Wat doen 286 dagen in de ruimte met je lichaam en geest? "100 procent van de astronauten die terugkeren, is echt heel ziek"

De Amerikaanse astronauten Sunita 'Suni' Williams en Barry 'Butch' Wilmore zijn weer op aarde, na een verblijf van 286 dagen in de ruimte. Hun vertrek naar het Internationaal Ruimtestation (ISS) in juni vorig jaar was een testmissie. Ze waren de eersten die met een Starliner-capsule van het Amerikaanse bedrijf Boeing naar het ISS vlogen.

Het was de bedoeling dat ze na 8 dagen weer thuis zouden zijn, maar dat pakte even anders uit. Er waren problemen met de Starliner die maar niet opgelost raakten. De NASA liet de capsule uit veiligheidsoverwegingen leeg terugkeren naar de aarde, Williams en Wilmore werden ingeschakeld in de Crew-missies van het bedrijf SpaceX op het ISS. Pas gisteren landden ze veilig en wel weer op aarde.

Een ruimtereis, al is het kort, heeft gevolgen voor je fysieke en mentale gezondheid. Een langdurig verblijf in de ruimte mag je zonder overdrijven een aanslag op je lichaam en geest noemen. Niet voor niets duren de huidige ruimtemissies maximaal 6 maanden. Williams en Wilmore verbleven maar liefst 9,5 maanden in het ISS. Hoe zouden zij zich nu voelen?

Alleen al de terugkeer naar de aarde is een beproeving, zegt Floris Wuyts, professor in de medische fysica aan de Universiteit Antwerpen. Hij doet al sinds 2007 onderzoek naar de impact van de ruimte op het menselijk lichaam en heeft met zijn team al een zestigtal astronauten en kosmonauten onderzocht.

"Die capsule die dobbert op het water, dat moet een halve marteling zijn", zegt Wuyts. "Hun evenwichtssysteem heeft maandenlang geen zwaartekracht gedetecteerd. Het is al helemaal ontregeld, dan nog eventjes ronddobberen op zee is extra lastig."

"100 procent van de astronauten die terugkeren op aarde is echt heel ziek, tot overgeven toe", zegt Wuyts. "En als ze dan uit die capsule komen, zijn ze echt verzwakt. Stappen zit er niet in, ze moeten gedragen worden. Pas heel langzaam worden ze rechtop gezet, om hen traag te laten wennen aan de zwaartekracht."

Er zijn nog andere gevolgen van een ruimtereis op het menselijk lichaam die misschien minder zichtbaar zijn, maar toch ernstig.

• Het gebrek aan zwaartekracht veroorzaakt bijvoorbeeld een aanzienlijk en niet volledig herstelbaar verlies aan botdichtheid. Dat maakt astronauten gevoelig voor botbreuken, ook jaren later nog.

• De spieren in het lichaam hoeven niet om te gaan met de zwaartekracht en worden dus niet getraind. Ze verslappen en kunnen zelfs weg teren. De reden bij uitstek waarom astronauten aan boord van het ISS dagelijks enkele uren verplicht moeten sporten.

• Ook het hart is een spier. Het hoeft geen bloed tegen de zwaartekracht in te pompen en hoeft dus minder te werken. En verslapt ook.

• Het bloedvolume neemt af en de bloedsomloop verandert. Op sommige plekken in het lichaam zal die vertragen, en dat maakt astronauten gevoeliger voor bloedklonters.

• Ook de reukzin neemt af in de ruimte. Wat misschien niet slecht is, want aan boord van het ISS leven en werken astronauten samen op een relatief beperkte ruimte. En het ISS is niet bepaald een plaats waar je even een raampje kan openzetten ter verluchting.

• De huid wordt heel erg gevoelig, zoals die van een baby, omdat de kledij van het lichaam zweeft. Na de terugkeer op aarde kan kledij aanvoelen als schuurpapier.

Klik op onderstaande interactieve afbeelding de verschillende lichaamsdelen van de astronaut aan en ontdek wat de gevolgen van een (langdurig) verblijf in de ruimte zijn:

Vloeistoffen in het lichaam in het algemeen stromen minder makkelijk weg of naar beneden in de ruimte. "Ze hopen op, wat maakt dat astronauten het gevoel kunnen hebben dat ze constant verkouden zijn", legt astrofysicus Alan Duffy uit aan de Britse krant The Guardian . "Naarmate astronauten langer in de ruimte zijn, gaat er meer en meer vloeistof naar hun schedel. Vandaar dat ze typisch ook een puffy face, een opgeblazen gezicht, hebben. Hun hoofd is veel ronder dan wanneer ze op aarde zijn, legt professor Wuyts uit.

"Maar ook aan de binnenkant zijn er veranderingen. We zien een fluid shift, een verplaatsing van lichaamsvloeistoffen, die ervoor zorgt dat de hersenen omhoog geduwd worden in de schedel. Als gevolg daarvan gaan de oogbollen afplatten. 60 tot 70 procent van de astronauten ervaart een verminderd zicht. Ze krijgen soms ook vlekjes op hun netvlies."

Het zicht kan zich wel herstellen na de terugkeer op aarde, maar "dat kan soms jaren duren", zegt Wuyts. Niet zelden hebben astronauten de rest van hun leven een bril nodig.

