NASA: n ilmailutoimisto ja SpaceX eivät vain yritä selvittää, miten saada ihminen Marsille, vaan myös miettiä, kuinka 200 päivän matka ja itse elämä Punaisella planeetalla voi vaikuttaa ihmiskehoon ja mitä tehdä sen suhteen. Ilmeisesti ihmiset odottavat kaikkia "herkkuja" pitkäaikaisesta oleskelusta avaruusolosuhteissa: lihasten surkastuminen, luun tiheyden menetys, lisääntynyt kallonsisäinen paine ja muut fysiologiset ongelmat. Yhdessä resurssien puutteen ja pitkäaikaisen altistumisen kosmiselle säteilylle, matka lupaa olla erittäin jännittävä ja mielenkiintoinen.
Ongelman ratkaisemiseksi NASA ja virastokumppanit työskentelevät sellaisen järjestelmän parissa, joka saattaa ihmiset täysin passiivisiksi, mikä on itse asiassa sama lepotila kuin meille näytetään tieteiselokuvissa. Lisäksi kehitetään suojamenetelmiä ja keinoja, joiden avulla ihmiset voivat selviytyä Marsilla. Äskettäin Pariisissa järjestetyssä Hello Tomorrow -tutkimus symposiumissa Engadget-toimittajat tarttuivat NASAn Laura Kerberiin ja avaruustekniikkayrityksen Spaceworks-johtaja John Bradfordiin ja selvittivät yksityiskohdat.
"Meillä on paljon vaikeuksia, jotka eivät salli meidän pääsemistä Marsille terveessä tilassa", - Bradford sanoi osana puhetta tapahtumassa.
Ihmisen avaruustutkimuksen asiantuntijana Bradford kehittää menetelmää, jolla vältetään monet tämän artikkelin alussa kuvatuista ongelmista asettamalla henkilö "täydellisen passiivisuuden" tilaan tai pitkittyneeseen hypotermiaan. Tämän tekniikan käyttö vähentää paitsi astronauttien terveyteen liittyviä riskejä myös ratkaisee monia teknisiä ja teknisiä ongelmia.
Lääketieteellisestä näkökulmasta tekniikka ratkaisee kaikenlaiset ns. Psykososiaaliset häiriöt (esimerkiksi jatkuvan unen tilassa, voit välttää masennuksen), vähentää kallonsisäisen paineen ongelmaa ja muiden menetelmien, kuten sähköstimulaation, käyttö minimoi lihasten surkastumisprosessin luun tiheyden vähenemisellä ja pitkällä aikavälillä on jopa positiivinen vaikutus kosmisen säteilyn kehoon kohdistuvien vaikutusten ongelman ratkaisemiseen.
Teknisestä näkökulmasta katsotaan, että tekniikan käyttö organismin tuomiseksi täydelliseen käyttämättömyyteen yksinkertaistaa huomattavasti NASA: n ja SpaceX: n tehtävää toimittaa ihmisiä Marsille. Ensinnäkin tämä vähentää merkittävästi ruoan tarvetta sekä vähentää vaatimuksia avaruusaluksen sisällä olevan elintilan määrälle ja siten sen käyttämiseen tarvittavalle energian tasolle.
”Kaikki nämä asiat lisäävät ylimääräistä kuormaa avaruusalukseen. Tarvittavalla propulsiovoimalla on eksponentiaalinen tehtävä (massan funktio), joten mikä tahansa massan väheneminen tuo meille merkittäviä etuja , Bradford sanoi.
Lause "kehon täydellinen passiivisuus" voi kuulostaa kammottavalta. Mutta tämä asia todella toimii. Ihmisen normaali ruumiinlämpötila on yleensä noin 36,6 celsiusastetta, mutta inaktiviteetissa olevilla ihmisillä ruumiinlämpötila on yleensä 32-34 astetta, kun käytetään terapeuttista hypotermiaa. Tätä menetelmää käytetään usein vähentämään iskeemisten kudosvaurioiden riskiä, ja sitä käytettiin esimerkiksi Formula 1 -mestarissa Michael Schumacherissa tulehduksen keskittymisen vähentämiseksi vaurioituneissa aivoissa.
