Posilování ve vesmíru a pálení astronautské moči

Ahoj, vítejte u Smarter Every Day. Když dělám video,
na začátku mám nějakou otázku a zhruba vím, kam mě dovede. Tentokrát je to jinak. Začneme v posilovně a skončíme
hluboko v Johnsonově vesmírném středisku, kde se sejdeme s paní, která zapaluje moč astronautů. Všichni víme, že ve vesmíru
nečinný astronaut ztratí svaly.

Na Zemi je to jinak. Když zvednu tohle závaží,
tak něco váží. Takže mám otázku. Jak astronauti posilují ve vesmíru? Abych se to dozvěděl, ptal jsem se
astronautů Dona Pettita a Mika Hopkinse. Vypadá to, že jsi neposiloval
tolik jako tenhle chlap. - Já jsem Destin.
- Ahoj, Mike. - Rád tě poznávám.

Ty jsi expert
na posilování ve vesmíru? Nejdřív jsem posiloval na Zemi,
a pak to přivedl i do vesmíru. Když se podíváš na lidi jako my... Hřebce, abychom si to ujasnili. No, lidi jako my. Jsme uprostřed života, zdraví, ale ve vesmíru máme
na těle symptomy podobné nemocím, a to v mnoha různých ohledech, což je skvělá
příležitost ke studiu těchto jevů, co je způsobuje
a jak jim předejít.

Některým z těchto nemocí
trvá roky, než se projeví na Zemi, ale ve vesmíru
se objeví za pár měsíců. Dobře. To je další výhoda
zkoumání na oběžné dráze. To dává smysl. A teď používáme tento přístroj,
kterému říkám bestie.

Ostatní mu říkají ARED. Co to znamená? Pokročilý odporový cvičební stroj. Tady je expert, doktor Bob. Musíte si ty astronauty hlídat. Je potřeba dobrý inženýrský mozek, aby vytvořil stroj,
který umožňuje posilovat bez gravitace. Než doktor Bob vysvětlí ARED,
chci na to zkusit přijít sám.

Nejdřív mě napadla pružina, ale čím více ji natáhnete,
tím víc síly je potřeba. Závaží působí konstantní silou,
takže to by nešlo. Pak mě napadla elastická guma,
ale to je podobný případ. Nakonec mě napadl
válec naplněný vzduchem. Když zacpete jeho konec
a zatlačíte, fungovalo by to. Ale když se zmenšuje objem,
zvyšuje se tlak, což vyžaduje větší sílu. Tak jak to dělají?

Základem stroje jsou tyto dva válce. Uvnitř nich je vakuum. Kdybyste se podíval dovnitř,
uvidíte píst, který... Počkejte, protože vakuum je neměnné. Vakuum je pořád stejné. Takže místo tlačení
proti vzduchu budete tahat. Vakuum je mezi pístem a vrškem válce. K válci je připevněná tyč, která vychází dole
a je uchycená tady a tady.

Vakuum se snaží
tyto tyče vytáhnout nahoru. - Jako stříkačka.
- Přesně tak. Tohle je opravdu chytré. Máte válec, píst a všude
kolem atmosférický tlak. Když zatlačíte píst až na konec,
uzavřete válec a zatáhnete za píst, vytvoříte vakuum. Protože tlak vzduchu na stanici
tlačí na píst, vytváří sílu.

A co je důležitější,
konstantní sílu. Je to velmi jednoduché a chytré. Jak vakuum táhne píst nahoru, tlačí na toto rameno směrem dolů. Takže píst jde nahoru,
rameno jde dolů. Konstantní silou. Právě teď vakuum drží
tohle rameno nahoře na doraz. Když se Mike postaví, uvolní se.

A teď už drží na ramenou 25 kilo. Je to složitější než jsem myslel. Řeknete to ještě jednou? Vakuum tlačí dolů. Teď stojí a tlačí na něj síla vakua. Destine, je to jednoduchá páka. Tohle je Archimédés. Don má pravdu, je to jen páka.


Když vakuum táhne nahoru na jedné straně, na druhé bude
tlačit konstantní silou dolů. Pomocí posunování otočného
bodu navíc můžete měnit i sílu. Mohou tedy sílu jednoduše měnit, takže někdo jako já může
posilovat s někým jako Mike a Don. Páni. Je to jako závaží. Je to úplně jako závaží. Tak to bylo konstruované. Mám tady otázku.


Jde tady jen o svaly? Jde o svaly, o kosti... Co tím myslíte? O hustotě kostí, posilování kostry. Myslel jsem,
že se posiluje kvůli svalům. Je to tak. Ale zároveň
namáháte celou kostru. Zejména kyčle a páteř. Všechno pod úrovní pasu
ve vesmíru nepoužíváte. Co tedy zlepšujete
zatížením kostry, říkal jste hustotu?

Ano. Zatížení kostry
podporuje růst kostí. Chceme tedy minimalizovat ztráty tím, že kosti co nejvíce stimulujeme. - Je to ve vesmíru problém?
- Obrovský. Co tím myslíte? Bez toho vám kosti můžou
zřídnout o 2–2,5 % za měsíc. Slyšeli jste to?
2,5 % za měsíc? To je při delší době šílené!

Kosti vám úplně zmizí! Takže po 30 měsících
máte poloviční hustotu kostí? Je to možné. Ale my neposíláme
lidi na stanici, aniž by posilovali. Když to na Mars
a zpátky trvá tři roky, ztratit část hustoty
kostí každý měsíc je problém. Tak jsem o tom
začal číst a zjistil jsem, že zejména řídnou kosti ze spodní části zad,
kyčle a stehenní kosti.

