матеріал 14

224. Довготривала адаптація до невагомості і підготовка до польоту.

Матеріал

Урок №224. Довготривала адаптація до невагомості і підготовка до польоту.


Очікувані результати навчання:
  • ідентифікує, формулює та аналізує самостійно або у співпраці з іншими життєву/навчальну проблему [12 ПРО 4.2.1]
  • планує, здійснює пошук, опрацьовує, порівнює, аналізує, оцінює самостійно або у співпраці з іншими надійність джерел і достовірність інформації для розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 2.1.1]
  • визначає самостійно або у співпраці з іншими аргументи/твердження, теорії, що ґрунтуються на наукових фактах і доказах [12 ПРО 4.1.1]
  • установлює та обґрунтовує самостійно або у співпраці з іншими взаємозв’язки між природними, техногенними об’єктами, закономірності явищ природи [12 ПРО 3.3.1]
  • пропонує варіанти організації роботи групи: розподілення обов’язків, налагодження комунікації для розв’язання навчальної/життєвої проблеми [12 ПРО 4.4.1]
  • виконує завдання відповідно до визначеної ролі у групі, окреслених завдань і зазначеного часу [12 ПРО 4.4.2]
  • виявляє емоційно-ціннісне ставлення щодо власного внеску і внеску кожного члена групи у розв’язання навчальної/життєвої проблеми [12 ПРО 4.5.1]
  • виявляє емоційно-ціннісне ставлення до діяльності вчених і винахідників, їх внеску у прогрес людства [12 ПРО 3.4.2]
  • розробляє самостійно або у співпраці з іншими стратегії ефективного розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 4.3.1]
  • застосовує самостійно або у співпраці з іншими наукове знання і власний досвід для розв’язання життєвої/ навчальної проблеми [12 ПРО 4.3.2]

Мета уроку: Поглибити знання учнів про довготривалі наслідки перебування людини в космосі та сучасні методи підготовки до міжпланетних подорожей.

Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку опрацьовуємо на уроці:

  • ЦСР 3: Міцне здоров’я та благополуччя
  • ЦСР 9: Промисловість, інновації та інфраструктура
  • ЦСР 10: Скорочення нерівності – рівний доступ до космічних програм
  • ЦСР 17: Партнерство заради сталого розвитку – міжнародне співробітництво в космічній медицині

Ключові слова: довготривала адаптація, радіаційне опромінення, генетичні зміни, психологічна ізоляція, штучна гравітація, кріогенний сон, селекція космонавтів, біоетика

План уроку:
  1. Мотивація
  2. Теоретичний блок
  3. Життєва ситуація
  4. Попрактикуй самостійно
  5. Рефлексія
Очікувані результати для учнівства:
  • Пояснити, як невагомість впливає на організм людини (фізіологічні та психологічні зміни).
  • Скласти оптимальний розпорядок дня космонавта для довготривалої місії.
  • Пропонувати рішення медичних, фізичних та психологічних проблем екіпажу.
  • Запопонувати удосконалення для майбутніх місій, обґрунтувати етичні принципи відбору космонавтів
Очікувані результати для вчителя:
  • Оцінює, наскільки учні зрозуміли принципи адаптації до невагомості та можуть застосовувати знання у практичних ситуаціях

1. Мотивація:

https://whoisinspace.com – відвідайте цей сайт:
скільки людей перебуває в космосі!?
На момент написання цього матеріалу їх було 10 і найдовше перебував на той момент Michael Fincke – 410 днів.

Актуалізація попереднього уроку:

  • Які найбільші виклики ми виявили для людини в космосі?
  • Що станеться з людиною за 2-3 роки в космосі?

Кейс “Скотт Келлі: 340 днів на МКС – які зміни виявили?”

Астронавт NASA Скотт Келлі провів 340 днів на борту Міжнародної космічної станції (МКС) з березня 2015 року по березень 2016 року. Ця місія була частиною масштабного наукового проєкту, що мав на меті дослідити, як тривале перебування в космосі впливає на людський організм. Цей випадок став особливо цінним для вчених завдяки унікальному експерименту, відомому як “Дослідження близнюків” (The Twins Study).

Головною метою дослідження  було з’ясувати, які фізіологічні та психологічні зміни відбуваються з людиною в умовах мікрогравітації, підвищеного радіаційного фону та обмеженого простору. Це дослідження є критично важливим для підготовки майбутніх довготривалих космічних місій, наприклад, на Марс, які триватимуть значно довше.