Er wordt duchtig gezocht naar methodes om het probleem van vochtophoping aan te pakken. SpaceX en NASA bijvoorbeeld werken aan een soort 'centrifuges' waar astronauten in slapen. Op die manier zouden de vloeistoffen in het lichaam beter afgevoerd worden.

Het gevaarlijkste effect van een verblijf is de blootstelling aan straling. De atmosfeer en het magnetische veld van de aarde beschermen mensen tegen hoge stralingsniveaus, maar in het heelal valt die bescherming weg.

Er is niet alleen veel meer straling, maar er zijn ook verschillende vormen van ruimtestraling. Volgens de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA worden astronauten in de ruimte blootgesteld aan drie soorten straling. Dat vormt volgens de NASA een verhoogd risico op veel voorkomende en zeldzame kankers.

Hoe mensen beschermd kunnen worden tegen ruimtestraling, is een van de belangrijkste problemen waarover wetenschappers zich buigen. Vooral nu er plannen zijn om mensen voor een langere periode naar de maan of zelfs naar Mars te sturen.

Astronauten die na een verblijf in de ruimte terugkeren, moeten tal van medische testen en check-ups ondergaan. Pas nadat artsen er zeker van zijn dat er geen urgente medische problemen zijn en ze voldoende kracht hebben opgebouwd, mogen de astronauten naar huis.

Voor hun fysieke herstel volgen ze een revalidatieprogramma. "Dat programma is intensief, je kan het vergelijken met de revalidatie van een patiënt die na lange tijd uit zijn coma ontwaakt", legt astrofysicus Alan Duffy uit. Artsen moeten erover waken dat astronauten versterken, zonder dat ze te veel belast worden.

"De immuniteit van astronauten is door hun ruimteverblijf ook sterk aangetast. Ze zijn vatbaarder voor ziekte en het is dus oppassen wie in hun buurt toegelaten wordt", zegt professor Wuyts. Astronauten kunnen wel al herenigd worden met hun familie tijdens hun herstel.

Astronauten blijven na hun terugkeer ook een tijdje behoorlijk duizelig en gedesoriënteerd. Ze leren met hulp wel opnieuw stappen, maar hebben het bijvoorbeeld lang moeilijk om bochten in te schatten. "Ze botsen dus makkelijk tegen bijvoorbeeld deuren aan."

En ook kleine, dagelijkse handelingen blijken plots moeilijk. "Ik herinner me een kosmonaut die na afloop van een onderzoek zijn schoen vastnam en zei: 'This is so heavy', 'dit is zo zwaar'. Zoiets simpels van zaken die gewicht hebben dat je niet meer gewend bent."

En dan mogen we ook de psychologische gevolgen niet vergeten. "Wie al eens een of twee dagen vastzat op de luchthaven en naar huis wilde: stel je voor dat je al die tijd naar je huis had kunnen kijken", zegt astrofysicus Alan Duffy. "En bedenk dat dit voor Williams en Wilmore 9 maanden heeft geduurd. Zij zijn echt verbazingwekkend in termen van hun veerkracht."

Iets wat al langer bekend is: het zogenoemde overview effect. Astronauten hebben het privilege om vanuit de ruimte met hun eigen ogen onze planeet te kunnen overschouwen, tegen een achtergrond van sterren, bij een opkomende of ondergaande zon. Dat is voor de meesten een heel overdonderende, bewustzijnsveranderende ervaring.

Heel wat astronauten voelen zich op dat moment enorm verbonden met de aarde en de mensen en dieren die op die aarde wonen. Ze voelen de grote kwetsbaarheid van de planeet zeer scherp aan. Niet toevallig zetten veel astronauten zich later in voor natuur, milieu en klimaat. Anderen voelen zich bij de aanblik van onze planeet heel nietig. Het besef van hoe klein wij op de aarde eigenlijk zijn in de onmetelijkheid van alles.

En dan moeten ze op aarde weer terug naar het dagelijkse leven, gewoon aan het werk gaan, ontbijt maken, in de file staan... Een overgang die heel wat aanpassingsvermogen en veerkracht vraagt. Niet zelden treden er symptomen van angst of depressie op. Ook hier wordt de laatste jaren heel wat onderzoek naar verricht.

Naar de impact van een langdurig verblijf in de ruimte op fysieke en geestelijke gezondheid wordt al jaren veel onderzoek verricht. Dat kan bijvoorbeeld meer licht werpen op de behandeling van patiënten die langdurig aan een ziekenhuisbed gekluisterd zijn.

Williams en Wilmore verbleven 9,5 maanden in de ruimte. Het meeste onderzoek nu is gebaseerd op astronauten die maximaal 6 maanden in de ruimte waren. In dat opzicht zijn Williams en Wilmore voor de artsen en wetenschappers van de NASA extra interessant 'onderzoeksmateriaal'.

Beide astronauten staan dicht bij hun pensioen. Astronauten zijn doorgaans niet verplicht om daarna nog deel te nemen aan wetenschappelijk onderzoek naar de effecten van ruimtereizen. Als Williams en/of Wilmore dat wel zouden doen, zou het interessante informatie kunnen opleveren over de invloed van straling en een gebrek aan zwaartekracht in het latere leven.     

Wat als professor Wuyts zelf de kans zou hebben om naar de ruimte te gaan? "Ik zou voldoende scopolamine meenemen, dat zou mij waarschijnlijk veel minder ruimteziek maken. En ik zou zeggen, 2 weken en niet langer. Absoluut geen 9 maanden."