Agencja lotnicza NASA i SpaceX nie tylko próbują dowiedzieć się, jak zabrać człowieka na Marsa, ale także zastanawiają się, jak 200-dniowa podróż i życie na Czerwonej Planecie może wpłynąć na ludzkie ciało i co z tym zrobić. Najwyraźniej ludzie oczekują wszystkich „rozkoszy” długotrwałego pobytu w warunkach kosmicznych: zaniku mięśni, utraty gęstości kości, zwiększonego ciśnienia wewnątrzczaszkowego i innych problemów fizjologicznych. W połączeniu z brakiem zasobów i długotrwałym narażeniem na promieniowanie kosmiczne podróż zapowiada się niezwykle ekscytująco i interesująco.
Aby rozwiązać ten problem, NASA i partnerzy agencji pracują nad systemem, który wprowadzi ludzi w stan całkowitej bezczynności, co w rzeczywistości będzie samą hibernacją, którą ukazują nam filmy science fiction. Ponadto trwają prace nad metodami i środkami ochronnymi, które pozwolą ludziom przetrwać na Marsie. Na sympozjum naukowym Hello Tomorrow, które niedawno odbyło się w Paryżu, reporterzy Engadget złapali Laurę Kerber z NASA i Johna Bradforda, szefa firmy zajmującej się technologią kosmiczną, Spaceworks, i ustalili szczegóły.
„Borykamy się z wieloma trudnościami, które nie pozwalają nam dostać się na Marsa w zdrowym stanie” - powiedział Bradford w swoim przemówieniu na gali.
Jako ekspert w eksploracji kosmosu przez człowieka, Bradford opracowuje metodę, która pozwoli uniknąć wielu problemów opisanych na początku tego artykułu, wprowadzając osobę w „stan całkowitej bezczynności” lub długotrwałej hipotermii. Zastosowanie tej technologii nie tylko zmniejszy zagrożenia związane ze zdrowiem astronautów, ale także rozwiąże wiele problemów technicznych i inżynieryjnych.
Z medycznego punktu widzenia technologia rozwiąże wszelkie rodzaje tzw. Zaburzeń psychospołecznych (będąc np. W stanie ciągłego snu unikniesz stanu jakim jest depresja), zmniejszy problem ciśnienia śródczaszkowego, a zastosowanie innych metod, takich jak stymulacja elektryczna, zminimalizuje proces zaniku mięśni utrata gęstości kości iw dłuższej perspektywie wpłynie wręcz pozytywnie na rozwiązanie problemu wpływu promieniowania kosmicznego na organizm.
Z technicznego punktu widzenia zastosowanie technologii wprowadzania organizmu w stan całkowitej bezczynności znacznie uprości zadanie NASA i SpaceX polegające na dostarczaniu ludzi na Marsa. Po pierwsze, znacznie zmniejszy to zapotrzebowanie na żywność, a także zmniejszy wymagania dotyczące objętości przestrzeni życiowej wewnątrz statku kosmicznego, a co za tym idzie, poziomu energii potrzebnej do jego zasilania.
„Wszystkie te rzeczy powodują dodatkowe obciążenie statku kosmicznego. Wymagana energia napędowa ma funkcję wykładniczą (funkcję masy), więc jakakolwiek redukcja masy przyniesie nam znaczące korzyści”- powiedział Bradford.
Wyrażenie „całkowita bezczynność organizmu” może brzmieć przerażająco. Ale to naprawdę działa. Normalna temperatura ciała człowieka wynosi zwykle około 36,6 stopni Celsjusza, jednak u osób nieaktywnych, stosując metodę hipotermii terapeutycznej, temperatura ciała waha się zwykle w granicach 32-34 stopni Celsjusza. Ta metoda jest często stosowana w celu zmniejszenia ryzyka uszkodzenia tkanki niedokrwiennej i na przykład została zastosowana u mistrza Formuły 1 Michaela Schumachera w celu zmniejszenia ogniska zapalenia w uszkodzonym mózgu.