“Дослідження близнюків”: Унікальність цього проекту полягала в тому, що у Скотта Келлі є ідентичний брат-близнюк, Марк Келлі, який також є колишнім астронавтом. Поки Скотт перебував на МКС, Марк залишався на Землі, слугуючи “контрольною групою”. Вчені збирали біологічні зразки (кров, сечу, слину) у обох братів до, під час і після місії, а також проводили численні медичні та психологічні тести.
Результати “Дослідження близнюків” показали низку суттєвих відмінностей між організмом Скотта та його брата, які виникли внаслідок річного перебування в космосі:

Збільшення зросту: У космосі Скотт виріс приблизно на 5 см через витягування хребта в умовах мікрогравітації. Ця зміна була тимчасовою, і після повернення на Землю його зріст повернувся до норми.

Зміни в імунній системі: У Скотта спостерігалася надмірна реакція імунної системи на звичайні вакцини, що свідчить про її підвищену активність.

  “Космічна втома”: Після повернення на Землю Скотт відчував сильний біль у м’язах, загальну слабкість, висип на шкірі та інші симптоми, схожі на грип. Це є типовою реакцією організму на відновлення роботи в умовах земного тяжіння.

  Зміни в мікробіомі кишечника: Кількість та склад бактерій в його кишечнику змінилися, що може бути пов’язано зі зміною раціону та стресом.

 Експресія генів: У Скотта Келлі було виявлено зміну в експресії близько 7% генів, тобто деякі гени стали більш або менш активними. Деякі з цих змін були короткостроковими, інші – тривалими.

  Зміни в теломерах: Теломери — це захисні “ковпачки” на кінцях хромосом. Під час місії теломери Скотта подовжилися, що здивувало вчених, оскільки зазвичай вони скорочуються з віком. Однак після повернення на Землю більшість його теломерів скоротилися до нормального рівня або навіть більше.

  • Чи має право людство ризикувати життям астронавтів заради дослідження космосу?
  • Чи можливо генетично “покращити” людей для космічних подорожей?
  • Що важливіше: безпека чи наукові відкриття?

Проблемне питання:
“Якщо місія на Марс має 50% ймовірності смерті екіпажу, чи варто її здійснювати? Де межа допустимого ризику?”

CHAPEA – NASA

Відео


2. Тобі може знадобитися:

What Happens to the Human Body in Space?

Відео

Підготовка космонавтів до польоту на МКС дуже комплексна і триває роками. Вона включає фізичну, психологічну та технічну підготовку, щоб організм і розум були готові до екстремальних умов космосу. Ось основні етапи:

1. Медична підготовка

  • Детальні медичні обстеження, аналізи, ЕКГ, тести на зор, слух, витривалість.
  • Лікування хронічних хвороб, вакцинація, формування оптимальної фізичної форми.
  • Тренування серцево-судинної та м’язової системи для протидії втраті м’язів і кісткової маси в космосі.

2. Фізична підготовка

  • Силові тренування для зміцнення м’язів і кісток.
  • Кардіотренування для серця і легень.
  • Тренування координації та рівноваги, щоб пристосуватися до невагомості.
  • Заняття на симуляторах невагомості (гідролабораторії або літаки “парабола”), де людина короткочасно відчуває стан невагомості.
  • Тренування в центрифузі (до 9G)
  • Підводні тренування для імітації невагомості
  • Ізоляційні камери та симуляції
  • Високогірні та екстремальні умови

3. Психологічна підготовка

  • Робота з психологом для навчання самоконтролю, стресостійкості та командної роботи.
  • Симуляції ізоляції та обмеженого простору, щоб тренувати спокій і взаєморозуміння у тривалих польотах.
  • Навчання вирішення конфліктів і підтримка мотивації під час стресових ситуацій.

4. Технічна підготовка

  • Вивчення систем МКС: життєзабезпечення, управління, комунікації.
  • Практика роботи з робототехнікою та інструментами космічного виходу.
  • Відпрацювання екстрених ситуацій, наприклад, пожежа, відмови систем, розгерметизація.
  • Тренування на тренажерах орбітального модуля та в умовах схожих на МКС

5. Підготовка до харчування і побуту

Підготовка на Землі — це поєднання медицини, фізики, психології та техніки, щоб космонавт був готовий до невагомості, ізоляції і обмеженого простору.