To dává smysl, protože tam si
nejčastěji zlomí kost i staří lidé. Abych tomu lépe porozuměl, šel jsem do biochemické
laboratoře pro výživu, kde jsem se dozvěděl,
že většinu potřebných minerálů vyčůráte. Jsem tu s doktorem Smithem v biochemické laboratoři pro výživu
v Johnsonově vesmírném středisku. - Moc hezké logo.
- Děkuji. Všiml jsem si,
že máte na stole moč.

Čím je důležitá? Jsme v biochemické
laboratoři zaměřené na výživu, hodně se soustředíme
na studium kostí. Vaše životospráva
má totiž na kosti velký vliv. Například vápník
a další faktory ovlivňují kosti. Hodně se tedy o tyto věci zajímáme. Nejvíce se o nich dozvíme
pomocí vzorků krve a moči. Naše těla jsou chytrá.


Udrží kostru ve fungujícím stavu. To znamená, že vytváří tolik kosti,
kolik se jí opotřebuje. Je to cyklus. Zároveň vytváříte
i ztrácíte část kosti. Ano, a dokud to děláte
ve stejné míře, všechno je v pořádku. Ale když jedno začne převládat
nad druhým, ztratíte rovnováhu. Tohle je mrazák s teplotou -60 °C,
máme jich ještě tucet nahoře. A další tucet je asi
dvě hodiny odsud v bunkru. Když tady udeří hurikán nebo
vypadne elektřina, vzorky neztratíme.

Vážně? Musíte takhle
chránit moč astronautů? Ano, nevěřil byste tomu. Je považována za národní bohatství. To je můj sen, aby moje moč byla
považována za národní bohatství. Není to úplně
jako kus skály z Měsíce. Ale když se nad tím zamyslíme,
tak to nelze napodobit. Protože na vytvoření takové moči se
použilo tolik peněz, že je nenahraditelná. To je pravda.

Jestli o to stojíte,
Anna zkoumá moč právě teď. Vážně? Takže Anno,
vy vkládáte moč do toho přístroje? Ano, ředím ji v poměru 1:100. Jaké to je,
mít v rukou národní bohatství? Přičemž to bohatství je moč? Je to opravdu výjimečný pocit. To je dokonalá odpověď.

Tento přístroj zkoumá vápník v moči. Takže tam se ztratí kostní hmota? - Vyčůrají svoje kosti.
- Ano, vyčůrají svoje kosti. Tady je oheň! - To jste mi neřekla!
- Ne, neřekla. - Proč je tady oheň?
- Přístroj vloží vzorek do ohně a pak měří absorpci světla při hoření. Pomocí statistik a křivek je poznat,
že z plamene absorbuje různé vlnové délky, což ukáže, kde je vápník.

To zní dost složitě,
ale chci říct, co se tu doopravdy děje. Vlastně se tu pálí moč astronautů. A pak se sleduje
barva hořící astronautské moči. - Je to tak?
- Ano. Když jsme dělali rentgenové
snímky posádky používající ARED, jejich kosti měly stejnou
hustotu jako před odletem. - To se nikdy předtím nestalo?


- Nestalo, ani s cvičením. Tohle je procentuální změna
hustoty kostní tkáně za měsíc. Tohle je posádka Miru,
kde neměli žádné odporové cvičení, tady je posádka
s dřívějším strojem iRED, a tady je ARED. Nemůžeme na Mars,
nemůžeme na Mars, můžeme na Mars. Teoreticky ano. - Díky AREDu. - Pořád jsou
tu otázky ohledně síly... Chápu, ale pojďme na Mars.


Tahle data jsou dost jasná. Také si myslíme. Na tomto výzkumu je úžasné i to,
že to, co objeví tady v NASA, lze aplikovat i mimo vesmír. V budoucnosti poznatky o kostech
pomůžou i lidem, jako je moje babička, která se zotavuje po zlomení kyčle. Přijde mi to úžasné. Snad se vám tento díl líbil, Smarter Every Day
je sponzorováno audible.com.

A doporučuji vám knihu
Packing for Mars od Mary Roach. Poslouchal jsem
ji po cestě do Houstonu. Tahle kniha se mi moc líbila. Je o tom, co lidské tělo dělá,
když je ve vesmíru. Co se stane s tím,
co vyloučí vaše kůže? Jak vaše tělo měří krevní tlak? Jak je to ovlivněné gravitací? Samé divné věci.

Lidské tělo dělá i brutálnější věci,
takže to neposlouchejte s dětmi. Doporučuji to, jak jen mohu,
Packing for Mars od Mary Roach. Zadarmo na audible.com/smarter.
Bude se vám líbit. Také se koukněte
na další díly z vesmíru, snad jsem si zasloužil váš odběr. Nebo mě podpořte na Patreonu.
Ale jen podle zásluhy. Každopádně díky za pozornost, já jsem Destin,
vy jste den ode dne chytřejší, mějte se.

Je to jako závaží.
Je to úplně jako závaží. Tak to bylo konstruované. - Takže cítím sílu setrvačníku?
- Jo. Tyhle detaily jsou ve stavu
beztíže opravdu důležité. To mě podrž. Je to jako mít závaží na ramenou. A to ukazuje, co inženýři dokáží,
když před ně postavíte výzvu a dáte jim volnou
ruku při vymýšlení řešení.

Ani nemám rád posilování, ale tohle... Je to úžasné. Přísloví 17, 22.