Bí ẩn của hiện tượng phi công già đi và trẻ lại đột ngột

Đây là hiện tượng phát sinh do tác động của lực G, khiến cho khuôn mặt của các phi công trở nên già đi hoặc trẻ lại chỉ trong vài giây.

Trọng lực là một lực gia tốc, tác động lên các vật để thay đổi tốc độ vận tốc của chúng. Trên Trái đất, lực hấp dẫn của hành tinh này đủ lớn để không gian này trở nên đặc biệt.

Theo Định luật chuyển động thứ hai của Newton, F = ma, lực hấp dẫn biến đổi theo khối lượng vật, giải thích lý do mọi thứ rơi xuống mặt đất và cũng là nguyên nhân khiến máy bay có thể bay.

Cơ thể con người đã thích nghi với sự sống trên Trái đất, luôn chịu ảnh hưởng của lực hấp dẫn (g). Nhưng trên các chuyến bay, họ có thể trải qua những trạng thái lực khác nhau.

Khi máy bay tăng tốc về phía Trái đất, lực gia tốc là tổng của lực đẩy và 1G. Khi tăng tốc ra khỏi bề mặt Trái đất, tổng lực gia tốc sẽ là hiệu của lực đẩy và 1G.

Lực G ảnh hưởng lên cơ thể con người theo các trục khác nhau, được biểu diễn qua trục x, y, z với các hướng dương và âm tương ứng.

Gx được mô tả là lực tác động từ phía sau ngực về phía sau; Gy là một lực tác dụng từ vai này sang vai khác trong quá trình xoay aileron (một động tác nhào lộn trên không trong đó máy bay thực hiện một vòng quay 360°). Phi công thực hiện những vòng xoay 360° thường gặp lực G này nhưng vẫn điều khiển máy bay an toàn. Gz là lực hấp dẫn tác dụng lên trục thẳng đứng của vật - song song với tủy sống.

Những lực này ảnh hưởng thế nào đến hoạt động của cơ thể? Gz liên quan nhiều nhất, vì lực G truyền dọc theo trục này xảy ra thường xuyên trong chuyến bay và có tác động sinh lý lớn hơn đáng kể. Gia tốc theo trục Gx thường phi hành gia trải qua khi phóng tàu con thoi. Gia tốc Gy ít quan trọng hơn, nhưng đang được chú ý nhiều hơn với máy bay hiện đại như F-22 và F-35. Thuật ngữ 'G' thường chỉ áp dụng cho các lực trong trục Gz.

Hệ thống tuần hoàn chịu ảnh hưởng lớn nhất bởi lực G tăng. Ngay cả ở mức 1G, huyết áp ở người khi đang ứng thẳng sẽ có áp lực cao nhất ở chi dưới (chân) và thấp nhất trong não (ở sọ não) do trọng lực. Bởi vì cơ thể chúng ta đã thích nghi trong môi trường 1G, chúng ta đã xây dựng các cơ chế để bù đắp cho sự khác biệt này. Và khi lực G tăng, hiện tượng sinh lý được phóng đại và sự chênh lệch huyết áp giữa sọ não và phần dưới cơ thể tăng lên, dẫn đến thiếu oxy não đáng kể (không có máu = không có oxy). Kết quả cuối cùng là bất tỉnh.

Trong lĩnh vực hàng không, hiện tượng này được gọi là G-LOC, hay còn gọi là mất ý thức do G, và cho đến nay vẫn là một nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng mất kiểm soát trong cả hàng không máy bay chiến đấu quân sự và máy bay nhào lộn dân dụng. Ví dụ, trong suốt những năm 1990, Không quân Hoa Kỳ mất khoảng một máy bay mỗi năm do G-LOC.

Ngoài tác động đến tuần hoàn, lực G tăng còn làm gián đoạn hô hấp bằng cách chuyển máu đến các đáy phổi, làm xẹp các túi khí nhỏ (gọi là phế nang) và tạo ra sự không tương thích về thông khí/ bơm máu chung do không khí vẫn còn ở phần trên của phổi, nơi có rất ít lưu lượng máu.

Tác động ít nghiêm trọng khác của lực G là đau cơ xương (thường chỉ giới hạn ở lưng và cổ) và các vết bầm dập nhỏ gọi là chấm xuất huyết do các mao mạch bị vỡ ra. Điều này thường xảy ra ở các khu vực phụ thuộc vào trọng lực của cơ thể và được gọi là Geasles.

Để hạn chế tác động của lực G, phi công thường mặc bộ đồ bảo hộ và mặt nạ dưỡng khí. Họ cũng thường phải trải qua khóa huấn luyện gia tốc G lớn để phòng tránh tình huống bất tỉnh khi bay.