Film promocyjny:
W przeciwieństwie do hipotermii medycznej, która zwykle trwa tylko kilka dni, astronauci planuje się wprowadzić w stan całkowitej bezczynności na okres dwóch tygodni, a następnie budzić na kilka dni, aby mogli zaspokoić wszystkie swoje potrzeby, a następnie powtórzyć proces. I tak dalej, aż dotrą na Marsa. Może to wiązać się z pewnym ryzykiem. Długotrwała sedacja (przez cały ten czas człowiek będzie jak „warzywo”), kwestia odżywiania, nawodnienia, wywozu nieczystości i odpowiedniej kontroli klimatu - to tylko kilka problemów, które trzeba będzie rozwiązać przed zastosowaniem tej metody.
Aby rozwiązać ten problem, Spaceworks i NASA chcą przyjrzeć się połączeniu trzech różnych podejść: medycznej, fizjologicznej i farmaceutycznej. Najpierw rozważa się możliwość zażywania specjalnych leków, które sprawią, że organizm pomyśli, że temperatura 32-34 stopnie Celsjusza jest dla niego „normalna”. Po drugie, rozważana jest możliwość zastosowania metody PEG (przezskórna gastrostomia endoskopowa). Dzieje się tak, gdy rurka jest bezpośrednio podłączona do żołądka, aby przenosić do niego pokarm. Brzmi to niezwykle radykalnie, ale według ekspertów takie podejście znacznie uprości przejście organizmu od całkowitej bezczynności do przebudzenia.
Omówiono także metody elektrostymulacji całego organizmu w celu zmniejszenia zaniku mięśni, zastosowanie aparatu wspomagającego oddychanie (w celu utrzymania prawidłowej równowagi tlenu i dwutlenku węgla), czujniki do monitorowania parametrów życiowych, komputerowo kontrolowane środowisko temperaturowe i oczywiście system usuwania odpadów z organizmu. Jak widać na powyższym obrazku, cały system będzie bardziej przypominał kamery hibernacyjne, do których jesteśmy przyzwyczajeni w różnych filmach science fiction.
Naukowcy mają nadzieję, że w wyniku zastosowania takiego systemu otrzymamy całkowicie zdrowych i szczęśliwych astronautów, a także bardziej kompaktowy i jednocześnie wydajniejszy statek kosmiczny. W tym przypadku marsjański transport kosmiczny można zmniejszyć o prawie połowę, zmniejszając jego masę z 45,5 do 25,5 tony, a także zmniejszyć ilość wymaganej przestrzeni życiowej wewnątrz statku o prawie połowę, jednocześnie zmniejszając zużycie energii przez jego systemy o jedną czwartą. Dostarczenie tysięcy ludzi do stworzenia pełnoprawnej kolonii marsjańskiej byłoby naprawdę prawdziwą perspektywą.
„Wierzę, że takie podejście otworzy możliwość lotów kosmicznych na Marsa i w innych kierunkach. Bez naprawdę zaawansowanej technologii (takiej jak ta, którą oferujemy) po prostu nie odniesiesz sukcesu”- mówi Bradford.
Może w tym przypadku przybędziesz na Marsa szczęśliwy i zdrowy, ale twoje prawdziwe problemy dopiero się zaczną.
„Jednym z najtrudniejszych wyzwań, którym trzeba stawić czoła, jest wysokie ciśnienie, wymagające używania niewygodnego kombinezonu pod ciśnieniem i ekstremalnie niskich temperatur w nocy” - mówi planetolog Laura Kerber, geolog planetarny NASA / JPL.
Aby rozwiązać ten problem, specjaliści NASA opracowują lżejsze skafandry kosmiczne, z obsługą niższego ciśnienia wewnętrznego, kompensując jego mechaniczną kompresję na ciele.
Promieniowanie kosmiczne jest również dużym problemem, ponieważ Mars, w przeciwieństwie do Ziemi, nie ma własnego ochronnego pola magnetycznego. Grawitacja jest tutaj tylko 1/3 grawitacji ziemskiej, a naukowcy nie są jeszcze pewni, jak dokładnie wpłynie to na osadników. Naukowcy muszą również dowiedzieć się więcej na temat pyłu marsjańskiego - jego niebezpieczeństwa dla układu oddechowego i skóry człowieka.
Oprócz problemów środowiskowych istnieją problemy geograficzne. Mars ma duże rezerwy lądowe, ale obraz topologiczny jest raczej szorstki.
„Długość systemu kanionów Mariner Valley jest tutaj równa wielkości Stanów Zjednoczonych. Jadąc tutaj łazikiem, możesz pomyśleć o obejściu tego miejsca, ponieważ kanion jest trzy razy głębszy niż Wielki Kanion. Zapomnij od razu. Nie ma sposobu, żeby się tu poruszać”.
