Φυσιολογία του διαστήματος

Ειδικού Υποβάθρου

Μαθησιακά Αποτελέσματα Με την ολοκλήρωση αυτού του μαθήματος, οι φοιτητές/τριες θα αποκτήσουν: Γνώσεις - Εξοικείωση με βασικές έννοιες και όρους της φυσιολογίας του διαστήματος, που συνδέονται άμεσα με την άσκηση, τη διατροφή, τη σωματική απόδοση και την υγεία. - Κατανόηση της δομής και λειτουργίας των διαφόρων κυττάρων, ιστών, οργάνων και φυσιολογικών συστημάτων του οργανισμού σε συνθήκες μικροβαρύτητας κατά τη διαστημική πτήση και την παραμονή στο διάστημα, τόσο σε κατάσταση ηρεμίας όσο και κατά τη διάρκεια της άσκησης. - Εμβάθυνση στη συμπληρωματικότητα των φυσιολογικών συστημάτων και στην πολυπλοκότητα των φυσιολογικών μηχανισμών λειτουργίας του ανθρώπινου οργανισμού ως ενιαίου συνόλου, σε συνθήκες μικροβαρύτητας κατά τη διαστημική πτήση και την παραμονή στο διάστημα. - Αναγνώριση της σημασίας των βιολογικών, μορφολογικών και λειτουργικών αλλαγών/προσαρμογών που παρατηρούνται στον ανθρώπινο οργανισμό στο περιβάλλον μικροβαρύτητας του διαστήματος, για τη διασφάλιση της καλής υγείας των αστροναυτών και κοσμοναυτών. Δεξιότητες - Σχεδιασμός εκπαιδευτικών προγραμμάτων φυσιολογίας του διαστήματος και ερευνητικών πρωτοκόλλων άσκησης και διατροφής αστροναυτών και κοσμοναυτών, για τη μελέτη των διαφόρων φυσιολογικών συστημάτων του οργανισμού κατά τη διαστημική πτήση και την παραμονή στο διάστημα ή σε καταστάσεις που προσομοιάζουν σε περιβάλλον μικροβαρύτητας , όπως είναι η γήρανση, η καθιστική ζωή, η μειωμένη φυσική δραστηριότητα, η κατάκλιση στο κρεβάτι μετά από τραυματισμό και η αποπροπόνηση των αθλητών. - Χρήση βασικών φυσιολογικών εννοιών για τη σχεδίαση εξατομικευμένων και επιστημονικά τεκμηριωμένων προγραμμάτων άσκησης, για την προαγωγή της σωματικής απόδοσης και της υγείας των αστροναυτών και κοσμοναυτών. - Δημιουργία, ανάπτυξη και εφαρμογή βιοδεικτών και αξιολόγηση βιολογικών μετρήσεων των διαφόρων φυσιολογικών συστημάτων του οργανισμού κατά τη διαστημική πτήση και την παραμονή στο διάστημα ή σε καταστάσεις που προσομοιάζουν σε περιβάλλον μικροβαρύτητας. - Συλλογή και ανάλυση ποσοτικών και ποιοτικών δεδομένων από τα διάφορα φυσιολογικά συστήματα του οργανισμού σε περιβάλλον μικροβαρύτητας και ερμηνεία φυσιολογικών παραμέτρων σε κατάσταση ηρεμίας και κατά την άσκηση των αστροναυτών και κοσμοναυτών. Ικανότητες - Εργασία αυτόνομα και σε διεπιστημονικές ομάδες για την υλοποίηση προγραμμάτων άσκησης σε καταστάσεις που προσομοιάζουν σε περιβάλλον μικροβαρύτητας , όπως είναι η γήρανση, η καθιστική ζωή, η μειωμένη φυσική δραστηριότητα, η κατάκλιση στο κρεβάτι μετά από τραυματισμό και η αποπροπόνηση των αθλητών και προώθηση της υγείας αυτών των πληθυσμών. - Κριτική αξιολόγηση σεναρίων φυσιολογικών αποκρίσεων/προσαρμογών κατά τη διαστημική πτήση και την παραμονή στο διάστημα ή σε καταστάσεις που προσομοιάζουν σε περιβάλλον μικροβαρύτητας και λήψη αποφάσεων με βάση την ενεργοποίηση ή αναστολή της λειτουργίας των διαφόρων συστημάτων του οργανισμού σε κατάσταση ηρεμίας και κατά την άσκηση αυτών των πληθυσμών - Ανάπτυξη δημιουργικής σκέψης και προσαρμοστικότητας σε εξελισσόμενα περιβάλλοντα στον τομέα της φυσικής δραστηριότητας σε συνθήκες που προσομοιάζουν σε περιβάλλον μικροβαρύτητας - Διαρκής επιμόρφωση και αναζήτηση νέων επιστημονικών δεδομένων στον τομέα της φυσιολογίας του διαστήματος, με σκοπό τη βελτίωση της επαγγελματικής πρακτικής. Οι παραδοσιακές Διεθνείς και Εθνικές Διαστημικές Υπηρεσίες/Διαστημικά Κέντρα παρέχουν θέσεις εργασίας σε επιστήμονες για την έρευνα στη φυσιολογία του διαστήματος, καθώς και για την άσκηση και φυσική προετοιμασία των αστροναυτών/κοσμοναυτών για τις διαστημικές αποστολές τους.

