringő állomás építésének kezdeti időszakát éli: az 1998-ban fellőtt Zaria nevű orosz modult és az amerikai Unity összekötő elemet a Zvezda nevű orosz modul egészítette ki 2000. július 26-án. Ez teszi majd lehetővé a komplexum valódi kihasználását; főként a legénység létfenntartásához szükséges rendszereket biztosítja. Az ISS 2005-re készül el: hatalmas orbitális komplexum lesz a maga 415 tonnájával, 1300 négyzetméteres lakóterületével, 110 kilowattos elektromos teljesítményével. Az első állandó legénységet 2000 októberére várják [az előadás 2000 szeptemberében hangzott el – a szerk.], az amerikai laboratóriumot (Destiny) 2001 januárjában szerelik fel. A felszerelés befejezéséhez és az infrastruktúra rendeltetésszerű működésének megindulásához 28 űrkomp-repülésre és közel 40 orosz repülésre van szükség. 2005-ig folyamatosan szerelik fel a technikai elemeket és a szükséges tudományos modulokat. Az űrállomás a század egyik legnagyobb tudományos-technikai programja, még akkor is, ha létrehozását politikai (nemzetközi együttműködés) és stratégiai (az űrhajózási ipar fenntartása) okok miatt határozták el. Az űrállomás hosszú távra szóló multidiszciplináris laboratórium lesz, amelyet állandóan laknak: több mint tíz évig él majd ott egy-egy hét főből álló csapat, amely három hónapos időszakokat dolgozik végig az állomáson. A program megteremti annak a lehetőségét, hogy a világ nagy űrügynökségei megtanuljanak együtt dolgozni, mert csak így válik lehetővé, hogy a jövőben expedíciókat indítsanak a naprendszer kutatására – erre ugyanis egyetlen nagyhatalom sem volna képes egyedül.
Európa részvételéről az ISS-ben 1995-ben, Toulouse-ban döntöttek az ESA (European Space Agency) miniszteri szintű tanácskozásán, majd 1999 májusában, a brüsszeli tanácsülésen határozták meg pontosan a részvétel tartalmát. A program a következőket foglalja magába: az állandó nyomás alatt tartott laboratórium, a Columbus kifejlesztése, amelynek kilövését most 2004 októberére teszik; az automata átrakójármű, az ATV (Automated Transfert Vehicle), amelyet az Ariane 5-nek kell felvinnie 2004 áprilisában, hogy aztán az orosz szektorhoz csatolják; egy mentőjármű, a CRV (Crew Rescue Vehicle) részletes tervének kidolgozása; a felsorolt elemek felhasználásához tartozó előkészítő munkálatok; a 16 tagú (4 francia) európai űrhajóscsapat működéséhez szükséges pénzügyi fedezet biztosítása. A Toulouse-ban ülésező miniszterek tanácsa arról is döntött, hogy elindítják az MFC-programot (Microgravity Facilities for Columbus); ennek keretében szerelik fel a Columbus űrlaboratóriumnak az európaiak használatára fenntartott részét. A program főként egy anyagtani laboratórium (MSL – Material Science Lab) és egy nem szilárd testek tanulmányozására létrehozandó moduláris laboratórium (FSL – Fluid Science Lab) kifejlesztését tartalmazza, illetve fiziológiai felszerelések adaptációját és integrációját (EPM – European Physiological Modules) és egy biológiai laboratórium kifejlesztését (Biolab). Valamennyi eszközt a tudományos közösség rendelkezésére bocsátják.