Довготривалі ефекти космічних польотів:

  1. Радіаційні ризики:
    • Космічні промені та сонячні спалахи
    • Накопичення радіаційної дози (100+ мЗв на рік)
    • Підвищений ризик раку та катаракти
    • Можливі генетичні мутації
    • Вплив на репродуктивну функцію
  2. Незворотні зміни в організмі:
    • Хронічні зміни в кістковій тканині
    • Атрофія серцевого м’яза
    • Порушення зору (SANS – Space-Associated Neuro-ocular Syndrome)
    • Зміни в структурі мозку
    • Передчасне старіння
  3. Психологічні наслідки:
    • Хронічний стрес та ізоляція
    • Порушення циркадних ритмів
    • Депресія та тривожність
    • Когнітивні порушення
    • Синдром “огляду Землі” (overview effect)

Перспективні технології/ біомедичні інновації:

  • Генна терапія для підвищення радіорезистентності
  • Нанороботи для моніторингу здоров’я
  • Штучні органи та тканини
  • Кріогенний сон для довгих подорожей

Етичні дилеми:

  • Генетичний відбір космонавтів
  • Експерименти на людях
  • Права майбутніх поколінь космонавтів
  • Відповідальність за ризики

Словник термінів:

  • SANS – синдром нейро-окулярних змін, пов’язаний з космосом
  • Радіорезистентність – стійкість до радіаційного опромінення
  • Гібернація – штучне уповільнення метаболізму
  • Селекційна медицина – відбір людей за генетичними ознаками

3. Життєва ситуація:

 «Космічний розпорядок дня»:
оптимізація часу тренувань – розподілити час так, щоб фізична підготовка була ефективною, а психологічний стан екіпажу залишався стабільним.
У стовпчику «Коментар/пояснення» напишіть, яку проблему організму допомагає вирішити ця дія (м’язи, кістки, психологічний стан, зорова система тощо). 

Сценарій непередбаченої події:

  • Наприклад, у космонавта болять очі через тривале читання або роботи на моніторі.
  • Завдання: внести корективи в розпорядок дня (час тренування, робота за комп’ютером, відпочинок, харчування).
Час добиДія ТривалістьКоментар/ пояснення
06:00–07:00
07:00–08:00
08:00–10:00
10:00–11:00
11:00–13:00
13:00–14:00
14:00–16:00
16:00–18:00
18:00–19:00
19:00–21:00
21:00–06:00

Розрахунок калорій та рідини.
Таблиця продуктів із калорійністю та об’ємом рідини:

ПродуктКалорії (ккал)Об’єм рідини (мл)Примітки / коментар
Сушені фрукти (яблука, банани)250
(на 100 г)
10Легко зберігати, джерело вітамінів
Сушені овочі (морква, броколі)120
(на 100 г)
15Підтримують мікроелементи
Білковий батончик300 (на 1 шт)5Джерело білка
Сухе молоко150 (на 25 г)20Для приготування напоїв
Вода питна0250Головне для гідратації
Суп швидкого приготування (сухий)200
(на порцію)
100Потребує додавання води
Фруктове пюре (туба)100
(на 100 г)
80Легко споживати, джерело вітамінів
Енергетичний гель100 (на 1 порцію)10Швидке джерело енергії

Оптимізувати меню так, щоб воно було різноманітним і збалансованим.

  • Калорії на день: приблизно 2 500–3 000 ккал на космонавта (залежно від статі, віку та фізичної активності).
  • Рідина на день: приблизно 2,5 літра води (пити, приготування їжі та гігієна враховуються окремо).
  • Пояснити, чому обрали ці продукти (підтримка здоров’я, легкість зберігання, енергія для тренувань).

«Місія з проблемою»

  1. Проблеми психології екіпажу: у всіх космонавтів почалась дратівливість через замкнений простір».
    Завдання: придумати три практичні способи поліпшити настрій і взаємодію команди.
  2. Медичний кейс:
    «Космонавт відчуває слабкість у ногах після трьох тижнів невагомості».
    Завдання: скласти короткий план дій (тренування, харчування, контроль лікаря).
  3. Аналіз ризиків:
    Список можливих проблем на довгій місії: ослаблення кісток, падіння імунітету, стрес, відставання графіка роботи.
    Завдання: пріоритизувати проблеми, обрати три найважливіші та запропонувати рішення.