Mainosvideo:
Toisin kuin lääketieteellinen hypotermia, joka kestää yleensä vain muutaman päivän, astronautit suunnitellaan olevan täydellisen passiivisen tilassa kahden viikon ajan, minkä jälkeen ne herätetään pariksi päiväksi, jotta he voivat vapauttaa kaikki tarpeet, ja toistaa sitten prosessi. Ja niin edelleen, kunnes he pääsevät Marsille. Tämä voi sisältää tiettyjä riskejä. Pitkäaikainen sedaatio (henkilö on kuin "vihannes" koko tämän ajan), ravitsemus, nesteytys, jätteiden hävittäminen ja asianmukainen ilmastonsäätö ovat vain muutamia niistä ongelmista, jotka on ratkaistava ennen tämän menetelmän käyttöä.
Avaruustyö ja NASA haluavat käsitellä tätä ongelmaa yhdistämällä kolme eri lähestymistapaa: lääketieteellinen, fysiologinen ja farmaseuttinen. Ensinnäkin harkitaan mahdollisuutta ottaa erityislääkkeitä, mikä saa kehon ajattelemaan, että 32-34 asteen lämpötila on sille "normaali". Ja toiseksi harkitaan mahdollisuutta käyttää PEG-menetelmää (perkutaaninen endoskooppinen gastrostomia). Tämä on, kun putki on kytketty suoraan vatsaasi kuljettamaan ruokaa siihen. Se kuulostaa äärimmäisen radikaalilta, mutta asiantuntijoiden mukaan tämä lähestymistapa yksinkertaistaa huomattavasti kehon siirtymistä täydellisestä toimettomuudesta heräämiseen.
Siinä käsitellään myös koko kehon sähköstimulaatiomenetelmiä lihasten surkastumisen vähentämiseksi, hengitystukilaitteiden käyttöä (hapen ja hiilidioksidin oikean tasapainon ylläpitämiseksi), antureita elintoimintojen seurantaan, tietokoneohjattua lämpötilaympäristöä ja tietysti järjestelmää jätteen poistamiseksi kehosta. Kuten yllä olevasta kuvasta näet, koko järjestelmä muistuttaa enemmän lepotilakameroita, joita olemme tottuneet näkemään erilaisissa tieteiskirjallisuuselokuvissa.
Tällaisen järjestelmän käytön tuloksena tutkijat toivovat, että saamme täysin terveitä ja onnellisia astronautteja sekä pienikokoisempia ja samalla tehokkaampia avaruusaluksia. Tällöin Marsin avaruusliikenteen kokoa voidaan pienentää melkein puoleen, mikä vähentää sen massaa 45,5 tonnista 25,5 tonniin, sekä vähentää tarvittavan asumistilan määrää aluksen sisällä lähes puoleen, samalla kun sen järjestelmien energiankulutus vähenee neljänneksellä. Tuhansien ihmisten toimittaminen täysimittaisen Marsin siirtomaa-alueen luomiseksi olisi todellinen mahdollisuus.
”Uskon, että tämä lähestymistapa avaa mahdollisuuden avaruuslentoihin Marsille ja muihin suuntiin. Ilman todella kehittynyttä tekniikkaa (kuten tarjoamamme tekniikka) et yksinkertaisesti onnistu”, Bradford sanoo.
Ehkä tässä tapauksessa saavut Marsille onnellisena ja terveenä, mutta todelliset ongelmasi alkavat vasta.
"Yksi vaikeimmista haasteista on korkeapaineinen ympäristö, joka vaatii sinua käyttämään epämiellyttävää, paineistettua avaruuspukua ja erittäin kylmiä lämpötiloja yöllä", kertoi NASA / JPL: n planeettageologi Laura Kerber.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi NASA-asiantuntijat kehittävät kevyempiä avaruuspukuja, jotka tukevat matalampaa sisäistä painetta kompensoimalla sen mekaanista puristusta kehoon.
Kosminen säteily on myös suuri ongelma, koska Marsilla, toisin kuin Maalla, ei ole omaa suojaavaa magneettikenttää. Painovoima on täällä vain 1/3 maapallon painosta, ja tutkijat eivät ole vielä varmoja siitä, miten se vaikuttaa uudisasukkaisiin. Tutkijoiden on myös opittava lisää Marsin pölystä - kuinka vaarallista se on ihmisen hengityselimille ja iholle.
Ympäristöongelmien lisäksi on olemassa maantieteellisiä ongelmia. Marsilla on suuret maavarat, mutta topologinen kuva on melko karkea.
"Mariner Valley -kanjonijärjestelmän pituus vastaa tässä Yhdysvaltojen kokoa. Ajaessasi täällä roverissasi saatat ajatella kiertämistä alueella, koska kanjoni on kolme kertaa Grand Canyonin syvyys. Unohda se heti. Ei ole mitään tapaa kiertää täällä."