*A Mars-kutatás jövője
A Hold meghódítása után egy másik régi álom, a Mars meghódítása kísérti az emberiséget. A Mars-kutatás a tudomány egyik fő célja. A Föld típusú bolygó befogadhatta, sőt kifejleszthette az élet primitív formáit. Az ember utazását a bolygóra kettős ok sürgeti: egyrészt a „kutatási vágy”, másrészt az a többlet, amelyet az automaták eredményeihez az ember in situ tehet hozzá. Noha a terv igen nagyratörő, a vállalkozás a jelenleg és a hamarosan rendelkezésre álló eszközökkel megvalósíthatónak látszik (2020–2030 táján). A NASA az első ember vezérelte Mars-utazást 2020-ra teszi (Robert Zubrin-projekt): az első fázisban elhelyeznék a Marson a visszatérésre szolgáló járművet a maga propergol-gyártóművével (a Mars szénmonoxidjából nyert metán és folyékony oxigén). A 6 fős legénység 2 évvel később érkezne meg a Marsra a lakókabinnal és egy második visszatérésre szolgáló járművel, amelyet saját propergol-gyártóművel kapcsolnak össze. A vállalkozás több fázisból állna: 6 hónap az odaútra, 18 hónap a felszínen való tartózkodásra és 6 hónap a visszaútra. A kivitelezhetőségi próbákat a NASA Mars-kutatási programja tartalmazza, amelyeket automatákkal hajtanak végre.

**A tudományos tétek és a földi felhasználás
Két kutatási példát idézünk fel most. Az egyikkel azt mutatjuk be, hogy a szükséges emberi tevékenységnek mi lehet a hozadéka a Hubble űrteleszkópnál. A másik arra szolgál, hogy igazoljuk, a Perseus-küldetés mit jelent a mikrogravitáció tudománya és a mindennapi alkalmazások közti átjárás szempontjából, legyenek azok orvosi vagy ipari alkalmazások.

*A Hubble űrteleszkóp
Ez az egyik legkivételesebb űrmisszió és az egyik leglátványosabb űrhajós-teljesítmény: a földkörüli pályán keringő műholdak javítása, amely azt is bebizonyítja, milyen nagy mértékben kiegészítik egymást az ember vezérelte űrhajók és az automata műholdak. Az űrteleszkóp-vállalkozást a távoli világegyetem tanulmányozására 1990-ben indították el, és húsz évre tervezték. Ez a földkörüli pályán keringő NASA/ESA obszervatórium a világon bárhol működő, a világegyetem összetevőit tanulmányozó csillagászok közösségének gyűjti a megfigyeléseket. Tízéves földkörüli pályán végzett működés után  2400 a Hubble adataira alapozott tudományos írást publikáltak. Azóta három javító és karbantartó küldetést hajtottak végre földkörüli pályán keringő űrkomppal, és egy újabb utazást is terveznek, hogy javítsák a minőségét ennek a rendkívüli eszköznek, amely kezdetben a teljesítményét lerontó hibákban szenvedett.

*A Perseus-küldetés céljai
Az orosz-francia közös űrutazás lehetővé tette, hogy francia tudósok élettani, anyagtani és technológiai kísérleteket végezzenek. A Perseus-misszió, amelyet Jean-Pierre Haigneré 1999-ben hajtott végre a MIR űrállomás fedélzetén, a hetedik francia-orosz közös űrutazás volt. A küldetés jellemzői: hosszú ideig tartott (188 nap); olyan kísérleti programot hajtott végre, amely nyitott volt az európai együttműködésre; a francia űrhajós a kísérletező tudós és a fedélzeti mérnök szerepét egyaránt betöltötte, és űrsétát is végrehajtott.
Az élettan területén az elsődleges feladatok: a gravitációs fiziológia alapkérdéseinek megértése, az űrorvoslás fejlesztése az űrben tartózkodó ember egészségének és hatékonyságának megőrzése érdekében, az ebből származó technikai vagy gyógyászati eredmények továbbítása az orvoslás területeire. A Physiolab laboratóriumot azért fejlesztették ki, hogy tanulmányozzák a különféle vénás, artériás, neuro-vegetatív összetevőket, és a fedélzeten valós időben kövessék figyelemmel és diagnosztizálják az űrhajós „kondícióvesztéses” állapotát. A Cognilab laboratórium, amelyet a neuro-tudományoknak és a robotikának szántak, a kognitív és szenzomotoros folyamatok elemzésének nagyteljesítményű eszköze. A mikrogravitációs állapot azt is lehetővé teszi, hogy feltegyék azokat az alapkérdéseket, amelyek a gravitáció szerepére vonatkoznak az élő anyag növekedésében és strukturálódásában. Ez volt a tárgya a fejlődés biológiáját kutató Genesis kísérleteknek is: bordás gőtéket használtak a megtermékenyülés és az embrionális fejlődés lehetőségeinek elemzéséhez (általános, neuromuszkuláris, vesztibuláris).
 
