Elämä avaruudessa

Oleskelunsa aikana kansainvälisellä avaruusasemalla (ISS) astronauttien on elettävä ja työskenneltävä jatkuvasti ympäristössä, joka on hyvin erilainen kuin Maassa. Myös siellä heidän on peseydyttävä, käytävä WC:ssä, syötävä ja juotava ja pysyttävä kunnossa ja terveinä. ISS-aseman painottomuuden vuoksi heidän on sopeutettava nämä toiminnot olosuhteiden mukaisesti.

Avaruusasema kiertää Maapalloa 400 kilometrin korkeudella, ja kaikki varusteet on kuljetettava sinne. Sen vuoksi astronauttien on säästettävä resursseja, kuten vettä ja ruokaa, ja jätteiden tuottaminen on pidettävä mahdollisimman vähäisenä.

Tällä videolla, joka on kuvattu ESA:n astronautin Frank De Winnen OasISS-avaruusmatkan aikana, Frank ja muut miehistön jäsenet kertovat, millaista heidän elämänsä on ISS-asemalla. Video-oppituntia voidaan käyttää osana henkilökohtaiseen hygieniaan, ruokaan ja ravitsemukseen sekä liikuntaan ja terveyteen liittyviä opetussisältöjä.

Päivän aloittaminen: henkilökohtainen hygienia ISS-asemalla

Riippumatta siitä, oletko kotona, koulussa vai lomamatkalla, sinun on huolehdittava henkilökohtaisesta hygieniastasi päivittäin.

Mitä se tarkoittaa? Tietenkin peseytymistä, hampaiden harjaamista, WC:ssä käyntiä ja myös pukeutumista kohtuullisen raikkaisiin ja puhtaisiin vaatteisiin.

Myös kansainvälisellä avaruusasemalla astronauttien on huolehdittava henkilökohtaisesta hygieniastaan. Pienessä tilassa, joka on jaettava joskus jopa 13 ihmisen kesken, voisi olla melko epämiellyttävää, jos joku ei piittaisi siitä!

Aloitetaan perusasioista:

Hampaat

Miksi meillä on hampaat, ja mitä ne tekevät?
Miten huolehdimme hampaistamme?
Miksi hampaista huolehtiminen on tärkeää?

Mieti kaikki ne syyt, joiden vuoksi mielestäsi hampaista on hyötyä?

Tutki hampaitasi peilin avulla.

Kuinka monta erilaista hammastyyppiä voit nähdä ja tuntea? Suun etuosassa olevia teräviä hampaita sanotaan etuhampaiksi. Niiden vieressä olevia suippokärkisiä hampaita sanotaan kulmahampaiksi ja leveämpiä hampaita, joissa on kuoppa, sanotaan välihampaiksi ja poskihampaiksi. Kasvaessasi maitohampaasi irtoavat, ja niiden tilalle tulee pysyvät 'rautahampaat'. Nämä hampaat pysyvät koko ikäsi, ja sen vuoksi on tärkeää huolehtia niistä hyvin.

Laske, kuinka monta hammasta sinulla on. Piirrä kuva hampaistasi peilistä näkemäsi mukaisesti ja yritä nimetä kaikki osat (hammaskiille, ikenet, leukaluu jne.). Selvitä, mitä kukin osa tekee.

Koe: kolajuoman vaikutus hampaisiin

Jos sinulla on tallella irronnut hammas, esimerkiksi maitohammas, laita se lasiin yhdessä kolajuoman tai muun poreilevan juoman kanssa, jota normaalisti juot. Tutki hammasta päivittäin viikon ajan. Mitä sille tapahtuu?

Ota kuva hampaasta ennen juomaan laittamista ja sen jälkeen. Tiedätkö, miksi hammas muuttuu? Osaatko sanoa, miksi poreilevien juomien käyttöä on tärkeää rajoittaa?

Mikä asia juoman 'poreilussa' pilaa hampaan?
Miksi käytämme hammastahnaa?
Kuinka usein hampaat on pestävä hammastahnalla?

Vastaukset:
Useimpien pikkulasten suussa on noin 20-25 hammasta. Hampaiden harjaaminen on tärkeää hampaiden vaurioitumisen ja pahanhajuisen hengityksen välttämiseksi. Jos lakkaat harjaamasta hampaitasi, suusi haisee pahalta ja hampaitasi alkaa särkeä ja niihin tulee reikiä.

Poreilevat juomat ovat hapollisia, ja ne voivat vaurioittaa hammaskiillettä. Hampaiden harjaaminen aterian jälkeen fluoripitoisella hammastahnalla voi auttaa estämään hampaiden vaurioitumista ja vahvistamaan hampaita. Lisäksi se saa suusi tuoksumaan raikkaalta.

Kun heräät aamulla, yksi ensimmäisistä asioista, joita teet, on hampaiden harjaaminen. Minkä vuoksi se on tehtävä?