Σκοπός και Περιγραφή Μαθήματος Σκοπός του μαθήματος είναι να παρέχει στους φοιτητές και στις φοιτήτριες τις απαραίτητες θεωρητικές γνώσεις για την κατανόηση των βασικών λειτουργιών και μηχανισμών του ανθρώπινου σώματος κατά τη διαστημική πτήση και την παραμονή στο διάστημα, τόσο σε κατάσταση ηρεμίας όσο και κατά τη διάρκεια της άσκησης. Παρέχει θεμελιώδεις γνώσεις σχετικά με τη λειτουργία των διαφόρων συστημάτων του οργανισμού (καρδιαγγειακό, αναπνευστικό, σκελετικό, νευρικό, μυϊκό, ενδοκρινικό, πεπτικό, ουροποιητικό, αισθητήρια όργανα, μεταβολισμός) σε συνθήκες μικροβαρύτητας. Συνδέει τις βιολογικές, μορφολογικές και λειτουργικές αλλαγές που προκαλεί η μικροβαρύτητα του διαστήματος στο ανθρώπινο σώμα με τις αντίστοιχες αλλαγές που παρατηρούνται σε καταστάσεις μειωμένης φυσικής δραστηριότητας, όπως κατά τη γήρανση, την κατάκλιση στο κρεβάτι μετά από τραυματισμό και την αποπροπόνηση των αθλητών. Αναδεικνύει τη σημασία της άσκησης και της διατροφής στην αντιμετώπιση των οξείων και χρόνιων δυσμενών αλλαγών που προκαλεί η μικροβαρύτητα στον ανθρώπινο οργανισμό (π.χ., διαταραχές στην ισορροπία και στο συντονισμό της κίνησης, καρδιαγγειακά προβλήματα, νευρομυϊκές διαταραχές, μυϊκή ατροφία, οστεοπόρωση, διαταραχές στο μεταβολισμό του ασβεστίου, νεφρολιθίαση, μειωμένη ανοσοαπόκριση, διαταραχή του βιολογικού ρολογιού, πόνοι στην ΟΜΣΣ), για τη διασφάλιση της καλής υγείας των αστροναυτών/κοσμοναυτών. Η κατανόηση αυτών των εννοιών είναι απαραίτητη για την επιστημονική προσέγγιση της άσκησης, της σωματικής απόδοσης και της υγείας των αστροναυτών/κοσμοναυτών, ως βασικό θεμέλιο για τη μετέπειτα εξειδίκευση των φοιτητών/τριών στο σχεδιασμό και υλοποίηση προγραμμάτων άσκησης για αστροναύτες/κοσμοναύτες, και πρόσφατα για τουρίστες σε ταξίδι στο διάστημα. Παράλληλα εξετάζονται ευρύτερα ζητήματα, όπως η συμπερίληψη για να γίνει κάποιος/α αστροναύτης/κοσμοναύτης (φύλο, φυλή, έθνος, άτομα με αναπηρία), καθώς και οι πιθανοί κίνδυνοι από την εμπορική χρήση (εκμετάλλευση) του διαστήματος και τη χρησιμοποίηση του διαστήματος για γεωστρατηγικούς πολιτικούς σκοπούς. Στόχοι Μαθήματος Το μάθημα στοχεύει: 1. Στην περιγραφή των βιολογικών, μορφολογικών και λειτουργικών αλλαγών, οξείων αποκρίσεων και χρόνιων προσαρμογών, καθώς και των πιθανών φυσιολογικών μηχανισμών των αλλαγών/προσαρμογών που παρατηρούνται στον ανθρώπινο οργανισμό σε συνθήκες μικροβαρύτητας, όπως συμβαίνει κατά τη διαστημική πτήση και την παραμονή στο διάστημα. 2. Στην κατανόηση ότι οι βιολογικές, μορφολογικές και λειτουργικές αλλαγές που προκαλεί η μικροβαρύτητα του διαστήματος στο ανθρώπινο σώμα είναι αντίστοιχες σε καταστάσεις μειωμένης φυσικής δραστηριότητας στη γη (που προσομοιάζουν τις συνθήκες μικροβαρύτητας), όπως κατά τη γήρανση, την κατάκλιση στο κρεβάτι μετά από τραυματισμό και την αποπροπόνηση των αθλητών. 