در زمین، اتمسفر مانند یک صفحه عایق طبیعی ما را از بسیاری از این خطرها محفوظ می کند. اما در فضا، فضانوردان و تجهیزات نیاز به سیستم های حفاظتی دارند. آنها همینطور می بایست واکنش های فیزیکی ناشی از سفر در فضا را تحمل نمایند و خود را در مقابل فشارهای بسیار زیاد موقع پرتاب به فضا و بازگشت به زمین حفظ کنند.

به نیازهای اولیه فضانوردان نیز باید توجه شود. این نیازها شامل تنفس، خوردن و آشامیدن، تحمل بی وزنی و خوابیدن می باشند.

محافظت در برابر خطرهای فضا

مهندسین و متخصصان پزشکی فضا درصد زیادی از عوارض ناشی از خطرهای موجود در فضا را حذف نموده و یا کاهش داده اند. فضاپیما ها معمولا از دو لایه پوششی برای مقابله با برخوردها بهره می برند. اگر ذره ای از لایه اول نفوذ کند نمی تواند از لایه داخلی نیز عبور نماید.

فضانوردان به شیوه های مختلفی در برابر پرتو های موجود محافظت می شوند. ماموریت های گردش در مدار زمین در مناطق محافظت شده طبیعی مانند میدان مغناطیسی زمین انجام می گیرد. فیلتر های مخصوصی بر روی شیشه های فضاپیما به منظور محافظت در برابر اشعه ماورا بنفش نصب می گردد.

همینطور گروه فضانوردان باید از گرمای بسیار شدید هنگام پرتاب از سطح زمین و فرود به آن محفوظ بمانند. فضاپیما یک عایق گرمای قوی برای تحمل درجه حرارت بالا و یک سازه بسیار مستحکم برای تحمل فشار هنگام سرعت گرفتن و پرتاب، نیاز دارد. ضمنا فضانوردان در هنگامیکه جریان خون از سر به پاهایشان کشیده نمی شود باید در شرایط مناسبی باشند. در این حالت آنها دچار سرگیجه یا بیهوشی می شوند.

در داخل یک فضاپیما به خاطر وجود وسایل الکتریکی و گرمای بدن افراد، دما افزایش می یابد.

یک سری تجهیزات با عنوان کنترل دما گرمای فضاپیما را تنظیم می کنند. این تجهیزات جریان گرم شده در محیط کابین را به بخش صفحه های رادیاتور پمپاژ می کنند. در آنجا حرارت اضافه به فضا تخلیه می گردد. جریان خنک نیز به داخل کابین پمپاژ می شود.

بی وزنی

در مدارهای حول زمین، فضاپیما ها و هر آنچه که درون آنها است شرایطی را تجربه می کنند که به آن بی وزنی می گویند. فضاپیما و چیزهای داخل آن به خاطر این بی وزنی به صورت معلق در می آیند. اصطلاح بی وزنی از نظر فنی اصطلاحی اشتباه است. 

گرانش در مدار تنها مقداری از گرانش بر روی زمین کمتر است. فضاپیما و محتویات داخل آن دائما در حال سقوط به سمت زمین می باشند. اما به دلیل سرعت بسیار زیاد فضاپیما، انحنای سطح زمین مانع از کاهش ارتفاع می شود. به نظر می رسد این سقوط دائم وزن همه محتویات فضاپیما را از بین برده است. به این دلیل به چنین شرایطی بی وزنی می گویند.

بی وزنی تاثیرات زیادی هم بر روی انسان و هم بر روی تجهیزات می گذارد. برای مثال سوخت از مخازن گذر نمی کند بنابراین لازم است با فشار زیاد گاز جابجا شود. هوای گرم به سمت بالا نمی رود بنابراین گردش هوا با فن انجام می گیرد. ذرات غبار و قطرات آب در کابین معلقند و تنها بر روی فیلترهای فن نشست می کنند.

سیستم بدن انسان در برابر شرایط بی وزنی به طرق مختلف واکنش نشان می دهد. در روزهای نخست ماموریت، حدود نیمی از مسافران دچار حالت تهوع و در بعضی شرایط دچار استفراغ می شوند. بیشتر متخصصان بر این باورند که این فضا زدگی که به آن همرفت یا سندرم سازگاری با فضا می گویند ناشی از واکنش طبیعی بدن به شرایط بی وزنی است. داروهای خاصی به پیشگیری از پیشرفت عوارض سندرم سازگاری با فضا کمک می کند. این شرایط به طور کلی پس از چند روز از بین می رود.

بی وزنی همچنین منجر به اختلال در حفظ تعادل بدن، به خاطر تاثیر در ساز و کار گوش میانی و جلوگیری از تشخیص جهت، می شود. پس از چند روز در فضا، سیستم تعادل نسبت به همه سیگنال های هدایتی بی اعتنا می شود. پس از بازگشت فضانورد به زمین این اختلال به زودی بر طرف می شود.

بعد از چند روز یا چند هفته بدن فضانورد دچار بی حسی می شود. در این دوره ماهیچه ها به دلیل کم کاری ضعیف می شوند و رگ های قلب و خون دچار تنبلی می شوند. تمرین های ورزشی خاص به پیشگیری از این حالت کمک می کنند. مسافرین فضا تمرینات فیزیکی مانند دویدن، دوچرخه و ... را انجام می دهند.