Kun syöt, jonkin verran ruoassa olevasta sokerista jää suuhusi. Bakteerit käyttävät tätä sokeria ravinnokseen ja valmistavat siitä happoa. Happo liuottaa hammaskiillettä ja voi aiheuttaa hampaiden vaurioitumista (reikiintymistä). Se (hammassärky) sattuu! Sinun on käytävä hammaslääkärissä säännöllisesti varmistamassa, että näin ei käy. Jokaisen on pidettävä hampaansa terveinä ja puhtaina − myös avaruudessa olevien astronauttien! Jos heidän hampaitaan alkaa särkeä, hammaslääkäri on hyvin kaukana!

Avaruudessa:

Astronautit harjaavat hampaansa normaaliin tapaan kuten sinäkin, mutta yksi ero siinä kuitenkin on. Katso, miten kaikki leijuu ympäriinsä.

Tämä johtuu siitä, että kansainvälisellä avaruusasemalla (ISS) ei ole voimaa, joka vetäisi esineitä alaspäin kuten Maassa. Asema kiertää maapalloa hyvin nopeasti (28 000 kilometriä tunnissa) oikealla nopeudella ja oikeaan suuntaan. Se ei putoa alas Maahan, vaan on jatkuvassa putoamisliikkeessä maapallon ympärillä. Putoamisen vuoksi kaikki sen sisällä oleva on painotonta. Niinpä kaikki leijuu. Myös vesi ja hammastahna.

Hammastahnan voi niellä harjaamisen jälkeen (syötävä hammastahna), ja sen jälkeen suu pyyhitään kostealla pyyhkeellä. Astronauttien on pidettävä suunsa mahdollisimman suljettuna harjaamisen aikana, jotta hammastahna ei leijuisi ulos.

WC:ssä käynti avaruusasemalla

Jos kaikki kerran leijuu avaruudessa, miten WC:ssä käynti onnistuu?ISS-asemalla (venäläisten Zvezsda-moduulissa) on erikoismallinen WC. Kun koko miehistö saapuu asemalle, amerikkalaisten moduuliin tulee toinen WC.

Astronauttien on sidottava itsensä kiinni välttyäkseen leijumasta pois. Huuhdeltavan WC:n sijaan imuputki kuljettaa jätteet pois ilmavirran mukana reikää alaspäin. Kiintoaine pakataan ja säilötään myöhempää hävittämistä varten. Virtsa kerätään talteen ja kierrätetään myöhemmin. Todellakin outo tapa käydä WC:ssä!

Syöminen ja juominen ISS-asemalla

Kuten liikunnalla, myös ravinnolla on tärkeä merkitys astronauttien terveyden ylläpitämisessä.

Ruoan tarkoitus ei ole pelkästään tarjota työskentelyyn riittävää kalorimäärää, vaan myös itse ruokailu on tärkeä sosiaalinen tapahtuma ihmisille, jotka ovat hyvin kaukana perheistään ja ystävistään.

Ruoka valmistetaan erikoismenetelmällä, koska painottomuus vaatii tietynlaisia toimenpiteitä, jotta ruoka ei leijuisi pois lautaselta. Lisäksi astronauttien on syötävä joitakin ruokalajeja avaruusympäristöön sopeutumisen aiheuttamien vaikutusten vastapainoksi.

Astronautit saavat valita ruokansa itse, kunhan vaan sen ravintoarvot ja kalorit ovat hyväksyttyjen vaatimusten mukaisia: 2 800 kaloria päivässä. Kaikkien astronauttien ruokatarjottimet valmistetaan maassa ja toimitetaan ISS-asemalle ennen heidän saapumistaan. Merkityt tarjottimet säilytetään yhdessä moduuleista. Punaiset ruokatarjottimet sisältävät venäläisiä ruokia ja siniset tarjottimet amerikkalaisia ja Euroopan maiden ruokia.

Elintarvikkeet on käsiteltävä erikoismenetelmällä, jotta ne säilyisivät pitkään ja olisivat massaltaan pieniä.

Avaruusruoka

Avaruudessa syödään monentyyppisiä ruokia:

 

• Kuivattu ruoka: Vesi poistetaan ruoasta, jotta se on helpompi säilöä. Tästä käytetään myös termiä pakastekuivaus. Avaruusasemalla ruokaan lisätään vettä ennen syömistä. Tähän ryhmään kuuluu juomia (teetä, kahvia, appelsiinimehua) sekä viljavalmisteita, kuten kauraa.
• Lämpöstabiloitu ruoka: Kyseessä on lämpökäsitelty ruoka, jota voidaan käsittelyn jälkeen säilyttää huoneenlämpötilassa. Useimmat hedelmät ja kalat (tonnikala) on säilötty helposti avattaviin tölkkeihin. Jälkiruoat on pakattu muovikuppeihin.
• Säteilytetyt ruoat: Suurin osa naudanlihatuotteista on kypsennetty ja pakattu joustaviin foliopusseihin ja sen jälkeen steriloitu ionisoivan säteilyn avulla siten, että pussit säilyvät huoneenlämpötilassa.
• Tuoreet elintarvikkeet: Esimerkiksi omenat ja banaanit − saapuva miehistö tuo usein tullessaan tuoreita elintarvikkeita.
• Luonnollisessa muodossaan olevat elintarvikkeet: Esimerkiksi pähkinät ja keksit.

