Hvordan har NASA forbedret atletisk træning?

Alle NASA -astronauter står over for vægtløshed i rummet. Den langsigtede effekt af lang tids brug i et tyngdekraftsfrit miljø er, at det svækker kroppen. Rumfart forårsager atrofi af muskler og knogler falder i tæthed. For at forhindre det, eller i det mindste begrænse skaden, NASA har atletiktrænere og fysiske rehabiliteringsteknikere på personale til at få astronauter i form til rumflyvninger. Trænere lærer også astronauter, hvordan de kan holde deres kroppe i perfekt form under flyvningen og derefter arbejde med dem for at genoprette deres fysiske tilstand, når de er vendt tilbage til Jorden.

Trænere har udviklet forskellige trænings- og styrketræningsregimer til hvert trin i missionen. De fokuserer overvejende på flerled, vægtbærende og lavere kropsøvelser for at adressere de dele af kroppen, der typisk er mest svækket af mangel på tyngdekraft. Muskelatrofi og tab af knogletæthed forekommer højst sandsynligt i underkroppen, som bruges mindre end arme og torso i rummet på grund af vægtløshed. Aktiviteter som at stå og gå giver vores muskler og knogler en konstant træning på Jorden; men i rummet, de bliver slet ikke brugt.

NASA forskning og udvikling af uddannelsesprogrammer og maskiner til forberedelse, vedligeholde og rehabilitere astronauter har bidraget væsentligt til den generelle viden om fysiologi (motionsvidenskab). Det har også resulteret i kommercielt tilgængeligt, NASA-inspireret trænings- og fysioterapiudstyr.

Undersøgelser foretaget af NASA om virkningerne af rumrejser på kroppen - undersøgelser, der begyndte i de tidlige dage af rumprogrammet, før nogen overhovedet havde forladt Jorden endnu-demonstreret, at langvarig eksponering for lavt tyngdekraftsmiljø i rummet førte til en reduceret mængde calcium i knogler, misdannede blodlegemer og et ekstra lag fedt omkring hjertet (relateret til det faldende fysiske aktivitetsniveau). NASA-læger foretog efterflyvningsundersøgelser af astronauter, alle oplevede tab af knogler og muskeltæthed. Agenturet besluttede, at det skulle udvikle træningsprogrammer og udstyr specifikt til astronauternes særlige behov.

Træningsbussen

Inden lanceringen af ​​NASAs Skylab -rumstation i 1973, agenturet hyrede Boeing -ingeniøren Gary Graham til at udarbejde en kardiovaskulær træningsmaskine, der ville holde hjertet i form og optimere blodgennemstrømningen. Astronauter skulle også kunne bruge det i rummet. Graham og hans team på NASA producerede i sidste ende en træningsmaskine til astronauter kaldet CMC Shuttle 2000.

For at bruge CMC Shuttle, astronauter ligger på ryggen på en vogn, der glider på en skinne. Næste, de skubber fødderne væk fra en sparkeplade og trækker derefter sig selv, mens de holder fast i justerbare elastiske snore, der giver modstand. For hver gentagelse, maskinen bevæger brugerens membran og udøver brysthulen, tiltrækker blod til hjertet og hjælper med at opretholde både hjertesundhed og generel blodgennemstrømning.

Astronauter brugte CMC Shuttle på den 84 dage lange Skylab-mission fra 1973 til 1974. Baseret på observationer af hjerterne, muskler og blodgennemstrømning af astronauterne, der brugte det under flyvning, der blev foretaget yderligere forbedringer af designet. Et firma kaldet Contemporary Design licenserede teknologien fra Graham og NASA i 1991 og producerede et kommercielt tilgængeligt stykke udstyr kaldet Shuttle 2000-1. Findes primært i diagnostiske og rehabiliteringsmiljøer, det er en af ​​de få maskiner, der skal bruges af patienter på sengeleje. Det holder ikke kun disse patienters hjerter sunde og deres blod flyder ordentligt, Shuttle 2000-1 forhindrer sjældent benyttede knogler og muskler i atrofiering.

Atleter på højt niveau bruger også Shuttle 2000-1. Øvelserne udført på maskinen - kaldet plyometrics - giver stærke, hurtig, muskelsammentrækninger. Disse øvelser behandler muskler som belastede, spiralfjedre, giver enorme bursts af hastighed og kraft, når de slippes. Så, om behovet er for rehabilitering, vedligeholdelse eller at tage kroppen til det næste fysiske niveau, en maskine udviklet af NASA til astronauter gør det muligt.