4. Попрактикуймо самостійно:
Метод / прилад тренуванняЩо тренується 
Літак «параболічного польоту» («комета»)Адаптація до невагомості
Басейн з макетом МКС (Neutral Buoyancy Lab)Відпрацювання роботи в скафандрі та у відкритому космосі
Тренажери космічних кораблів (симулятори)Керування кораблем, дії в аварійних ситуаціях
ЦентрифугаТренування витривалості до перевантажень
Камери замкненого просторуПсихологічна стійкість і командна робота
Курси виживання (у тайзі, пустелі, морі)Дії після аварійної посадки
Фізичні тренування (біг, плавання, силові вправи)Сила, витривалість, гнучкість
Вивчення іноземних мовМіжнародна комунікація на МКС

Співставте  проблеми космонавтів у невагомості з аналогічними проблемами на Землі та запропонуйте рішення:

Проблема космонавтаНаслідки для космонавтаЗемна аналогічна проблемаВаше рішення / метод адаптації
Ослаблення м’язівАтрофія м’язів, втрата силиАтрофія м’язів у людей похилого віку або після тривалого постільного режиму
Втрата кальцію з кістокОслаблення кісток, ризик переломівОстеопороз у літніх людей
Порушення кровообігуНестабільний тиск, серцева недостатністьСерцево-судинні хвороби
Зниження імунітетуПідвищена сприйнятливість до інфекційОслаблений імунітет через хвороби або старіння
Психологічні проблемиСтрес, депресія, дратівливістьСтрес, депресія, ізоляція
Проблеми з зоромПогіршення зору через внутрішньочерепний тискОчні хвороби, підвищений внутрішньоочний тиск
Космічна хворобаНудота, запамороченняМорська хвороба, проблеми з вестибулярним апаратом
Порушення снуБезсоння, порушення біоритмівБезсоння, синдром зміни часових поясів
Нудьга та ізоляціяЗниження мотивації, депресіяІзоляція у лікарнях, на віддалених об’єктах
Втрата апетитуНедостатнє харчуванняПорушення харчової поведінки
Проблеми з балансомПорушення координаціїРеабілітація після травм або інсультів
М’язові спазми та боліДискомфорт та травмиМ’язові болі у людей малорухливого способу життя
  1. Прочитайте проблему космонавта і її наслідки.
  2. Знайдіть аналогічну проблему на Землі.
  3. Запропонуйте рішення або методи адаптації, які можна застосувати для людей на Землі.

Склади команду для польоту: 

Анкета 1. Олександр, 29 років

  • Фізичний стан: відмінний, займається бігом і плаванням, немає хронічних хвороб.
  • Освіта: інженер-аерокосмічних систем.
  • Мови: українська, англійська, базова російська.
  • Психологічні якості: врівноважений, добре працює в команді.
  • Сімейний стан: неодружений, дітей немає.
  • Особливості: трохи боїться замкнених просторів.

Анкета 2. Марина, 34 роки

  • Фізичний стан: середній, має проблеми зі спиною (остеохондроз).
  • Освіта: лікар-невролог.
  • Мови: українська, англійська, німецька.
  • Психологічні якості: стресостійка, любить працювати з людьми, легко приймає рішення.
  • Сімейний стан: заміжня, має двох дітей (6 і 10 років).
  • Особливості: не переносить тривалої відсутності свіжого повітря.

Анкета 3. Ігор, 27 років

  • Фізичний стан: відмінний, витривалий, займається спортом.
  • Освіта: айті-спеціаліст, працював над системами штучного інтелекту.
  • Мови: українська, англійська.
  • Психологічні якості: дуже розумний, але конфліктний, не любить підпорядковуватися.
  • Сімейний стан: неодружений, дітей немає.
  • Особливості: має схильність до безсоння.

Анкета 4. Катерина, 31 рік

  • Фізичний стан: чудовий, займається альпінізмом і йогою, не має серйозних хвороб.
  • Освіта: біолог-дослідник.
  • Мови: українська, англійська, французька.
  • Психологічні якості: терпляча, врівноважена, любить командну роботу.
  • Сімейний стан: незаміжня, дітей немає.
  • Особливості: добре переносить ізоляцію, любить експерименти.

Анкета 5. Сергій, 36 років

  • Фізичний стан: задовільний, колишній військовий льотчик, має проблеми з колінним суглобом.
  • Освіта: пілот-випробувач, авіаційний інженер.
  • Мови: українська, англійська, російська.
  • Психологічні якості: дисциплінований, швидко приймає рішення, але буває різкий.
  • Сімейний стан: одружений, має одну дитину (12 років).
  • Особливості: великий досвід у польотах, але не любить довго сидіти без дії.

Анкета 6. Олена, 25 років

  • Фізичний стан: дуже добрий, займається плаванням, гарна витривалість.
  • Освіта: медсестра з досвідом роботи у відділенні інтенсивної терапії.
  • Мови: українська, англійська, польська.
  • Психологічні якості: доброзичлива, швидко навчається, врівноважена.
  • Сімейний стан: неодружена, дітей немає.
  • Особливості: має невеликий досвід роботи в екстремальних умовах, але боїться сильного шуму.

