حدثا صعدنا بالسماء إلى طبقات الجوالعليا ينقص الهواء ويقل الضغط الجوي ، وينقص الأكسجين وتتمدد الغازات في المعدة فتضغط على الحجاب الحاجز فيضغط على الرئتين ويضيق الصدر ويشعر المرء بالإجهاد والصداع، والشعور بالرغبة في النوم، وصعوبة التنفس ، وضيق الصدر ، فيصعب التنفس ويغمي علي الشخص

وطب الفضاء space medicine هوفرع وقائي من الطب يتناول المتغيرات الفسيولوجية والنفسية علي الجسم البشري أثناء الطيران في الفضاء .بينما طب الطيران flight medicine, aviation medicine يتناول دراسة تأثير الجو المحيط بالأرض . كما حتى طب الفضاء بتناول تأثير الفضاء فيما وراء هذا الجوالمحيط . فطب الطيران يفهم ظروف العمل المهنية للعاملين المختصين بالطيران للحفاظ على صحتهم والحمل من قدرتهم على العمل وتأمين السلامة للطيران . فحوالي 50% من كوارث الطيران سببها الطيار . لهذا يهتم طب الطيران بدراسة مسببات كوارث الطيران المتعلقة بالوضع الصحي والاستعداد المهني والأخطاء المرتكبة لطاقم الطائرة أثناء الطيران. وتأهيل أطباء الطيران لحل المشاكل التي تقابل للمسافرين وتقديم التأمين الطبي للطيران العسكري والمدني .

تاريخ طب الطيران

في عام 1784بعد مرور سنة علي أول رحلة طيران بالمنطاد (البالون ) نشأ طب الطيران بدراسة التأثيرات الفسيولوجية علي ركابه . حيث قام جون جيفريز John Jeffries بدراسة تكوين الهواء من فوق منطاد . وكان الطبيب الفرنسي بول بير قد نشر عام 1878 أول دراسة بعنوان الضغط البارومتري La pression barometrique عن تأثير رحلات الطيران وتغير الضغط الجوي ومكونات الهواء علي صحة الإنسان . وفي عام 1894 صمم الفسيولوجي النمساوي هيرمان فون شروتر Herman Von Schrötter قناع الأكسجين الذي استطاع عالم الأرصاد الجوية أرتر بيرسون الصعود به لارتفاع 9150 متر . نشأ طب الطيران مع ظهور الطيران في أوائل القرن العشرين . ففي عام 1910 أصبح طب الطيران أحد فروع الطب في فرنسا وألمانيا وإنجلترا وإيطاليا وأمريكا . وفي روسيا كان بعد قيام الثورة.البلشفية عام 1917 . وكان الأطباء يهتمون بالكشف الطبي علي المرشحين للتدريب كطيارين . ثم أخذ طب الطيران يتطور ويضم وسائل الإنقاذ والشروط الصحية والجسمانية والنفسية للمرشحين للدراسة في معاهد الطيران . وتقييم الحالة الصحية والوظيفية لطاقم الطائرة ، والتأمين الصحي للطيران . وتقديم الخدمة الاسعافية للطاقم والمسافرين والمساعدات الطبية أثناء الطيران وفي ظروف الإخلاء الجوي للسقمى والمصابين.وتأثير الإرتفاعات والسرعات علي الجسم . كما يعني بتجهيزات الطائرات وتغذية الطيارين . واستطاع تيودور ليستر غام 1934 تصميم بدلة مكيفة الضغط الجوي pressurized suit . وفي سنة 1942 صممت أول بدلة ضدالجاذبية anti-gravity suit . ان الطريقة المثلى للتأمين على سلامة الطيران في الارتفاعات يعتبر استعمال القمرة المحكمةالإنسداد.

