우주비행사들을 위한 훈련이 일반인들에게도 유용할 수 있다
Treinos comuns a astronautas podem ser úteis para a população geral
Folha de Sao Paulo
Samuel Fernandes
PT
2026-04-11 08:00
Translated
2023년 6월부터 아르테미스 2 미션의 4명의 우주비행사들은 신체 운동 배터리를 포함한 다양한 훈련을 받고 있다. 아르테미스 2의 우주비행사들이 수행하는 신체 활동이 특수성을 가지고 있지만, 다른 개인들에게도 이점을 가져올 수 있다. 어떤 경우에는 우주비행사들 사이에서 인기 있는 이러한 훈련이 일반인을 위한 기존의 운동보다 우수할 수도 있다.
2023년 6월부터 아르테미스 2 미션의 4명의 우주비행사들은 신체 운동 배터리를 포함한 다양한 훈련을 받고 있다. 아르테미스 2의 우주비행사들이 수행하는 신체 활동이 특수성을 가지고 있지만, 다른 개인들에게도 이점을 가져올 수 있다. 어떤 경우에는 우주비행사들 사이에서 인기 있는 이러한 훈련이 일반인을 위한 기존의 운동보다 우수할 수도 있다.
우주비행사들이 우주에 있을 때, 그들은 미세중력 환경에 노출되어 있으며, 이는 상당한 근육량 감소로 이어질 수 있다. "이것은 매우 가속화된 노화 과정과 같다"고 비소사 연방대학교(UFV) 체육교육과 교수인 오타비오 모레이라는 말한다.
따라서 미션에 가기 전에 우주비행사들이 엄격한 훈련을 받는 것이 일반적이다. 이러한 경우에 웨이트트레이닝과 유산소운동과 같은 일반적인 신체 운동 모델이 이러한 전문가들의 준비를 위한 효과적인 해결책이다. 우주비행사들이 더 이상 지구에 있지 않을 때 상황이 바뀐다.
"기존의 웨이트트레이닝 기계는 중력에 의존한다. 왜냐하면 무게를 이동시키는 것이기 때문이다. 우주는 미세중력 환경이므로, 어떤 효과를 느끼기 시작하려면 수톤을 움직여야 할 것이다"라고 모레이라는 계속 말한다.
해결책은 신체 운동 중에 과부하를 생성하기 위해 중력에 의존하지 않는 장비를 사용하는 것이다. 이러한 대안 중 하나는 플라이휠(Flywheel)이라고도 알려진 관성 휠이다. 이 도구는 특정 질량을 가진 디스크로 구성되어 있다. 로프 또는 벨트가 장비에 그리고 보통 활동 초기에 쪼그리고 앉아 있는 사용자에게 연결된다. 그러면 사용자가 일어나서 디스크를 가속화한다. 상승의 정점에 도달한 후, 관성 휠을 사용하는 사람은 초기 위치로 돌아간다. 상승이 빠를수록 디스크를 브레이크하기 위해 사용자가 더 많은 힘을 필요로 하기 때문에 반환의 과부하가 더 클 것이다.
관성 휠이 움직임의 시작과 반환 시에 생성하는 높은 저항과 하중은 장비를 일반적인 웨이트트레이닝과 다르게 만든다. "웨이트트레이닝 기계는 이것을 제공하지 않는다. 왜냐하면 내가 무게를 올릴 때, 나는 힘을 사용하고 있기 때문이다. 내가 내릴 때, 나는 무게를 제어하고 있음에도 불구하고, 실제로는 과부하가 거의 없다. 사용자는 보통 무게를 초기 위치로 돌리고 있을 뿐이다"라고 모레이라는 설명한다.
관성 휠의 이러한 작동 방식은 무게 들어올리기가 아닌 디스크 가속화를 기반으로 하기 때문에 장비는 미세중력을 가진 우주에서의 미션 중 우주비행사들에게 유용하다. 그러나 이점은 다른 인구에서도 눈에 띈다.
비소사 연방대학교(UFV) 체육교육과 교수인 클라우디아 파트로시니오는 박사 과정에서부터 다발성 경화증으로 진단된 사람들에게서 이 도구를 조사해 왔다. 이러한 환자들에게 그녀는 관성 휠이 기존의 웨이트트레이닝에 비해 장점을 가져온다고 보고하며, 파킨슨병과 섬유근육통과 같은 다른 신경학적 상태의 경우에도 이미 관찰된 이점이다.