Завдання для учнів:

  1. Уважно прочитайте анкети 6 кандидатів.
  2. Оберіть 2–3, кого можна взяти у космос, і поясніть свій вибір.
  3. Визначте, кому потрібно ще пройти додаткову підготовку.
  4. Аргументуйте, кого категорично не можна допустити до польоту.

Рефлексія:

Обговорення:

  • Що було найскладніше?
  • Які рішення спрацювали найкраще?
  • Що можна застосувати у реальному житті (здоров’я, планування, командна робота)?

У вільний від відпочинку час:

 Напишіть 7 записів щоденника космонавта-новачка:

  • День 1: Перший день у невагомості
  • День 3: Пристосування до нових умов
  • День 10: Перші результати тренувань
  • День 30: Місяць у космосі
  • День 100: Довготривала адаптація
  • День 300: Підготовка до повернення
  • День повернення: Перші кроки на Землі

Урок №224. Довготривала адаптація до невагомості і підготовка до польоту.


Очікувані результати навчання:

Мета уроку: Поглибити знання учнів про довготривалі наслідки перебування людини в космосі та сучасні методи підготовки до міжпланетних подорожей.

Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку опрацьовуємо на уроці:

  • ЦСР 3: Міцне здоров’я та благополуччя
  • ЦСР 9: Промисловість, інновації та інфраструктура
  • ЦСР 10: Скорочення нерівності – рівний доступ до космічних програм
  • ЦСР 17: Партнерство заради сталого розвитку – міжнародне співробітництво в космічній медицині

Ключові слова: довготривала адаптація, радіаційне опромінення, генетичні зміни, психологічна ізоляція, штучна гравітація, кріогенний сон, селекція космонавтів, біоетика

План уроку:
  1. Мотивація
  2. Теоретичний блок
  3. Життєва ситуація
  4. Попрактикуй самостійно
  5. Рефлексія
Очікувані результати для учнівства:
  • Пояснити, як невагомість впливає на організм людини (фізіологічні та психологічні зміни).
  • Скласти оптимальний розпорядок дня космонавта для довготривалої місії.
  • Пропонувати рішення медичних, фізичних та психологічних проблем екіпажу.
  • Запопонувати удосконалення для майбутніх місій, обґрунтувати етичні принципи відбору космонавтів

1. Мотивація:

https://whoisinspace.com – відвідайте цей сайт:
скільки людей перебуває в космосі!?
На момент написання цього матеріалу їх було 10 і найдовше перебував на той момент Michael Fincke – 410 днів.

Актуалізація попереднього уроку:

  • Які найбільші виклики ми виявили для людини в космосі?
  • Що станеться з людиною за 2-3 роки в космосі?

Кейс “Скотт Келлі: 340 днів на МКС – які зміни виявили?”

Астронавт NASA Скотт Келлі провів 340 днів на борту Міжнародної космічної станції (МКС) з березня 2015 року по березень 2016 року. Ця місія була частиною масштабного наукового проєкту, що мав на меті дослідити, як тривале перебування в космосі впливає на людський організм. Цей випадок став особливо цінним для вчених завдяки унікальному експерименту, відомому як “Дослідження близнюків” (The Twins Study).

Головною метою дослідження  було з’ясувати, які фізіологічні та психологічні зміни відбуваються з людиною в умовах мікрогравітації, підвищеного радіаційного фону та обмеженого простору. Це дослідження є критично важливим для підготовки майбутніх довготривалих космічних місій, наприклад, на Марс, які триватимуть значно довше.

“Дослідження близнюків”: Унікальність цього проекту полягала в тому, що у Скотта Келлі є ідентичний брат-близнюк, Марк Келлі, який також є колишнім астронавтом. Поки Скотт перебував на МКС, Марк залишався на Землі, слугуючи “контрольною групою”. Вчені збирали біологічні зразки (кров, сечу, слину) у обох братів до, під час і після місії, а також проводили численні медичні та психологічні тести.
Результати “Дослідження близнюків” показали низку суттєвих відмінностей між організмом Скотта та його брата, які виникли внаслідок річного перебування в космосі:

Збільшення зросту: У космосі Скотт виріс приблизно на 5 см через витягування хребта в умовах мікрогравітації. Ця зміна була тимчасовою, і після повернення на Землю його зріст повернувся до норми.

Зміни в імунній системі: У Скотта спостерігалася надмірна реакція імунної системи на звичайні вакцини, що свідчить про її підвищену активність.