Astronautit käyttävät tarjottimia lautasina, ja kaikki on joko puristettava ulos putkilosta tai pussista. Voitko kuvitella, mitä tapahtuisi, jos juomat ja ruoanmurut pääsisivät pakoon ja leijuisivat minne tahansa? Katso vaikka kaikkia ympärillä olevia sähkölaitteita… aivan niin, seurauksena olisi katastrofi!

Koska kaiken tämän ruoka- ja vesimäärän kuljettaminen avaruusasemalle on hyvin kallista, kaiken on oltava hyvin kevyttä ja helposti säilytettävää.

Koe: kypsän hedelmän ruskettumisen ja pilaantumisen vertaaminen kemiallisen inhibiittorin ja ilman avulla

Tarvikkeet:
Tislattua vettä, omenoita, banaaneja, sellerinvarsia, porkkanoita ja C-vitamiinitabletteja. Pieni muovikulho, veitsi, lusikoita ja paperilautasia.

Johdanto:
Mitä tapahtuu, kun esimerkiksi omenat ja banaanit altistuvat ilmalle? Tämä ruskettuminen pilaa elintarvikkeen. Avaruudessa meidän on säästettävä tilaa, pyrittävä mahdollisimman kevyeen painoon ja vältettävä hedelmien kuorista ja kivistä aiheutuvaa jätettä. Lisäksi ruoka on pakattava yhden hengen annoksiksi. Tämä voidaan tehdä viipaloimalla hedelmät ja vihannekset ja estämällä ilmaa pilaamasta niitä.

Tässä kokeessa näet, miten tämä voidaan tehdä kemiallisen inhibiittorin avulla.

Toimenpiteet:
1. Laita vettä kahteen pienikokoiseen syvään kulhoon. Liuota toiseen kulhoon yksi C-vitamiinitabletti ja jätä toisen kulhon vesi ennalleen. Merkitse kulhot.
2. Leikkaa hedelmäpala kuudeksi samankokoiseksi viipaleeksi. Laita kaksi viipaletta kumpaankin kahdesta nesteestä. Varmista, että viipaleet ovat kokonaan nesteen peitossa, ja anna niiden olla kulhoissa 10 minuutin ajan.
3. Laita kaksi viimeistä viipaletta paperilautaselle, jossa on merkintä käsittelemätön.
4. Ota viipaleet pois lusikalla ja laita ne eri paperilautasille.
5. Toista koe eri hedelmillä ja vihanneksilla.
6. Anna kaikkien kolmen lautasen olla rauhassa tunnin ajan ja tarkista, näkyykö ruskettumista.

Keskusteltavaa:

• Mikä hedelmä ja mikä vihannes ei muuttunut yhtä ruskeaksi kuin muut?
• Tiedätkö jonkin toisen kemiallisen inhibiittorin, jota voidaan käyttää hedelmien ja vihannesten säilönnässä ja joka on myös syömiskelpoinen?
• Yritä selvittää, vaikuttaako C-vitamiinin määrä vihannesten ja hedelmien ruskettumisen määrään. Miten voit selvittää asian?

Vastaukset:

• C-vitamiinilla käsitellyissä tuotteissa näkyy vähemmän pilaantumista. Tämä johtuu siitä, että C-vitamiini toimii antioksidanttina ja estää hapen vaikutuksen elintarvikkeisiin (ruskettumisen).
• Sokeri, suolaus, hapot (etikka)...
• Vinkkejä: Leikkaa C-vitamiinitabletit kahteen ja sitten neljään osaan ja liuota palaset samaan vesimäärään kuin kokonainen tabletti. Tarkista, onko annoksen pienentämisellä vaikutusta.

Liikunta ja kuntoilu

Ihmisen keho on kehittynyt Maassa, painovoimakentän vaikutuksessa. Painottomuus hankaloittaa pientenkin tehtävien tekemistä. Astronauttien on kiinnitettävä itsensä tiukasti, sillä muuten he leijuisivat pois − jopa tietokoneen käyttäminen on hankalaa. Avaruuskävelyt voivat olla uuvuttavia, ja ne kohdistavat lihaksiin epätavallista rasitusta.

Tämän vuoksi astronauttien on varattava aikaa liikuntaan ja pidettävä itsensä kunnossa ja terveinä voidakseen suorittaa työnsä ISS-asemalla ja palata Maahan hyvässä kunnossa. Asemalla on juoksumatto ja kuntopyörä (ilman renkaita). Astronauttien on liikuttava vähintään kaksi tuntia päivässä pysyäkseen hyvässä kunnossa.

Astronautit voivat käyttää myös erilaisia Maan kuntosalivarusteiden kaltaisia vetolaitteita ja köysiä, joiden avulla he voivat tehdä kestävyysharjoittelua. Kaikki tämä auttaa heitä pitämään yllä luustonsa ja lihastensa kunnon, mikä on hyvin tärkeää myös palattaessa takaisin maapallon painovoiman piiriin. Näin heidän fyysinen kuntonsa säilyy mahdollisimman hyvänä.