فسيولوجياالطيران

علي ارتفاععشرة آلاف قدم وحتي 50 ألف فدم يوجد نقص في كمية الأوكسجين في هذه المنطقة وانخفاض في الضغط الجوي ، فتظهر علي الشخص أعراض نقصان الأوكسجين (hypoxia) وأعراض انخفاض الضغط الجوي .وعلي ازدياد 50 ألف قدم وحتي 633 ألف قدم لايمكن للإنسان حتى يعيش حتى لوتنفس 100% أوكسجين، ولابد له حتى يرتدي ملابس الفضاء المجهزة ، ليتحمل الانخفاض في الضغط الجوي ، ونقص الأوكسجين في هذه الارتفاعات. فراكب الطائرة لوفشلت الأجهزة في ضبط الضغط الجوي داخل الطائرة يتعرض لنقص الأكسجين بالحويصلات الهوائية والأنسجة حينما يصبح علي ارتفاعات عالية. . وعندما نصل إلى ارتفاعات 40 ألف قدم فإن الضغط الجوي للأوكسيجين يهبط بسرعة إلى مستوى يشكل خطورة على الحياة. والارتفاع الحرج هوالإرتفاع الذي يصل فيه الضغط الجوي إلى 87مم/زئبق . وعادة ماقد يكون علي ازدياد 50 ألف قدم، . فظاهرة نقص الأوكسيجين تتعلق بالضغط الجوي، والارتفاع، ونسبة هجريز الأوكسيجين في الدم. . عملي ارتفاععشرة آلاف قدم إلي 16 ألف قدم من مستوي سطح البحر لاتوجد أعراض ظاهرة لنقص الأوكسجين ولاتتأثر الرؤية بالنهار. ويعمل الجسم على عدم ظهور أعراض نقص الأوكسجين ، إلا إذا طالت مدة التعرض له أويذل مجهود شاق فيزدادة التنفس عدداً وعمقاً، ويزيد النبض ويرتفع ضغط الدم وسرعة الدورة الدموية . ولوزاد الإرتفاع حتي يبلغ 25 الف قدم . فيعاني الشخص من نقص الأكسجين الحاد وبعد هذا الإرتفاع يفقد المرء الوعي تماما . بسبب الخلل التام في الجهاز العصبي .ونتيجة لانخفاض الضغط الجوي تمدد حجم الغازات في جسم الإنسان عند تعرضه لانخفاض الضغط الجوي في الارتفاعات العالية. فتتمدد هذه الغازات المحبوسة في تجاويف الجسم . أو تتصاعد الغازات الذائبة في خلايا الجسم على هيئة فقاعات من غاز النيتروجين لانخفاض الضغط الجوي . فإذا زاد حجم الغازات الموجودة داخل المعدة فإنها تتمدد وتضغط على الرئتين فشعر لمرء بضيق في التنفس .وآلام شديدة بالبطن . وتتمدد الغازات في الرئتين عند الارتفاع ويزداد حجمها وتخرج مع الزفير . لكن لوكتم المرء نفسه أثناء الارتفاع المفاجئ فإن أنسجة الرئتين تصاب بالتهتك وتتمزق بسبب ضغط الغازات وتمددها السريع . مما تحدث آلاما بالأسنان والضروس والأذن الوسطى والجيوب الأنفية بسبب زيادة حجم هذه الغازات. وهذه الحالة قد تحدث أيضا للغواصين عندما يصعدون من الأعماق حيث الضغط العالي فجأة للسطح لضغط أقل . وظهور فقاعات النيتروجين تسبب آلاما شديدة بالمفاصل والاخـــتناق . ونتيجة تصاعد فقاعات «النيتروجين» من أنسجة الرئتين حول الشعيرات الدموية وداخلها. فينتاب المرء سعال جاف مؤلم ، وآلام في التنفس العميق. وتحت الجلد تظهر الفقاعات وتسبب حساسية .وتتأثر الرؤية وقد يجدث شلل جزئي أوكلي. ويشعر الشخص بصداع ، وإغماء ، وصدمة عصبية ، وزرقة في الجسم ، تؤدي إلى الوفاة .لهذا نجد فيسيولوجياً الطيران بالارتفاعات وهبوط الضغط وسرعات الطائرة, وهزاتها والضجيج الذي تحدثه. وعدم إحكام سد المقصورة يؤدي إلى هبوط الضغط ، ولووقع أي تسرب فجائي بها يسبب الهبوط المفاجىء للضغط ونقص حاد في الأكسجين بها .وفي الإقلاع السريع لأعلي تهجر الغازات الأنسجة وعلي ازدياد 19 كم تبدأالفقاعات الغازية بالظهور تحت الجلد . لهذا لحماية ىالطيارين من قلة الضغط والأكسجين يرتدون بدلة خاصة للحماية في الإرتفاعات والفضاء وتسبب المحركات ضجيجا يؤثر علي السمع. فتعزل المقصورة عن الصوت ويرتدي الطيار والركاب واقيات من الضجيج . كما حتى الطائرات تتعرض للإهتزازات لهذ تبطن الطائرة وارضيتها بمواد ماصة للإهتزازات التي تؤثر بتردداتها علي الجسم واليدين والقدمين