3. Στην ανάδειξη του ευεργετικού ρόλου της άσκησης και της διατροφής στην αντιμετώπιση των δυσμενών επιπτώσεων της μικροβαρύτητας στον ανθρώπινο οργανισμό. Προγραμματισμός Μαθημάτων 1η εβδομάδα Εισαγωγή. Η γνώση των βιολογικών, μορφολογικών και λειτουργικών αλλαγών που προκαλεί η μικροβαρύτητα στον ανθρώπινο οργανισμό κατά τη διαστημική πτήση και την παραμονή στο διάστημα είναι σημαντική και χρήσιμη για τους ανθρώπους που ζουν στη γη. Ομοιότητες και διαφορές με τη διαδικασία της γήρανσης, την κατάκλιση στο κρεβάτι μετά από τραυματισμό, την καθιστική ζωή και την αποπροπόνηση. Η βαρύτητα είναι φίλος μας, η έλλειψη της είναι επικίνδυνος εχθρός μας. Η σημασία της ένταξης και της διδασκαλίας του μαθήματος «Φυσιολογία του Διαστήματος» στο πρόγραμμα σπουδών των ΤΕΦΑΑ. 2η εβδομάδα Η ιστορία της εξερεύνησης του διαστήματος μέσα στο ιστορικό, κοινωνικό και πολιτικό πλαίσιο της περιόδου του ψυχρού πολέμου και διαχρονικά. Ανταγωνισμός για την κατάκτηση της σελήνης. «Επανδρωμένα»/Ανθρώπινα διαστημικά προγράμματα/οχήματα. Παραδοσιακές Διεθνείς και Εθνικές Διαστημικές Υπηρεσίες με τα υψηλότερα επίπεδα τεχνικής και προγραμματικής επάρκειας και δυνατότητα εκτοξεύσεις διαστημικού οχήματος, ώστε να στείλουν αστροναύτη/κοσμοναύτη στο διάστημα (NASA, ROSCOSMOS, CNSA,… ESA, JAXA, ISRO). Ελληνικό Κέντρο Διαστήματος (ΕΛΚΕΔ), Hellenic Space Center (HSC). Έχουν ιδρυθεί περισσότερες από 80 Εθνικές Διαστημικές Υπηρεσίες ή Εθνικοί Διαστημικοί Οργανισμοί ή Εθνικά Διαστημικά Κέντρα. Περίπου άλλες 30 υπό ίδρυση. Σύμφωνα με τον ΟΗΕ υπάρχουν 194 ανεξάρτητα κράτη στον κόσμο. 3η εβδομάδα Διαστημικοί Σταθμοί - Δημιουργία και εξέλιξη των διαστημικών σταθμών (Salyut, Skylab, Mir, ISS, Tiangong). Η ζωή στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (International Space Station, ISS). Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός ως πειραματικό εργαστήριο έρευνας, σε ύψος 400 km πάνω από την επιφάνεια της γης. 4η εβδομάδα Γιατί οι αστροναύτες/κοσμοναύτες αιωρούνται στο διάστημα: έλλειψη βαρύτητας ή διαρκής ελεύθερη πτώση; Παραβολική πτήση, μηδενική βαρύτητα, «κομήτης εμέτου» (parabolic flight, zero-g, vomit comet). 5η εβδομάδα Βιολογικές, μορφολογικές και λειτουργικές αλλαγές, οξείες αποκρίσεις και χρόνιες προσαρμογές, των συστημάτων του ανθρώπινου σώματος κατά τη διαστημική πτήση και την παραμονή στο διάστημα. Αλλαγές στα συστήματα του ανθρώπινου σώματος: Καρδιαγγειακό, Αναπνευστικό, Σκελετικό, Νευρικό, Μυϊκό, Ενδοκρινικό, Πεπτικό, Ουροποιητικό, Αισθητήρια όργανα, Μεταβολισμός. 6η εβδομάδα Βιολογικές, μορφολογικές και λειτουργικές αλλαγές, οξείες αποκρίσεις και χρόνιες προσαρμογές, των συστημάτων του ανθρώπινου σώματος κατά τη διαστημική πτήση και την παραμονή στο διάστημα. Αλλαγές στα συστήματα του ανθρώπινου σώματος: Καρδιαγγειακό, Αναπνευστικό, Σκελετικό, Νευρικό, Μυϊκό, Ενδοκρινικό, Πεπτικό, Ουροποιητικό, Αισθητήρια όργανα, Μεταβολισμός. 