"이 유형의 훈련은 서로 다른 뇌 영역을 활성화하고 기존 훈련과 비교할 때 다른 적응을 촉진한다"고 모레이라와 주제에 대한 연구에서 협력하는 파트로시니오는 설명한다.
UFV의 두 교수는 또한 건강한 사람들과 함께 수행된 다른 연구를 검토할 때 관성 휠의 장점을 관찰했다. 2017년에 검토 결과는 관성 휠과 웨이트트레이닝과 같은 기존 훈련을 근육 구조와 기능에 비교하는 효과를 조사하는 것을 목표로 한 논문에 발표되었다.
"우리는 관성 휠 훈련이 더 많은 힘, 더 많은 근력, 더 많은 달리기 및 점프 능력 [...] 그리고 기존의 웨이트트레이닝 훈련과 비교할 때 더 많은 근육량을 얻기 위해 더 효율적이었다는 것을 보았다"고 모레이라는 말한다.
우주비행사들이 미션 중일 때의 운동 모델을 개발하는 것 외에도, 지구로의 복귀 후 이러한 전문가들의 재활을 돕는 훈련을 생각하는 것에 대한 우려도 존재한다. 저항 탄성 밴드의 사용은 한 예이다.
에스피리투산투 연방대학교(UFES)의 교수 및 체육교육 대학원 프로그램의 부조정자인 루시아나 칼레티는 이미 그러한 탄성 밴드에 대한 연구를 수행했다. 작동 원리는 간단하다: 더 늘어날수록, 탄성 밴드에서 생성되는 저항이 더 크다.
이러한 장비의 채택은 우주비행사의 훈련에서 다양한 목적에 유용했다. "탄성 저항은 중력과 독립적으로 힘을 생성할 수 있게 함으로써 우주 훈련 시스템의 초기 개발에 중요한 역할을 했다"고 칼레티는 설명한다.
재활로서, 저항 탄성 밴드는 또한 기능적 운동과 쉬운 조정 및 휴대성을 가능하게 하기 때문에 우주비행사들에게 이롭다. 탄성 밴드의 이러한 편의성은 또한 도구를 우주비행사가 아닌 다른 맥락에서 유용하게 만든다.
사례 연구에서 칼레티와 다른 연구자들은 HIIT(고강도 인터벌 트레이닝) 훈련 중 심폐 건강에서 탄성 밴드의 긍정적인 영향을 관찰했다. 또한 이 운동 모델에서 장비의 사용이 긍정적인 감정 반응의 촉진과 훈련 중 적절한 즐거움 수준의 유지와 같은 심리생리학적 측면을 선호한다는 증거가 있다.
우주비행사 재활을 위한 훈련의 또 다른 경우이며 다른 사람들에게 유용할 수 있는 것은 우주비행사의 복부 및 요추 근육 재활을 위해 모인 운동 배터리이다. 2021년 논문에서 탐구된 훈련은 국제우주정거장(ISS)에 최소 6개월 동안 있었던 5명의 우주비행사에게 제공되었으며 핵심 부위에 기능 장애가 있었다.
우주비행사에게 제공된 운동은 주로 로드 및 모터 제어였으며 미세중력으로 인해 손상된 힘, 저항력 및 자세 정렬의 회복에 중점을 두었다. 마지막에 훈련 모델은 우주비행사들이 이미 지구로 돌아왔을 때 더 빠르고 적절한 회복에 유용했다.
저자들에 따르면, ISS 승무원에게 처음에 관찰된 복부 및 요추 근육에 대한 손상은 요통으로 인한 사람들에게서 보이는 것과 유사하다. 따라서 연구자들은 처음에 우주비행사들에게 적용된 훈련이 또한 만성 요통으로 고통받는 인구에게 이롭다고 추측한다.
우주비행사들이 우주에 있을 때, 그들은 미세중력 환경에 노출되어 있으며, 이는 상당한 근육량 감소로 이어질 수 있다. "이것은 매우 가속화된 노화 과정과 같다"고 비소사 연방대학교(UFV) 체육교육과 교수인 오타비오 모레이라는 말한다.
따라서 미션에 가기 전에 우주비행사들이 엄격한 훈련을 받는 것이 일반적이다. 이러한 경우에 웨이트트레이닝과 유산소운동과 같은 일반적인 신체 운동 모델이 이러한 전문가들의 준비를 위한 효과적인 해결책이다. 우주비행사들이 더 이상 지구에 있지 않을 때 상황이 바뀐다.