  “Космічна втома”: Після повернення на Землю Скотт відчував сильний біль у м’язах, загальну слабкість, висип на шкірі та інші симптоми, схожі на грип. Це є типовою реакцією організму на відновлення роботи в умовах земного тяжіння.

  Зміни в мікробіомі кишечника: Кількість та склад бактерій в його кишечнику змінилися, що може бути пов’язано зі зміною раціону та стресом.

 Експресія генів: У Скотта Келлі було виявлено зміну в експресії близько 7% генів, тобто деякі гени стали більш або менш активними. Деякі з цих змін були короткостроковими, інші – тривалими.

  Зміни в теломерах: Теломери — це захисні “ковпачки” на кінцях хромосом. Під час місії теломери Скотта подовжилися, що здивувало вчених, оскільки зазвичай вони скорочуються з віком. Однак після повернення на Землю більшість його теломерів скоротилися до нормального рівня або навіть більше.

  • Чи має право людство ризикувати життям астронавтів заради дослідження космосу?
  • Чи можливо генетично “покращити” людей для космічних подорожей?
  • Що важливіше: безпека чи наукові відкриття?

Проблемне питання:
“Якщо місія на Марс має 50% ймовірності смерті екіпажу, чи варто її здійснювати? Де межа допустимого ризику?”

CHAPEA – NASA

Відео


2. Тобі може знадобитися:

What Happens to the Human Body in Space?

Відео

Підготовка космонавтів до польоту на МКС дуже комплексна і триває роками. Вона включає фізичну, психологічну та технічну підготовку, щоб організм і розум були готові до екстремальних умов космосу. Ось основні етапи:

1. Медична підготовка

  • Детальні медичні обстеження, аналізи, ЕКГ, тести на зор, слух, витривалість.
  • Лікування хронічних хвороб, вакцинація, формування оптимальної фізичної форми.
  • Тренування серцево-судинної та м’язової системи для протидії втраті м’язів і кісткової маси в космосі.

2. Фізична підготовка

  • Силові тренування для зміцнення м’язів і кісток.
  • Кардіотренування для серця і легень.
  • Тренування координації та рівноваги, щоб пристосуватися до невагомості.
  • Заняття на симуляторах невагомості (гідролабораторії або літаки “парабола”), де людина короткочасно відчуває стан невагомості.
  • Тренування в центрифузі (до 9G)
  • Підводні тренування для імітації невагомості
  • Ізоляційні камери та симуляції
  • Високогірні та екстремальні умови

3. Психологічна підготовка

  • Робота з психологом для навчання самоконтролю, стресостійкості та командної роботи.
  • Симуляції ізоляції та обмеженого простору, щоб тренувати спокій і взаєморозуміння у тривалих польотах.
  • Навчання вирішення конфліктів і підтримка мотивації під час стресових ситуацій.

4. Технічна підготовка

  • Вивчення систем МКС: життєзабезпечення, управління, комунікації.
  • Практика роботи з робототехнікою та інструментами космічного виходу.
  • Відпрацювання екстрених ситуацій, наприклад, пожежа, відмови систем, розгерметизація.
  • Тренування на тренажерах орбітального модуля та в умовах схожих на МКС

5. Підготовка до харчування і побуту

Підготовка на Землі — це поєднання медицини, фізики, психології та техніки, щоб космонавт був готовий до невагомості, ізоляції і обмеженого простору.

Довготривалі ефекти космічних польотів:

  1. Радіаційні ризики:
    • Космічні промені та сонячні спалахи
    • Накопичення радіаційної дози (100+ мЗв на рік)
    • Підвищений ризик раку та катаракти
    • Можливі генетичні мутації
    • Вплив на репродуктивну функцію
  2. Незворотні зміни в організмі:
    • Хронічні зміни в кістковій тканині
    • Атрофія серцевого м’яза
    • Порушення зору (SANS – Space-Associated Neuro-ocular Syndrome)
    • Зміни в структурі мозку
    • Передчасне старіння
  3. Психологічні наслідки:
    • Хронічний стрес та ізоляція
    • Порушення циркадних ритмів
    • Депресія та тривожність
    • Когнітивні порушення
    • Синдром “огляду Землі” (overview effect)

Перспективні технології/ біомедичні інновації:

  • Генна терапія для підвищення радіорезистентності
  • Нанороботи для моніторингу здоров’я
  • Штучні органи та тканини
  • Кріогенний сон для довгих подорожей

Етичні дилеми:

  • Генетичний відбір космонавтів
  • Експерименти на людях
  • Права майбутніх поколінь космонавтів
  • Відповідальність за ризики

Словник термінів:

  • SANS – синдром нейро-окулярних змін, пов’язаний з космосом
  • Радіорезистентність – стійкість до радіаційного опромінення
  • Гібернація – штучне уповільнення метаболізму
  • Селекційна медицина – відбір людей за генетичними ознаками

3. Життєва ситуація:

 «Космічний розпорядок дня»:
оптимізація часу тренувань – розподілити час так, щоб фізична підготовка була ефективною, а психологічний стан екіпажу залишався стабільним.
У стовпчику «Коментар/пояснення» напишіть, яку проблему організму допомагає вирішити ця дія (м’язи, кістки, психологічний стан, зорова система тощо). 

Сценарій непередбаченої події:

  • Наприклад, у космонавта болять очі через тривале читання або роботи на моніторі.
  • Завдання: внести корективи в розпорядок дня (час тренування, робота за комп’ютером, відпочинок, харчування).
Час добиДія ТривалістьКоментар/ пояснення
06:00–07:00
07:00–08:00
08:00–10:00
10:00–11:00
11:00–13:00
13:00–14:00
14:00–16:00
16:00–18:00
18:00–19:00
19:00–21:00
21:00–06:00

Розрахунок калорій та рідини.
Таблиця продуктів із калорійністю та об’ємом рідини:

ПродуктКалорії (ккал)Об’єм рідини (мл)Примітки / коментар
Сушені фрукти (яблука, банани)250
(на 100 г)
10Легко зберігати, джерело вітамінів
Сушені овочі (морква, броколі)120
(на 100 г)
15Підтримують мікроелементи
Білковий батончик300 (на 1 шт)5Джерело білка
Сухе молоко150 (на 25 г)20Для приготування напоїв
Вода питна0250Головне для гідратації
Суп швидкого приготування (сухий)200
(на порцію)
100Потребує додавання води
Фруктове пюре (туба)100
(на 100 г)
80Легко споживати, джерело вітамінів
Енергетичний гель100 (на 1 порцію)10Швидке джерело енергії

Оптимізувати меню так, щоб воно було різноманітним і збалансованим.

  • Калорії на день: приблизно 2 500–3 000 ккал на космонавта (залежно від статі, віку та фізичної активності).
  • Рідина на день: приблизно 2,5 літра води (пити, приготування їжі та гігієна враховуються окремо).
  • Пояснити, чому обрали ці продукти (підтримка здоров’я, легкість зберігання, енергія для тренувань).

«Місія з проблемою»

  1. Проблеми психології екіпажу: у всіх космонавтів почалась дратівливість через замкнений простір».
    Завдання: придумати три практичні способи поліпшити настрій і взаємодію команди.
  2. Медичний кейс:
    «Космонавт відчуває слабкість у ногах після трьох тижнів невагомості».
    Завдання: скласти короткий план дій (тренування, харчування, контроль лікаря).
  3. Аналіз ризиків:
    Список можливих проблем на довгій місії: ослаблення кісток, падіння імунітету, стрес, відставання графіка роботи.
    Завдання: пріоритизувати проблеми, обрати три найважливіші та запропонувати рішення.

4. Попрактикуймо самостійно:
Метод / прилад тренуванняЩо тренується 
Літак «параболічного польоту» («комета»)
Басейн з макетом МКС (Neutral Buoyancy Lab)
Тренажери космічних кораблів (симулятори)
Центрифуга
Камери замкненого простору
Курси виживання (у тайзі, пустелі, морі)
Фізичні тренування (біг, плавання, силові вправи)
Вивчення іноземних мов

Співставте  проблеми космонавтів у невагомості з аналогічними проблемами на Землі та запропонуйте рішення:

Проблема космонавтаНаслідки для космонавтаЗемна аналогічна проблемаВаше рішення / метод адаптації
Ослаблення м’язівАтрофія м’язів, втрата силиАтрофія м’язів у людей похилого віку або після тривалого постільного режиму
Втрата кальцію з кістокОслаблення кісток, ризик переломівОстеопороз у літніх людей
Порушення кровообігуНестабільний тиск, серцева недостатністьСерцево-судинні хвороби
Зниження імунітетуПідвищена сприйнятливість до інфекційОслаблений імунітет через хвороби або старіння
Психологічні проблемиСтрес, депресія, дратівливістьСтрес, депресія, ізоляція
Проблеми з зоромПогіршення зору через внутрішньочерепний тискОчні хвороби, підвищений внутрішньоочний тиск
Космічна хворобаНудота, запамороченняМорська хвороба, проблеми з вестибулярним апаратом
Порушення снуБезсоння, порушення біоритмівБезсоння, синдром зміни часових поясів
Нудьга та ізоляціяЗниження мотивації, депресіяІзоляція у лікарнях, на віддалених об’єктах
Втрата апетитуНедостатнє харчуванняПорушення харчової поведінки
Проблеми з балансомПорушення координаціїРеабілітація після травм або інсультів
М’язові спазми та боліДискомфорт та травмиМ’язові болі у людей малорухливого способу життя
  1. Прочитайте проблему космонавта і її наслідки.
  2. Знайдіть аналогічну проблему на Землі.
  3. Запропонуйте рішення або методи адаптації, які можна застосувати для людей на Землі.

Склади команду для польоту: 

Анкета 1. Олександр, 29 років

  • Фізичний стан: відмінний, займається бігом і плаванням, немає хронічних хвороб.
  • Освіта: інженер-аерокосмічних систем.
  • Мови: українська, англійська, базова російська.
  • Психологічні якості: врівноважений, добре працює в команді.
  • Сімейний стан: неодружений, дітей немає.
  • Особливості: трохи боїться замкнених просторів.

Анкета 2. Марина, 34 роки

  • Фізичний стан: середній, має проблеми зі спиною (остеохондроз).
  • Освіта: лікар-невролог.
  • Мови: українська, англійська, німецька.
  • Психологічні якості: стресостійка, любить працювати з людьми, легко приймає рішення.
  • Сімейний стан: заміжня, має двох дітей (6 і 10 років).
  • Особливості: не переносить тривалої відсутності свіжого повітря.

Анкета 3. Ігор, 27 років

  • Фізичний стан: відмінний, витривалий, займається спортом.
  • Освіта: айті-спеціаліст, працював над системами штучного інтелекту.
  • Мови: українська, англійська.
  • Психологічні якості: дуже розумний, але конфліктний, не любить підпорядковуватися.
  • Сімейний стан: неодружений, дітей немає.
  • Особливості: має схильність до безсоння.

Анкета 4. Катерина, 31 рік

  • Фізичний стан: чудовий, займається альпінізмом і йогою, не має серйозних хвороб.
  • Освіта: біолог-дослідник.
  • Мови: українська, англійська, французька.
  • Психологічні якості: терпляча, врівноважена, любить командну роботу.
  • Сімейний стан: незаміжня, дітей немає.
  • Особливості: добре переносить ізоляцію, любить експерименти.

Анкета 5. Сергій, 36 років

  • Фізичний стан: задовільний, колишній військовий льотчик, має проблеми з колінним суглобом.
  • Освіта: пілот-випробувач, авіаційний інженер.
  • Мови: українська, англійська, російська.
  • Психологічні якості: дисциплінований, швидко приймає рішення, але буває різкий.
  • Сімейний стан: одружений, має одну дитину (12 років).
  • Особливості: великий досвід у польотах, але не любить довго сидіти без дії.

Анкета 6. Олена, 25 років

  • Фізичний стан: дуже добрий, займається плаванням, гарна витривалість.
  • Освіта: медсестра з досвідом роботи у відділенні інтенсивної терапії.
  • Мови: українська, англійська, польська.
  • Психологічні якості: доброзичлива, швидко навчається, врівноважена.
  • Сімейний стан: неодружена, дітей немає.
  • Особливості: має невеликий досвід роботи в екстремальних умовах, але боїться сильного шуму.

Завдання для учнів:

  1. Уважно прочитайте анкети 6 кандидатів.
  2. Оберіть 2–3, кого можна взяти у космос, і поясніть свій вибір.
  3. Визначте, кому потрібно ще пройти додаткову підготовку.
  4. Аргументуйте, кого категорично не можна допустити до польоту.

Рефлексія:

Обговорення:

  • Що було найскладніше?
  • Які рішення спрацювали найкраще?
  • Що можна застосувати у реальному житті (здоров’я, планування, командна робота)?

У вільний від відпочинку час:

 Напишіть 7 записів щоденника космонавта-новачка:

  • День 1: Перший день у невагомості
  • День 3: Пристосування до нових умов
  • День 10: Перші результати тренувань
  • День 30: Місяць у космосі
  • День 100: Довготривала адаптація
  • День 300: Підготовка до повернення
  • День повернення: Перші кроки на Землі

Ділись та обговорюй важливе

Обкладинка коментарів до матеріалу