التسارع

يعني طب الطيران بالتأثيرات علي البشر نتيجة السرعة العالية والارتفاعات الشاهقة ويضم أيضا تأثير عوامل تسارع acceleration أوتباطؤ deceleration المركبة اوالطائرة والضغط الجوي وانعدام الضغط Decompression. والسرعة العالية لاتسبب أعراضا ضارة لكن الخطر يكمن في قوي التسارع أوالتباطؤ وهذا يعبر عنه بمضاعفات قوة الجاذبية الأرضية عند مستوي سطح البحرأوالأرض. فالبدلة للحماية ضد الجاذبية . لأنها تمد الجسم والساقين وتمنع تجمع الدم بهم وتسند الرأس جيدا أثناء التباطؤ الشديد للسرعة لتحاشي تورم الجيوب الأنفية والصداع الشديد . واثناء الطيران هناك حاجة مستمرة للأكسجين رغم حتى الأكسجين المخزون بالجسم يوجد في مجري الدم والعضلات يمكن حتى تعمل مؤقتا بدون اكسجين لكن المواد السامة التي تنتجها تحد من نشاطها . وأول ما يتاثر بنقص الأكسجين العين والمخ . فالجوالمحيط به 21% أكسجين في مستوي سطح البحر وتحت الضغط الجوي العادي . والإرتفاع لحد 15 ألف قدم كافيا لاستمرارية الحياة للإنسان . وفوق هذا الإرتفاع لابد للهواء الجوي حتىقد يكون مضغوطا صناعيا ليفي بحاجة الإنسان للتنفس . فالطائرات الحربية التي ترتفع مجهزة بمعدات الأكسجين ، لأن الطيار العسكري محتاج له طول الوقت عندما يصعد فوق10 آلاف قدم. فالكابينة تكون مكيفة بالضغط .والطياريرتدي بدلة للحفاظ علي الضغط وتمده بالأكسجين ليستطيع الطيران فوق 55 ألف قدم . والطائرة المدنية التجارية لها نظام اكسجين خاص بها وكابينات مجهزة بالضغط لتجعلها كأنها علي ازدياد 6000 قدم ولوأنها في الأصل علي ازدياد 22000 قدم قد يشعر المسافر بالطائرة بألم في الجبهة أوالوجنتين وقد يصاب بزكام ويشعر بصداع أثناء إقلاعها أوهبوطها. ونجد الجيوب الأنفية (PARANASAL SINUSES) هي ثمانية جيوب تعبير عن تجاويف مملوءة بالهواء داخل جمجمة الإنسان مبطنة من الداخل بأغشية مخاطية مماثلة للأغشية الموجودة داخل الأنف. وتعمل علي تحسين الصوت وإعطائه رنينا. ولها فتحات لتتم تهويه الجيوب الأنفية ومعادلة الضغط داخلها مع الضغط الخارجي. وعند الارتفاع في الجويتمدد الهواء داخل الجيوب الأنفية فيصبح الضغط داخلها أكبر من الضغط الخارجي فيخرج الهواء من الفتحات التي تربط الأنف بالجيوب الأنفية . وعند الهبوط يحدث العكس حيث ينكمش الهواء ويصبح الضغط داخل الجيوب اقل من الضغط الجوي فيدخل الهواء للجيوب عن طريق الفتحات ذاتها. ففي حالة الزكام أوحساسية الأنف فإن الأغشية المخاطية تحتقن وتنتفخ وهذا يؤدي إلى تضييق أوإغلاق الفتحة التي تربط الجيوب بالأنف فتؤدي إلى بالتهابها الجيوب والشعور بألم بالوجه والجبهة والأسنان وقمة الرأس وشدة الألم تتفاوت من ألم سهل إلى شديد وذلك حسب صعوبة عملية مرور الهواء بالجيوب الأنفية .فعند الإقلاع يتمدد الهواء ولا يجد منفذا للخروج ، فيسبب ضغطا شديدا على جدران الجيب الأنفي المصاب فيشعر الشخص بألم شديد. وعند الهبوط فإن الهواء ينكمش ويصبح الضغط خارج الجيب الأنفي أكبر بكثير من الضغط داخل الجيب فيعاني الشخص من آلم شديد بالوجه والأسنان . ولوكان يوجد اعوجاج بالحاجز الأنفي أوزوائد لحمية ، فيعاني من زيادة الإفرازات من الأنف . وقد يصاب بالنزيف به . فيستعمل المسافر الذي يعاني من احتقان الأنف نقط انفية مزيلة للإحتقان قبل الإقلاع بنصف ساعة ويتناول أقراص مضادة للحساسية لمنع الإحتقان . ومريض القلب الذي لايستطيع المشي لمسافة 50 مترا أوصعود 12 درجة سلم لاينصح بالسفر بالطائرة نهائيا . لأن معدل الإصابة بالذبحة الصدرية بالجوضعف نسبة الإصابة بها علي الأرض.