"기존의 웨이트트레이닝 기계는 중력에 의존한다. 왜냐하면 무게를 이동시키는 것이기 때문이다. 우주는 미세중력 환경이므로, 어떤 효과를 느끼기 시작하려면 수톤을 움직여야 할 것이다"라고 모레이라는 계속 말한다.
해결책은 신체 운동 중에 과부하를 생성하기 위해 중력에 의존하지 않는 장비를 사용하는 것이다. 이러한 대안 중 하나는 플라이휠(Flywheel)이라고도 알려진 관성 휠이다. 이 도구는 특정 질량을 가진 디스크로 구성되어 있다. 로프 또는 벨트가 장비에 그리고 보통 활동 초기에 쪼그리고 앉아 있는 사용자에게 연결된다. 그러면 사용자가 일어나서 디스크를 가속화한다. 상승의 정점에 도달한 후, 관성 휠을 사용하는 사람은 초기 위치로 돌아간다. 상승이 빠를수록 디스크를 브레이크하기 위해 사용자가 더 많은 힘을 필요로 하기 때문에 반환의 과부하가 더 클 것이다.
관성 휠이 움직임의 시작과 반환 시에 생성하는 높은 저항과 하중은 장비를 일반적인 웨이트트레이닝과 다르게 만든다. "웨이트트레이닝 기계는 이것을 제공하지 않는다. 왜냐하면 내가 무게를 올릴 때, 나는 힘을 사용하고 있기 때문이다. 내가 내릴 때, 나는 무게를 제어하고 있음에도 불구하고, 실제로는 과부하가 거의 없다. 사용자는 보통 무게를 초기 위치로 돌리고 있을 뿐이다"라고 모레이라는 설명한다.
관성 휠의 이러한 작동 방식은 무게 들어올리기가 아닌 디스크 가속화를 기반으로 하기 때문에 장비는 미세중력을 가진 우주에서의 미션 중 우주비행사들에게 유용하다. 그러나 이점은 다른 인구에서도 눈에 띈다.
비소사 연방대학교(UFV) 체육교육과 교수인 클라우디아 파트로시니오는 박사 과정에서부터 다발성 경화증으로 진단된 사람들에게서 이 도구를 조사해 왔다. 이러한 환자들에게 그녀는 관성 휠이 기존의 웨이트트레이닝에 비해 장점을 가져온다고 보고하며, 파킨슨병과 섬유근육통과 같은 다른 신경학적 상태의 경우에도 이미 관찰된 이점이다.
"이 유형의 훈련은 서로 다른 뇌 영역을 활성화하고 기존 훈련과 비교할 때 다른 적응을 촉진한다"고 모레이라와 주제에 대한 연구에서 협력하는 파트로시니오는 설명한다.
UFV의 두 교수는 또한 건강한 사람들과 함께 수행된 다른 연구를 검토할 때 관성 휠의 장점을 관찰했다. 2017년에 검토 결과는 관성 휠과 웨이트트레이닝과 같은 기존 훈련을 근육 구조와 기능에 비교하는 효과를 조사하는 것을 목표로 한 논문에 발표되었다.
"우리는 관성 휠 훈련이 더 많은 힘, 더 많은 근력, 더 많은 달리기 및 점프 능력 [...] 그리고 기존의 웨이트트레이닝 훈련과 비교할 때 더 많은 근육량을 얻기 위해 더 효율적이었다는 것을 보았다"고 모레이라는 말한다.
우주비행사들이 미션 중일 때의 운동 모델을 개발하는 것 외에도, 지구로의 복귀 후 이러한 전문가들의 재활을 돕는 훈련을 생각하는 것에 대한 우려도 존재한다. 저항 탄성 밴드의 사용은 한 예이다.
에스피리투산투 연방대학교(UFES)의 교수 및 체육교육 대학원 프로그램의 부조정자인 루시아나 칼레티는 이미 그러한 탄성 밴드에 대한 연구를 수행했다. 작동 원리는 간단하다: 더 늘어날수록, 탄성 밴드에서 생성되는 저항이 더 크다.
이러한 장비의 채택은 우주비행사의 훈련에서 다양한 목적에 유용했다. "탄성 저항은 중력과 독립적으로 힘을 생성할 수 있게 함으로써 우주 훈련 시스템의 초기 개발에 중요한 역할을 했다"고 칼레티는 설명한다.