G-træneren

I slutningen af ​​1980'erne, NASA-forskeren Robert Whalen fik til opgave at finde måder at hjælpe astronauter med at bevare deres styrke med nye flyvninger, i rummet øvelser. For at en krop i rummet kan bevare sin normale fysiske tilstand, træning kræver vægte for at simulere tyngdekraftens virkninger på Jorden. Whalen foreslog at bruge differentielt lufttryk i rumflyvningsøvelser. At afveje astronauter med luft, mens de dyrkede motion, ville efterligne tyngdekraften, forhindrer dermed nedbrydning af knogler og muskler.

Indtil det punkt, midtvejsøvelse for astronauter var både vanskelig og ufuldkommen. NASAs standardudstyr var stejlt, løbebånd mod tyngdekraft. For at blive på plads, astronauter blev spændt til maskinen. Det var ikke kun ubehageligt, men det kvaltede bevægelsen af ​​musklerne, det skulle hjælpe. Whalen ændrede løbebåndskonceptet ved at anvende høje lufttrykstyrker, der specifikt var kalibreret til at matche den virkning, tyngdekraften ville have på den astronaut.

Whalens G-Trainer ligner et løbebånd indkapslet i et hoppeborg. Brugeren klatrer ind i et lufttæt hul over slidbanen. En gang der, astronauten løber eller går, og maskinen kalibrerer de oppustelige sektioner, anvende lufttryk på astronautens vægt, løfte kroppen efter behov for at skubbe tilbage på underkroppen og levere den samme service manuelt som tyngdekraften gør naturligt.

I 2005, NASA og Whalen licenserede patentet på G-Trainer til et firma kaldet Alter-G, Inc, som tilpassede maskinen til både medicinsk brug og atletisk træning. AlterG Anti-Gravity Løbebånd giver støtte til fysiske rehabiliteringspatienter med nedsat styrke i underkroppen. Men der er en stor forskel mellem den og NASA -modellen, fordi, teknisk set, løbebåndet gør på Jorden det modsatte af, hvad det gør i rummet. I rummet, luften tilføjer vægt og giver sund modstand. På jorden, det aflaster vægten. I dag, G-Trainer bruges meget i genoptræningscentre, militære hospitaler og i træningsfaciliteterne for både professionelle og college sportshold.

NASA deler aktivt sin viden med det atletiske træningssamfund, tilbyder endda en atletisk træningspraktik. Åben for studerende, der forfølger en karriere inden for atletisk træning, praktikken giver værdifuld, oplevelse i den virkelige verden. Fysisk medicin og rehabilitering af muskler og knogler er dækket, ligesom de faktiske fysiske evalueringer af patienter (inklusive astronauter). Praktikanter har også mulighed for at hjælpe med at designe rehabiliterings- og træningsregimer.

NASA Athletic Training:Masser mere information

relaterede artikler

• Vandt NASA rumløbet?
• Sådan fungerer NASA
• Top 5 NASA -opfindelser
• Hvad er forskellen mellem CCD- og CMOS -billedsensorer i et digitalkamera?
• Hvorfor leger NASA med kugler?

Kilder

• Bager, David. "Opfindelser fra det ydre rum." Tilfældigt hus. 2000.
• Melanson, Donald. "G-Trainer 'anti-gravity' løbebånd bliver godkendt af FDA." Engadget.com. 20. februar kl. 2008. (15. marts, 2011) http://www.engadget.com/2008/02/20/g-trainer-anti-gravity-treadmill-gets-approved-by-the-fda/
• NASA. "Anti-Gravity Løbebånd Speed ​​Rehabilitering." 2009. (15. marts, kl. 2011) http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20090039428_2009040053.pdf
• NASA Education Office. "Tilgængelige ansøgninger om atletisk træningspraktik ved NASAs Kennedy Space Center." 24. februar kl. 2009. (15. marts, kl. 2011) http://www.spaceref.com/news/viewsr.rss.spacewire.html?pid=30685
• Pire, Neal. "Plyometrics for atleter på alle niveauer." Ulysses Press. 2006.