بدلة الفضاء

لإكتشاف أوالعمل في الفضاء ، لابد وأن الإنسان بحمل بيئته معه لأنه لايوجد ضغط جوي ولا أكسجين للحياة هناك . وداخل المركبة الفضائية يمكن ضبط الضغط الجوي .لهذا لانحتاج لإرتدء خاص. لكن عند الخروج من المركبة للفضاء هذا يحتاج بدلة خاصة للحماية والوقاية. والغلاف الجوي المحيط بالأرض وحتي ازدياد 75 ميل من مستوي سطح البحر يتكون من 20% أكسجين و80% نيتروجين بعد هذا الإرتفاع يبدأ الفضاء الخارجي. عملي ازدياد 18000 قدم تصبح كثافة الجوالمحيط نصف كثافته فوق الأرض. وبعد 40000قدم يصبح الغلاف الجوي رقيقا به اكسجين قليل مما يحتاج من الشخص الطائر ارتداء قناع الأكسجين وعلي ازدياد 63000قدم ىبد ان يرتدي الإنسان بدلة الفضاء لتمده بالأكسجين وتحافط علي الضغط الجوي حول جسمه لتظل سوائل الجسم في حالة سائلة لأن الضغط الجوي في هذا الإرتفاع غير كاف للحفاظ علي هذه السوائل من الغليان وتكوين فقاعات من النيتروجين المذاب في سوائل الجسم . ومن المشاكل التي يتعرض لها رائد الفضاء عند السير في الفضاء الخارجي كما وقع في الخروج من محطة الفضاء الدولية أوالنزول والسيرعلي سطح القمر أوأي عالم يلا ضغط جوي أوذات ضغط جوي منخفض جدا . فلولم يرتد بدلة فضاء spacesuit سيغمي عليه في 15ثانية لعدم وجود الأكسجين . وسيغلي الدم ويتجمد لعدم وجود ضغط جوي . وتتمدد الأنسجة الداخلية كالقلب والجلد يفترض أن لغليان سوائل الجسم .لأنه سيتعرض لدرجة حرارة تصل 100 - 120 درجة مئوية . ولأنواع مختلفة من الإشعاعات كالأشعة الكونية وجسيمات الرياح الشمسية المشحونة . فبدلة رائد الفضاء تكلف 12 مليون دولار لتحمي رائد الفضاء من هذه الأخطار لأنها : - تحقق ضغط جوي .

- تمد الرائد بالأكسجبن . وتتخلص من ثاني أكسيد الكربون .

- مكيفة الحرارة لتكون جوا ملائما حتي لوتعرض الرواد للشمس أثناء الخروج من المركبة

- تحمي الرائد من الإشعاعات الضارة .

- تمكنه من الرؤية جيدا وبوضوح.

- تسمح بتحريك جسمه بسهولة داخلها والدوران حول المركبة من الخارج .

- تمكنه من التحدث مع زملائه والمحطات الأرضية.

فهذه البدلة توفر لرائد الفضاء البيئة والحماية التي يجدها داخل المركبة الفضائية أوفوق الأرض لوخرج من المركبة للفضاء المترامي . والبدلة تتكون من طبقة لها قدرة كبيرة علي امتصاص البول الذي يخرجه رائد الفضاء وطبقة بها سائل تبريد وللتهوية والتخلص من الحرارة الزا ئدة التي تنتج نتيجة السير في الفضاء وزمزمية للشرب واسطوانة ثانية بها اكسجين إحتاطي . وفي عصر مكوك الفضاء للرواد ملابسهم المتنوعة حسب المهمة التي قومون بها بالفضاء .فعند الصعود أوالعودة جميع فرد من الطقم يرتدي أجهزة خاصة تعبير عن بدلة ضغط ومعه مظلة مشدودة ومطوية . والبدلة بها أكياس تملا بالأكسجين تنتفخ تلقائيا لوانخفض الضغد الجوي داخل كابينة المكوك ويمكن نفخها يدويا اثناء دخول جوالأرض فبدون ضغط البدلة علي الجسم والساقين فان الدم سيتجمع في الجزء السفلي من الجسم سسس ليغمي علي الشخص لأن المركبة عائدة من جاذبة متدنية جدا microgravity إلي جاذبية الأرض Earth's gravity. ويمكن لرائد الفضاء حتى يعيض 24 ساعة لوخرج من المكوك فوق الماء .سسس وبسبب النقص الحاد في الأكسجين بالإرتفاعات العليا حيث يترقرق الهواء مما يسبب حالة عوز في الأكسجين oxygen hunger مما تسبباثارة للجهاز العصبي يفقد الوعي ويزيد من سرعة التنفس والنبض . ولوطال النقص في الأكسجين يتلف المخ .وبسبب تخلخل الهواءوانخفاض الضغط الجوي في الإرتفاعات العليا فوق 30 ألف قدم . فإن أنسجة الجسم لاتستطيع الإحتفاظ بغاز النيتروجين في السوائل بها . فتخرج كفقاعات وتمزق الخلايا الدهنية وقد تدخل مجري الدم وتعمل جلطة emboli في الأوعية الدموية وهذه الحالة تعهد طبيا بانسداد وعاء دموي Aeroembolism حيث تسبب الشلل أوتقلص الأعصاب والشعور بالألم في المفاصل الكبيرة نتيجة لضغط الغازات علي الأوتار tendons والأعصاب nerves مع تقلص الوعاء الدموي .