재활로서, 저항 탄성 밴드는 또한 기능적 운동과 쉬운 조정 및 휴대성을 가능하게 하기 때문에 우주비행사들에게 이롭다. 탄성 밴드의 이러한 편의성은 또한 도구를 우주비행사가 아닌 다른 맥락에서 유용하게 만든다.
사례 연구에서 칼레티와 다른 연구자들은 HIIT(고강도 인터벌 트레이닝) 훈련 중 심폐 건강에서 탄성 밴드의 긍정적인 영향을 관찰했다. 또한 이 운동 모델에서 장비의 사용이 긍정적인 감정 반응의 촉진과 훈련 중 적절한 즐거움 수준의 유지와 같은 심리생리학적 측면을 선호한다는 증거가 있다.
우주비행사 재활을 위한 훈련의 또 다른 경우이며 다른 사람들에게 유용할 수 있는 것은 우주비행사의 복부 및 요추 근육 재활을 위해 모인 운동 배터리이다. 2021년 논문에서 탐구된 훈련은 국제우주정거장(ISS)에 최소 6개월 동안 있었던 5명의 우주비행사에게 제공되었으며 핵심 부위에 기능 장애가 있었다.
우주비행사에게 제공된 운동은 주로 로드 및 모터 제어였으며 미세중력으로 인해 손상된 힘, 저항력 및 자세 정렬의 회복에 중점을 두었다. 마지막에 훈련 모델은 우주비행사들이 이미 지구로 돌아왔을 때 더 빠르고 적절한 회복에 유용했다.
저자들에 따르면, ISS 승무원에게 처음에 관찰된 복부 및 요추 근육에 대한 손상은 요통으로 인한 사람들에게서 보이는 것과 유사하다. 따라서 연구자들은 처음에 우주비행사들에게 적용된 훈련이 또한 만성 요통으로 고통받는 인구에게 이롭다고 추측한다.
Desde junho de 2023, os quatro astronautas que compõem a tripulação da missão Artemis 2 são submetidos a diferentes treinamentos, incluindo baterias de exercícios físicos. Embora atividades físicas realizadas por astronautas como os da Artemis 2 guardem algumas peculiaridades, elas também podem trazer benefícios para outros indivíduos. Em alguns casos, esses treinamentos populares entre astronautas podem ser até mesmo superiores a exercícios convencionais para a população em geral. Leia mais (04/10/2026 - 20h00)
Desde junho de 2023, os quatro astronautas que compõem a tripulação da missão Artemis 2 são submetidos a diferentes treinamentos, incluindo baterias de exercícios físicos. Embora atividades físicas realizadas por astronautas como os da Artemis 2 guardem algumas peculiaridades, elas também podem trazer benefícios para outros indivíduos. Em alguns casos, esses treinamentos populares entre astronautas podem ser até mesmo superiores a exercícios convencionais para a população em geral.Quando astronautas estão no espaço, eles são submetidos a um ambiente de microgravidade, o que pode levar a uma queda considerável de massa muscular. "Isso é comparado como se fosse um processo de envelhecimento muito acelerado", afirma Otávio Moreira, professor do departamento de educação física da UFV (Universidade Federal de Viçosa).
Por isso, antes de irem a missões, é normal que astronautas sejam submetidos a treinos rigorosos. Em casos assim, modelos de exercícios físicos convencionais, como musculação e aeróbicos, são soluções eficazes para a preparação desses profissionais. O cenário muda quando os astronautas já não se encontram mais na Terra.
"Máquinas convencionais de musculação dependem da gravidade porque o que se faz é movimentar peso. Como o espaço é um ambiente de microgravidade, seria necessário mobilizar toneladas para começar a sentir algum efeito", continua Moreira.
A solução é utilizar equipamentos que não dependem da gravidade para gerar sobrecarga durante exercícios físicos. Uma dessas alternativas é o volante de inércia, também conhecido como Flywhell. A ferramenta consiste em um disco que conta com uma massa específica. Uma corda ou um cinto é acoplado ao equipamento e ao usuário que normalmente se encontra agachado no momento inicial da atividade. Então, o usuário sobe e, ao fazer isso, acelera o disco. Depois de chegar ao pico da subida, a pessoa que utiliza o volante volta à posição inicial. Quanto mais rápida for a subida, maior será a sobrecarga do retorno porque o usuário precisará frear o disco ao voltar para a posição inicial.