A világegyetem tanulmányozásában a Comet végzett kísérleteket: üstökös-port kellett gyűjtenie földkörüli pályán, hogy később kémiai elemzéseknek vessék alá a por naprendszerből származó elemeit, abban az állapotukban, amikor még nem érintkeztek a földi légkörrel. A kísérlet, amelyet 1998 novemberében a MIR-ből kilépve végeztek el, lehetővé tette, hogy olyan szemcséket gyűjtsenek be, amelyek a Leonidák rajának alkotóelemei, és a Temple-Tuttle üstökös csóvájából származnak. A földön aztán a legnagyobb teljesítményű laboratóriumi eszközökkel végzett elemzéssel folyik a szemcsék tanulmányozása. Az Exobiologie kutatás abból állt, hogy biológiai természetű mintákat helyeztek ki, aminosavakat és baktériumokat: a stabilitásukat és reagálókészségüket tanulmányozták űrbeli körülmények között, elsősorban a nap ibolyántúli sugárzásának hatásait, hogy megerősítsék azt a hipotézist, mely szerint földön kívüli eredetű aminosavak érkeztek volna bolygónkra.

*Kihatások az orvostudományra
Az űrben végrehajtott kísérletek lehetővé tették, hogy az élettan újabb ismereteket szerezzen az emberről és a környezethez való alkalmazkodásáról. Ezeket az ismereteket aztán az orvostudomány rendelkezésére bocsátották a csontok demineralizációja, a szív és az érrendszeri rendellenességek, az izomsorvadás gyógyítására. A kísérletek az egészségügyi technológia fejlődéséhez is hozzájárultak, ennek ipari következményeivel egyetemben. Egyes az űrbeli kutatásokhoz kifejlesztett miniatürizált műszereket ma már a kórházakban is használnak. A távasszisztencia és a távkezelés gyakorlatát az űrrepülések során alakították ki – mindkettő felhasználható az időskorú betegek felügyeletére vagy távoli helyeken tartózkodó személyek gyógyítására.
Az orvoslásba átültetett technológiák ipari felhasználása évi 7 milliárdos nagyságrendben folyik az Egyesült Államokban. Példaként említhetjük a holter monitort; a rendszert a NASA fejlesztette ki a Skylab programhoz, és az elektrokardiogramm folyamatos, napi 24 órás rögzítését teszi lehetővé. Csaknem minden kardiológiai rendelőben és minden kórházban megtalálható. A beültethető inzulinpumpa azoknak a munkáknak az eredménye, amelyeket a NASA az állatok fiziológiájának megfigyelése terén végzett.

A nemzetközi űrállomáson folyó kutatások tehát hamarosan elkezdődnek, és új irányokba nyitnak, olyan tudományterületeken, mint az alapfizika, az űr nem hagyományos alkalmazásának és felhasználásának kutatása. A program előbb-utóbb eléri a nagykorúságot, és nem kétséges, hogy az űrhajózási ügynökségek és a tudományos közösségek kiveszik a részüket ebből a kivételes és egyedülálló laboratóriumi munkából.

     MIHANCSIK ZSÓFIA FORDÍTÁSA

(A szerző a CNES kutatója, az ESA űrrepülési és mikrogravitációs tudományos tanácsának francia tagja, előadása 2000. szeptember 23-án hangzott el Párisban, az Université de tous les savoirs /UTLS/ keretében.)