Osuwiska, kratery uderzeniowe (występujące tu znacznie częściej niż na Ziemi), gejzery dwutlenku węgla, burze piaskowe na powierzchni planety i wiele więcej - między innymi będziesz musiał się z tym zmierzyć. Zasoby to kolejny problem.
„Głównym problemem jest to, że większość zasobów wody Marsa koncentruje się w miejscach, w których życie jest po prostu niemożliwe” - mówi Kerber.
„Na biegunach planety jest dużo wody, gdzie jest bardzo zimno. Ale jeśli zejdziesz bliżej równika, jest tu znacznie cieplej i znacznie łatwiej jest wejść na orbitę. To prawda, że tu nie ma wody. Absolutnie. No lub prawie całkowicie - dodaje naukowiec.
Nawet jeśli astronautom uda się tu znaleźć wodę, będą mieli wybór - wykorzystać ją jako źródło do picia lub jako źródło produkcji wodoru i tlenu do paliwa rakietowego.
Kerber żartuje, że życie na Marsie ma swoje pozytywne strony. Natychmiast stracisz dwie trzecie swojej masy, będziesz miał 40 minut więcej czasu każdego dnia, a także będziesz młodszy od ziemian, bo rok tutaj trwa prawie dwa razy dłużej.
NASA wykorzystuje łaziki do badania poziomu promieniowania, atmosfery i geologii Czerwonej Planety, ale wciąż istnieje wiele nierozwiązanych pytań dotyczących tego miejsca. Aby zebrać dodatkowe informacje i zweryfikować te same wskaźniki w różnych częściach świata, potrzebne będą nowe misje. Kerber zauważa, że posiadanie nowego orbitera z kamerami o wyższej rozdzielczości do wyszukiwania cennych minerałów, które mogłyby być przydatne do przetrwania na planecie, przyniosłoby ogromne korzyści.
Bagnold Dunes w Mount Sharpe
Więc gdzie na Marsie jest najbardziej odpowiednie miejsce do życia? Według tego samego Kerbera podobał jej się region w pobliżu równika. Istnieje wiele drobnoziarnistych materiałów, które można wykorzystać do budowy dróg. Obecność skał w tym miejscu stwarza możliwość wiercenia w nich jaskiń, które mogą służyć jako siedliska.
„Mieszkając na Marsie, będziesz w czołówce technologii, co oznacza, że będziesz mieć dostęp do najbardziej zaawansowanej technologii. Niemniej jednak jest bardziej prawdopodobne, że to życie będzie przypominało prymitywną egzystencję”- mówi Kerber.
„Wyobrażam sobie to jako czas w naszej historii, kiedy wszyscy ludzie mieszkali w jaskiniach. W naszym przypadku, będąc w jaskini, będziesz chroniony przed promieniowaniem kosmicznym i nagłymi zmianami temperatury. Zbliżając się do wyjścia, będzie na Ciebie czekał fantastyczny obraz otaczającego świata i strumień świeżego promieniowania kosmicznego. Codziennie.
Ogólnie rzecz biorąc, na początku, lecąc na Czerwoną Planetę, osoba będzie musiała znajdować się w stanie hipotermicznej śpiączki, bardziej jak warzywo z wbitymi w nie licznymi drutami, a po przybyciu wejdź do jaskini i policz dni do śmierci swojego nieszczęśliwego życia. Po prostu wspaniałe perspektywy! Kto, do diabła, odważyłby się to zrobić? Z pewnością nie jest to osoba, która po prostu chce być młodsza i mieć więcej wolnego czasu, jak wcześniej zauważył Kerber.
Do tego nadają się tylko prawdziwi zdesperowani śmiałkowie, tacy jak ci (i to obu płci), których szukał anglo-irlandzki badacz Antarktyki Sir Enrest Henry Shackleton na początku XX wieku, który napisał w reklamie prasowej:
„Niezwykle niebezpieczna przygoda wymaga ludzi, którzy nie boją się niskich zarobków, przenikliwego mrozu, długich miesięcy kompletnej ciemności, ciągłej obecności niebezpieczeństwa, mało prawdopodobnego powrotu żywcem do domu, a także sławy i uznania, jeśli się uda”.
Nikolay Khizhnyak