طب الفضاء

يعني طب الفضا ء بدراسة العوامل التي تؤثر علي رواد الفضاء اثناء الطيران خارج الجوالمحيط بالأرض مع الوضع في الإعتبار انعدام الوزن وزيادة الإشعاعات . وكان أول دراسة للعمل بالفضاء كان في ألمانيا عام 1940 . وبدأ ت أمريكا الإتحاد السوفيتي قد أخذا يجرون تجاربهما علي الحوانات منذ عام 1948 . وفي سنة 1957 وضع الإتحاد السوفيتي كلبا ليدور حول الأرض وأعقبته امريكا بعام بوضع قرد . وهذه التجارب بينت حتى خطر الفضاء قليل . وهذا أكده السوفيتي يوري جاجارين أول رائد فضاء قام برحلته التاريخية الشهيرة حول الأرض في إبريل عام 1961 وكان عمره وقتها 25 عاما .وأعقبته أميكا بنزول أول إنسان فوق القمر ضمن السباق المحموم لغزوالفضاء وفي عام 1980 أخذ رواد الفضاء السوفيت يقضون أطول وقت في فضاء خال من الجاذبية وانعدام الوزن . وكان ثمة تأثيرات جادة قد لوحظت في السنوات الأولي من رحلات الطيران بالفضاء حتى عزل رواد الفضاء لمدة 21 يوما قد الغي منذ مهمة ابوللوللقمر لعدم ثبوت وجود عدوي به . وكان القلب يصور بانتظام ويرسم نبضاته وتسجل حرارة الجسم والضغط الدموي والتنفس .وكان هناك تغير ما في الهورمونات وكمية الأملاح بالدم . وكان الطعام يعصر بالفم وكان الرواد مجهزين بجهاز خاص لجمع السوائل والفضلات الصلبة. وكان امام فقدان دورة الوقت في الفضاء وعدم الإحساس به كان الرواد يعملون حب التوقيت الأرضي . وكان تغيير نفسي قد وقع لوجود مجموعة بالفضاء في حيز جعلهم قليلي الحركة . ودائما ما تتجنب رحلات الفضاء أوقات توهجات الشمس solar flares حيث تبث أشعة جاما الخطيرة . ولطول العيش في انعدام الجاذبية يفقد بعض القوة العضلية والكتلة العظمية . فالجاذبة ضرورة للنمو. ففي عام 1984 كانت رحلة محطة ساليوت الفضائية التي كان عليها ثلاثة رواد فضاء ظلوا 237 يوم هناك . وعثر انهم عانوا من ضمور في بعض عضلاتهم ولا سيما القلب . حتي الدم نفسه عثر أنه تاثر بانخفاض في عدد خلايا الدم الحمراء التي تحمل الاكسجين . وهذه المتغيرات درست بواسطة مكوك الفضاء تشالنجر عام 1985في اجراء تجارب علي 24فار وقردين أوفدوا قبل المهمة عملاوة علي فقدنهم العضلات والكتلة العظمية عثر حتى هرمون النموانخفض معدل افرازه بععد الرحلة الفضائية . وهذه المعطيات توضع في الحسبان عند التخطيط لرحلة فضائية حاليا. فيجدول للرواد تمرينات رياضية منتظمة ويستبدلون بانتظام لهذا السبب . فلا يعيشون لما لانهاية في انعدام وزن .

مصدر :

منطق بمجلة الفهم لأحمد محمد عوف