A alta resistência e carga que o volante de inércia gera tanto no início do movimento quanto no seu no retorno faz com que o equipamento seja diferente da musculação regular. "Aparelhos de musculação não proporcionam isso porque quando eu subo o peso, eu estou fazendo força. Quando eu desço, por mais que eu esteja freando o peso, praticamente não tem sobrecarga. O usuário normalmente só está voltando o peso à posição inicial", explica Moreira.
Esse funcionamento do volante de inércia, baseado na aceleração do disco para gerar sobrecarga e não em levantamento de pesos, faz com que o equipamento seja útil para astronautas durante missões no espaço com microgravidade. Mas as vantagens também são visíveis em outras populações.
Cláudia Patrocínio, professora do departamento de educação física da UFV (Universidade Federal de Viçosa), já investiga a ferramenta desde seu doutorado em pessoas diagnosticadas com esclerose múltipla. Nesses pacientes, ela relata que o volante traz vantagens em relação a treinos de musculação convencionais, benefícios também já observados no caso de outras condições neurológicas, como Parkinson e fibromialgia.
"Esse tipo de treinamento ativa áreas cerebrais distintas e promove adaptações diferentes quando comparadas ao treinamento convencional", explica Patrocínio, que colabora com Moreira em pesquisas sobre o tema.
Os dois professores da UFV também observaram as vantagens do volante de inércia ao revisar outros estudos realizados com pessoas saudáveis. Em 2017, os resultados da revisão foram publicados em um artigo cujo objetivo foi averiguar os efeitos do volante comparado a treinamentos convencionais, como musculação, nas estruturas e funcionalidades musculares.
"Vimos que o treinamento com o volante era mais eficiente para ganhar mais força, mais potência muscular, mais capacidade de corrida e saltos [...] e também mais massa muscular se comparado ao treinamento convencional de musculação", afirma Moreira.
Além de desenvolver modelos de exercícios para quando os astronautas estão em missão, também existe a preocupação de pensar em treinos que ajudem a reabilitação desses profissionais após o retorno à Terra. O uso de elásticos de resistência é um exemplo.
Luciana Carletti, professora titular da UFES (Universidade Federal do Espírito Santo) e coordenadora-adjunta do programa de pós-graduação em educação física, já realizou estudos com tais elásticos. O funcionamento é simples: quanto mais alongados, maior a resistência criada a partir dos elásticos.
A adoção desses equipamentos foi útil para diferentes finalidades no treinamento de astronautas. "A resistência elástica teve papel importante no desenvolvimento inicial dos sistemas de treinamento espacial por permitir a geração de força independente da gravidade", explica Carletti.
Como reabilitação, elásticos de resistência também são benéficos para astronautas por possibilitar exercícios funcionais com fácil ajuste e portabilidade. Essas facilidades do elástico também faz com que a ferramenta seja útil para outros contextos que não de astronautas.
Em um estudo de caso, Carletti e outros pesquisadores observaram efeitos positivos dos elásticos na saúde cardiorrespiratória em meio a treinos HIIT (Treinamento Intervalado de Alta Intensidade). Também existem evidências de que o uso do equipamento nesse modelo de exercício favorece aspectos psicofisiológicos, como a promoção de respostas afetivas positivas e a manutenção de níveis adequados de prazer durante o treinamento.
Outro caso de treino para reabilitação de astronautas e que pode ser útil para outras pessoas foi uma bateria de exercícios reunidos para reabilitação de músculos abdominais e lombares de astronautas. O treino, explorado em um artigo de 2021, foi disponibilizado a cinco astronautas que estiveram na Estação Espacial Internacional (ISS) por pelo menos seis meses e apresentaram disfunções no core.
Os exercícios disponibilizados aos astronautas foram principalmente de carga e em controle motor com foco na recuperação da força, da resistência e do alinhamento postural danificados por conta da microgravidade. Ao término, o modelo de treino foi benéfico para a recuperação mais acelerada e adequada dos astronautas quando eles já se encontravam de volta à Terra.
De acordo com os autores, os danos aos músculos abdominais e lombares observados inicialmente nos tripulantes da ISS são semelhantes aos vistos em pessoas que sofrem de lombalgia. Por isso, os pesquisadores supõem que o treinamento inicialmente aplicado em astronautas também poderia ser benéfico para a população que sofre de dor crônica na lombar.
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