Träning är inte bara för jordbundna idrottare-astronauter måste hålla sig i form medan de är i rymden. Se fler astronautbilder. Getty Images/Getty Images Alla NASA -astronauter står inför viktlöshet i rymden. Den långsiktiga effekten av förlängd tid i en tyngdfri miljö är att den försvagar kroppen. Rymdflygningar gör att musklerna förstörs och ben minskar i täthet. För att förhindra det, eller åtminstone begränsa skadan, NASA har friidrottstränare och fysiska rehabiliteringstekniker i personal för att få astronauter i form för rymdflygningar. Tränare lär också astronauter hur de ska hålla sina kroppar i perfekt form under flygningen och sedan arbeta med dem för att återställa sitt fysiska tillstånd när de har återvänt till jorden.
Tränare har utvecklat olika tränings- och styrketräningsprogram för varje steg i uppdraget. De fokuserar främst på flerled, viktbärande och underkroppsövningar för att ta itu med de delar av kroppen som vanligtvis försvagas av bristen på gravitation. Muskelatrofi och bentäthetsförlust kommer sannolikt att inträffa i underkroppen, som används mindre än armarna och bålen i rymden på grund av viktlöshet. Aktiviteter som att stå och gå ger våra muskler och ben en konstant träning på jorden; men i rymden, de vänjer sig knappt alls.
NASA forskning och utveckling av utbildningsprogram och maskiner för att förbereda, underhålla och rehabilitera astronauter har bidragit väsentligt till den allmänna kunskapen om fysiologi (övningsvetenskap). Det har också resulterat i kommersiellt tillgängligt, NASA-inspirerad tränings- och sjukgymnastikutrustning.
Studier utförda av NASA på rymdresors effekter på kroppen - studier som började i rymdprogrammets tidiga dagar, innan någon ens hade lämnat jorden ännu-visat att långvarig exponering för rymden med låg gravitation i rummet ledde till en minskad mängd kalcium i benen, missbildade blodkroppar och ett extra lager fett runt hjärtat (relaterat till minskad fysisk aktivitet). NASA-läkare genomförde flygundersökningar efter astronauter, alla upplevde förlust av ben- och muskeltäthet. Byrån beslutade att den skulle behöva utveckla träningsprogram och utrustning som är specifik för astronauternas särskilda behov.
Innan NASA:s rymdstation Skylab lanserades 1973, byrån anlitade Boeing -ingenjören Gary Graham för att utforma en kardiovaskulär träningsmaskin som skulle hålla hjärtat i form och optimera blodflödet. Astronauter måste också kunna använda den i rymden. Graham och hans team på NASA tog slutligen fram en träningsmaskin för astronauter som heter CMC Shuttle 2000.
För att använda CMC Shuttle, astronauter ligger på ryggen på en vagn som glider på en skena. Nästa, de skjuter fötterna från en sparkplatta och drar sedan sig själva medan de håller i justerbara elastiska snören som ger motstånd. För varje upprepning, maskinen flyttar användarens membran och utövar bröstkaviteten, attrahera blod till hjärtat och hjälpa till att bibehålla både hjärthälsa och övergripande blodflöde.
Astronauter använde CMC Shuttle på 84-dagars Skylab-uppdraget från 1973 till 1974. Baserat på observationer av hjärtan, muskler och blodflöde hos astronauterna som använde det under flygning, ytterligare förbättringar gjordes till designen. Ett företag som heter Contemporary Design licensierade tekniken från Graham och NASA 1991 och producerade en kommersiellt tillgänglig utrustning som heter Shuttle 2000-1. Finns främst i diagnostiska och rehabiliterande miljöer, det är en av få maskiner som används av patienter på sängstöd. Det håller inte bara dessa patienters hjärtan friska och deras blod flyter ordentligt, Shuttle 2000-1 förhindrar att ben och muskler som sällan används utsätts för atrofiering.
Höga idrottare använder också Shuttle 2000-1. Övningarna som utförs på maskinen - kallad plyometrics - ger stark, snabb, muskelsammandragningar. Dessa övningar behandlar muskler som laddade, lindade fjädrar, ger stora utbrott av hastighet och kraft när de släpps. Så, om behovet är av rehabilitering, underhåll eller ta kroppen till nästa fysiska nivå, en maskin utvecklad av NASA för astronauter gör det möjligt.
I slutet av 1980 -talet NASA-forskaren Robert Whalen fick i uppgift att hitta sätt att hjälpa astronauter att behålla sin styrka med nya flygningar, i rymden övningar. För att en kropp i rymden ska behålla sitt normala fysiska tillstånd, träning kräver vikter för att simulera tyngdkraftens effekter på jorden. Whalen föreslog att man skulle använda differentiellt lufttryck i rymdflygningsövningar. Att tynga ner astronauter med luft medan de tränar skulle efterlikna gravitationen, vilket förhindrar nedbrytning av ben och muskler.
Fram till den tiden, Mellanflygträning för astronauter var både svår och ofullkomlig. NASAs standardutrustning var brant, löpband mot tyngdkraft. Att stanna på plats, astronauter utnyttjades till maskinen. Det var inte bara obehagligt, men det kvävde rörelserna i musklerna som det skulle hjälpa. Whalen ändrade löpbandskonceptet genom att tillämpa höga lufttryckskrafter som specifikt kalibrerats för att matcha den effekt gravitationen skulle ha på den astronauten.
Whalens G-Trainer liknar ett löpband som är inneslutet i ett hoppborg. Användaren klättrar i ett lufttätt hål ovanför slitbanan. Väl där, astronauten springer eller går, och maskinen kalibrerar de uppblåsbara sektionerna, applicera lufttryck på astronautens vikt, lyfta kroppen efter behov för att trycka tillbaka på underkroppen och tillhandahålla samma service manuellt som tyngdkraften gör naturligt.
Under 2005, NASA och Whalen licensierade patentet för G-Trainer till ett företag som heter Alter-G, Inc, som anpassade maskinen för både medicinskt bruk och friidrottsträning. Dess AlterG Anti-Gravity Löpband ger stöd för fysiska rehabiliteringspatienter med minskad styrka i underkroppen. Men det är en stor skillnad mellan den och NASA -modellen, eftersom, tekniskt, löpbandet gör på jorden motsatsen till vad det gör i rymden. I rymden, luften tillför vikt och ger hälsosamt motstånd. På jorden, det tappar vikt. I dag, G-Trainer används i stor utsträckning på rehabcentra, militära sjukhus och i utbildningsanläggningarna för både professionella och högskolans idrottslag.
NASA delar aktivt sin kunskap med idrottsutbildningsgemenskapen, erbjuder även en praktikplats för atletisk träning. Öppen för studenter som driver en karriär inom friidrottsträning, praktiken ger värdefullt, verklig upplevelse. Fysisk medicin och rehabilitering av muskler och ben täcks, liksom fysiska utvärderingar av patienter (inklusive astronauter). Praktikanter har också möjlighet att hjälpa till att designa rehabiliterings- och träningsprogram.