پس از چندین ماه در فضا، مرحله ای به نام کمبود مواد معدنی یا demineralization استخوانها را ضعیف می کند. بیشتر پزشکان بر این باورند که این کمبود به دلیل وجود نداشتن فشار بر روی اسکلت بدن به دلیل شرایط بی وزنی ایجاد می شود. تجربیات کیهان نوردان شوروی که مدت زیادی در مدار دور زمین به سر بردند نشان می دهد که انجام برخی ورزش های قدرتی و داشتن یک رژیم غذایی مشخص می تواند این عارضه را کاهش دهد.

رفع نیازهای اولیه در فضا

فضاپیما های با سرنشین دارای سیستمی می باشند که برای تامین نیازهای اولیه افراد طراحی شده اند. علاوه بر این فضانوردان می توانند بسته های مخصوصی که به این منظور طراحی شده اند را در زمانی که خارج از فضاپیما مشغول انجام کار هستند همراه خود داشته باشند.

تنفس

یک فضاپیمای با سرنشین باید دارای منبع اکسیژن برای تنفس افراد و قابلیتی برای خارج نمودن دی اکسید کربن ناشی از بازدم آنها باشد. معمولا از ترکیب اکسیژن و نیتروژن که شبیه جو زمین درسطح دریا است استفاده می شود. فن ها هوای موجود در کابین را از میان بخش هایی به گردش در می آورند که با صفحه های شیمیایی به نام هیدروکسید لیتیوم پوشیده شده است. این صفحه ها دی اکسید کربن موجود در هوا را جذب می کنند. دی اکسید کربن همچنین می تواند با محصولات شیمیایی موجود دیگر ترکیب شود. فیلترهای زغال نیز به کنترل آنها کمک می کنند.

خوردن و نوشیدن

غذا در فضاپیما باید مغذی باشد، راحت آماده شود و به سادگی قابل نگهداری باشد. در گذشته فضانوردان از غذاهای خشک و فریز شده که هنگام استفاده با کمی آب ترکیب می شدند، استفاده می کردند. آنها همچنین از نی برای افزودن آب به غذا استفاده می کردند.

با گذشت زمان غذای مسافران فضا اشتها برانگیز تر می شود. امروزه فضانوردان غذاهای آماده ای شبیه غذاهای روی زمین می خورند. بسیاری از فضاپیما ها امکانات گرم کردن غذاهای سرد یا فریز شده را نیز دارند.

آب آشامیدنی از مهمات یک سفر به فضا است. در شاتل ها دستگاهی وجود دارد که در حین تولید نیروی الکتریسیته فضاپیما، آب نیز تولید می کند. در ماموریت های طولانی آب باید تا حد امکان تصفیه و مجدد استفاده شود. دستگاه هایی نیز وجود دارند که رطوبت موجود در هوا را جذب می کنند. در ایستگاه های فضایی معمولا از این آب برای شستشو استفاده می شود.

ضایعات گوارشی

ایجاد ضایعات گوارشی بدن در شرایط بی وزنی مسئله مهمی است. فضانوردان از وسیله ای شبیه به توالت فرنگی استفاده می کنند. جریان هوا با ایجاد مکش ضایعات را به بخشی در زیر این وسیله می کشد. در فضاپیما های کوچک، افراد گروه از وسیله ای قیف مانند برای ضایعات مایع و کیسه های پلاستیکی برای ضایعات جامد سیستم گوارش بدن استفاده می کنند. در زمان کار خارج از فضاپیما لباس فضانوردان مجهز به محفظه ای برای جمع آوری این ضایعات می باشد.

استحمام

ساده ترین روش استحمام در فضاپیما استفاده از ابر و حوله خیس است. فضانوردان در فضاپیما های جدید از یک محفظه کاملا بسته که در واقع یک دوش از جنس پلاستیک فشرده است، استفاده می کنند. این به فضانوردان اجازه می دهد که بدن خود را با آب اسپری کنند و سپس با انجام وکیوم دوش، حوله و بدن خود را خشک کنند. ایستگاه های فضایی جدیدتر دوش حمام ثابت دارند.

خوابیدن

مسافران فضا می توانند از کیسه خواب های مخصوصی برای خوابیدن استفاده کنند. فضانورد ها با بند هایی به کیسه خواب وصل می شوند. بیشتر فضانوردان ترجیح می دهند که به صورت معلق به طوری که تعداد کمی طناب آنها را در محیط کابین نگه دارد به خواب روند. مدت زمان خواب در فضا حدوداً مانند زمین است.

سرگرمی

داشتن تفریح و سرگرمی در سفرهای طولانی فضایی برای سلامت روانی فضانوردان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تماشای منظره بیرون فضاپیما بسیار پر طرفدار است. ایستگاه های فضایی به تعدادی کتاب، موسیقی و بازی های رایانه ای مجهز اند. تمرین های ورزشی نیز ایجاد آسودگی می کنند.

کنترل کالا و زباله

نگهداری هزاران مورد از اقلام مورد مصرف در حین یک ماموریت مسئله مهمی است. بعضی از این اقلام در کشو ها و قفسه ها نگهداری می شوند. بعضی به دیوارها، سقف و کف متصل می شوند. آمار اقلام و محل آنها و جایگزین کردن ها همگی با برنامه های رایانه ای کنترل می شوند. در حین سفر افراد زباله های خود را در محل های بدون استفاده فضاپیما جاسازی می کنند. بعضی از زباله ها به بیرون از فضاپیما داخل اتمسفر پرتاب می شوند (در صورتی که زیان آور نباشند) و بقیه به زمین بازگردانده می شوند.