Maanvyörymät, iskukraatterit (esiintyvät paljon useammin täällä kuin maapallolla), hiilidioksidin geysirit, pölymyrskyt planeetan pinnan yli ja paljon muuta - joudut muun muassa kohtaamaan nämä. Resurssit ovat toinen asia.
"Tärkein saalis on, että suurin osa Marsin vesivarannosta on keskittynyt paikkoihin, joissa on yksinkertaisesti mahdotonta elää", Kerber sanoo.
”Planeetan napoilla, joissa on hyvin kylmä, on paljon vettä. Mutta jos menet lähemmäksi päiväntasaajaa, täällä on paljon lämpimämpää ja kiertoradalle pääseminen on paljon helpompaa. Totta, täällä ei ole vettä. Ehdottomasti. No, tai melkein kokonaan”, tiedemies lisää.
Vaikka astronautit löytävätkin täältä vettä, heillä on valinnanvaraa - käyttää sitä juomalähteenä tai vety- ja happituotantona rakettipolttoaineena.
Marsin elämässä on positiivinen puoli, Kerber vitsailee. Menetät heti kaksi kolmasosaa massastasi, sinulla on 40 minuuttia enemmän aikaa joka päivä, ja olet myös nuorempi kuin maanmiehet, koska vuosi täällä kestää melkein kaksi kertaa niin kauan.
NASA tutkii kuljettajia Punaisen planeetan säteilyn tason, ilmakehän ja geologian tutkimiseen, mutta tähän paikkaan liittyy vielä monia ratkaisemattomia kysymyksiä. Uusia tehtäviä vaaditaan keräämään lisätietoja ja tarkistamaan samat indikaattorit eri puolilla maailmaa. Kerber toteaa, että uuden kiertävän avaruusaluksen, jolla on korkeamman resoluution kamerat, etsiminen arvokkaista mineraaleista, joista voi olla hyötyä planeetan selviytymiselle, olisi valtava hyöty.
Bagnold-dyynit Sharpe-vuorella
Joten missä Marsilla on sopivin paikka elää? Saman Kerberin mukaan hän piti alueesta päiväntasaajan lähellä. On olemassa erilaisia hienorakeisia materiaaleja, joita voidaan käyttää tienrakennuksessa. Kivien läsnäolo tässä paikassa avaa mahdollisuuden porata niihin luolia, joita voidaan käyttää asunnoina.
”Asuessasi Marsilla, olet tekniikan eturintamassa, mikä tarkoittaa, että sinulla on edistyksellisin käytettävissä oleva tekniikka. Tästä huolimatta tämä elämä on todennäköisempää kuin primitiivinen olemassaolo”, Kerber sanoo.
”Kuvittelen sen historiamme ajankohdaksi, jolloin kaikki ihmiset asuivat luolissa. Meidän tapauksessamme ollessasi luolassa olet suojattu kosmiselta säteilyltä ja äkillisiltä lämpötilan muutoksilta. Kun tulet lähemmäksi uloskäyntiä, sinua odottaa upea kuva ympäröivästä maailmasta ja tuore kosmisen säteilyn virta. Joka päivä.
Yleensä ensinnäkin, kun hän lentää Punaiselle planeetalle, hänen on oltava hypotermisen kooman tilassa, pikemminkin kuin vihannes, johon on lukittu lukuisia lankoja, ja saavuttaessaan kiipeä luolaan ja laskettava päivät surkean olemassaolonsa kuolemaan asti. Vain upeat näkymät! Kuka helvetti koskaan uskaltaisi tehdä tämän? Varmasti ei henkilö, joka haluaa vain olla nuorempi ja saada enemmän vapaa-aikaa, kuten Kerber aiemmin totesi.
Tähän sopivat vain todelliset epätoivoiset rohkeudet, kuten ne (ja molemmat sukupuolet), joita englantilais-irlantilainen Etelämantereen tutkija Sir Enrest Henry Shackleton etsi 1900-luvun alussa ja kirjoitti sanomalehden mainokseen seuraavasti:
"Erittäin vaarallinen seikkailu vaatii ihmisiä, jotka eivät pelkää pieniä palkkoja, kovaa kylmää, pitkiä kuukausia täydellistä pimeyttä, jatkuvaa vaaraa, epätodennäköistä paluuta kotiin elävänä sekä mainetta ja tunnustusta, jos onnistuu."
Nikolay Khizhnyak