7η εβδομάδα Οξείες φυσιολογικές αλλαγές: η μετατόπιση των υγρών του σώματος προς το κεφάλι («puffy face»), διαταραχές στο αιθουσαίο σύστημα στο έσω αυτί (που επηρεάζουν την ισορροπία και το συντονισμό της κίνησης), ναυτία, ίλιγγος και ζάλη, πονοκέφαλος, άγχος/ανησυχία. Χρόνιες φυσιολογικές αλλαγές: η ακτινοβολία (που προκαλεί καταστροφή του DNA), η διαταραχή της όρασης και της γεύσης, νευρο-οφθαλμικό σύνδρομο, καρδιαγγειακά προβλήματα, νευρομυϊκές διαταραχές, μυϊκή ατροφία, οστεοπόρωση, διαταραχές στο μεταβολισμό του ασβεστίου, νεφρολιθίαση, μειωμένη ανοσοαπόκριση, διαταραχή του βιολογικού ρολογιού, πόνοι στην ΟΜΣΣ, καθώς και ορθοστατικές διαταραχές κατά την επάνοδο στη βαρύτητα. Άγνωστο επικίνδυνο περιβάλλον, μειωμένη δυνατότητα άμεσης επιστροφής στη γη, έλλειψη ζωτικού χώρου, περιορισμός, απομόνωση, μονοτονία. 8η εβδομάδα Είναι διαφορετικά στο Διάστημα. Υγιεινή - Ύπνος - Διατροφή - Άσκηση - Υγεία στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. 9η εβδομάδα Η άσκηση και η διατροφή ως αντίμετρα για την άμβλυνση ή και την αναστολή των δυσμενών αλλαγών που προκαλεί η μικροβαρύτητα στον οργανισμό. Άσκηση στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Η «αίθουσα γυμναστικής» και τα μηχανήματα άσκησης στον ISS. Οι αστροναύτες και οι κοσμοναύτες ασκούνται καθημερινά για περίπου 2 ώρες (1 ώρα για αερόβια ικανότητα και 1 ώρα για μυϊκή ενδυνάμωση) σε ειδικά μηχανήματα κατά την παραμονή τους στο διεθνή διαστημικό σταθμό. 10η εβδομάδα Πειραματικά μοντέλα και πειραματόζωα στην υπηρεσία της εξερεύνησης του διαστήματος. Η τεχνητή βαρύτητα (artificial gravity) ως μέθοδος για την αντιμετώπιση των δυσμενών αλλαγών που προκαλεί η μικροβαρύτητα στον οργανισμό. 11η εβδομάδα Τι χρειάζεται για να γίνει κάποιος/α αστροναύτης/κοσμοναύτης; Υπάρχουν ίσες ευκαιρίες για όλους/ες να γίνουν αστροναύτες/κοσμοναύτες; Φύλο, φυλή, έθνος, άτομα με αναπηρία. 12η εβδομάδα Διάστημα και πολική. Από την εθνική κυριαρχία των κρατών στην ιδιωτική πρωτοβουλία των εταιριών/μεγιστάνων. Θα παραχωρήσουν οι κυβερνήσεις την άσκηση της γεωστρατηγικής πολιτικής στους ιδιώτες; Διαστημικά σκουπίδια και δορυφόροι χαμηλής τροχιάς. Ένα σοβαρό πρόβλημα για την παγκόσμια ασφάλεια που εντείνεται και δημιουργεί παγκόσμια κρίση. Ανάγκη για ένα διεθνείς ρυθμιστικό πλαίσιο κανόνων για την εμπορική χρήση του διαστήματος 13η εβδομάδα Το ρομαντικό παρελθόν, το αβέβαιο παρόν και το ανησυχητικό μέλλον στην εξερεύνηση του διαστήματος και στην εμπορική χρήση (εκμετάλλευση) του. Διαστημικός τουρισμός. Από τους επαγγελματίες αστροναύτες και κοσμοναύτες στους διαστημικούς πολίτες ταξιδιώτες.

Διάστημα, μικροβαρύτητα, οξείες αποκρίσεις, χρόνιες προσαρμογές, άσκηση, διατροφή, ανθρώπινος οργανισμός

01-07-2025