الطب على المريخ: كيفية الحفاظ على الصحة على الكوكب الأحمر

من بين جميع تحديات نقل البشر إلى المريخ ، فإن التحدي الذي قد نكون بعيدًا عن حله لا علاقة له بالصواريخ أو الموائل أو أنظمة تنقية المياه المعقدة. المشكلة الكبيرة التي يجب أن نواجهها هي قيود جسم الإنسان.

تتكيف أجسامنا بشكل لا يصدق مع البيئات المختلفة هنا على الأرض ، ولكن ليس كثيرًا عندما يتعلق الأمر بالبيئة على الكواكب الأخرى.

تحدثنا إلى خبيرين في طب الفضاء للتعرف على كيفية علاج المرضى أو المصابين في الفضاء وماذا عن البعض من الأسئلة الكبيرة المفتوحة هي عندما يتعلق الأمر بصحة رواد الفضاء الذين نخطط لإرسالهم إلى النظام الشمسي.

هذه المقالة جزء من الحياة على المريخ، سلسلة من 10 أجزاء تستكشف أحدث العلوم والتكنولوجيا التي ستسمح للبشر باحتلال المريخ

الجسد في الفضاء

نحن نعلم بالفعل الكثير عن كيف يتفاعل جسم الإنسان مع المهمات الفضائية بفضل أكثر من عقدين من الدراسات على محطة الفضاء الدولية (ISS). تؤدي بيئة الجاذبية الصغرى هناك إلى مجموعة من التغييرات في الجسم ، بما في ذلك فقدان العظام وضمور العضلات وإعادة توزيع السوائل (عندما لا يكون هناك جاذبية لسحب السوائل إلى أسفل ، ينتهي بهم الأمر إلى التجمع في الجزء العلوي من الجسم) ، بالإضافة إلى المشكلات الأخرى ذات الصلة مثل ضعف رؤية. تظهر هذه الأعراض في الجولات النموذجية التي تستغرق ستة أشهر إلى عام واحد والتي يقوم بها رواد الفضاء على محطة الفضاء الدولية ، والتي يمكن مقارنتها تقريبًا بمقدار الوقت الذي تستغرقه المهمة للسفر إلى المريخ.

الخبر السار هو أن الباحثين قد وجدوا طرقًا عديدة لمواجهة هذه التأثيرات ، مثل أهمية ممارسة الرياضة لعدة ساعات يوميًا لمنع العضلات من الهزال.

قال فيليبو كاستروتشي ، جراح الطيران في وكالة الفضاء الأوروبية ، لـ Digital Trends أن أ رحلة الفضاء طويلة المدى مثل مهمة إلى المريخ ستكون من نواح كثيرة مشابهة طبيًا للإقامة على محطة الفضاء الدولية. وهذا يعني أنه يمكننا أن نكون واثقين بشكل معقول من أن رواد الفضاء سيكونون قادرين على السفر إلى المريخ دون حدوث طارئ صحي.

وقال: "في العشرين عامًا من الاستيطان الدائم لمحطة الفضاء الدولية ، لم تظهر أي ظروف صحية تتطلب الإخلاء الطبي حتى الآن في المدار" ، مضيفًا أن هذا تم المساعدة من خلال الاختيار الدقيق لرواد الفضاء الذين هم في ذروة صحتهم والذين يخضعون للمراقبة لمدة عامين على الأقل قبل إرسالهم إلى مهمة. "لذلك ، فإن احتمال وقوع حدث طبي في مهمة المريخ ، على الرغم من إمكانية حدوثه ، منخفض ، كما تظهر الأدلة الحالية على محطة الفضاء الدولية."

الأطباء على متن الطائرة

ومع ذلك ، فإن الاحتمال الضئيل لحدوث حالة طوارئ طبية لا يماثل عدم وجود فرصة لحدوث حالة طوارئ. يجب أن يكون طاقم مهمة المريخ على استعداد للتعامل مع أي شيء من الشكاوى الشائعة المتعلقة بالفضاء إلى الإصابات العرضية إلى الأمراض غير المتوقعة.

يتم تدريب كل رائد فضاء على المهارات الطبية الأساسية ، ويوجد داخل كل طاقم عادة عضوان على الأقل يتلقون تدريبًا طبيًا إضافيًا ليصبحوا موظفين طبيين بالطاقم (CMOs). يتم تدريب منظمات الإدارة الجماعية على مستوى مشابه للمسعفين ، وتكون قادرة على استخدام الإمدادات الطبية وتوزيع الأدوية واستخدام مزيل الرجفان.

ومع ذلك ، يقول كاستروتشي إنه حتى منظمات الإدارة الجماعية المدربة جيدًا قد لا تكون دعمًا طبيًا كافيًا لمهمة المريخ ، لذلك من المحتمل أن تحتاج مهمة فضائية أطول إلى أطباء مدربين للسفر كجزء من الطاقم.

"عند السفر إلى المريخ دون إمكانية الإخلاء ، فإن أي حالة طارئة تتجاوز قدرات CMO الحالية قد تقلل بشكل كبير من فرص المريض في البقاء على قيد الحياة. لذلك ، فإن القدرة على مستوى الطبيب هي مطلب في مهمة ممتدة بعيدًا عن [مدار الأرض المنخفض] ، "قال. "يجب أن يكون هناك طبيبان للرعاية في حالات الطوارئ ، لضمان التكرار ، مع مهارات الجراحة والطب الباطني ، جزءًا من الطاقم."

معالجة حالة طبية طارئة في الفضاء

أحد تحديات العلاج في مهمة المريخ المحتملة هو تأخير الاتصال بين الطاقم والأرض. عندما يكون رواد الفضاء على محطة الفضاء الدولية ، يمكن للأطباء على الأرض تقديم الدعم الطبي في الوقت الفعلي. ولكن مع ابتعاد المركبة الفضائية عن الأرض ، تتأخر الاتصالات أكثر فأكثر ، مع تأخير يصل إلى 20 دقيقة بين الأرض والمريخ. وهذا يعني أن طاقم المريخ سيضطر إلى العمل بشكل أكثر استقلالية في حالة الطوارئ ، لذا فإن الدعم من الأرض سيأتي في الغالب في شكل استعدادات وتعليمات.

تظهر أيضًا مشكلات إجرائية عند محاولة استخدام علاجات معينة في الفضاء ، لذلك يجب أن يكون التدريب مصممًا لبيئة الجاذبية الصغرى.

أعطى كاستروتشي مثالًا لمناورات الإنعاش القلبي الرئوي (CPR) ، والتي تتضمن على الأرض مواجهة المريض لأعلى على سطح صلب حتى يتمكن المنقذ من استخدام وزن جسمه للضغط على صدر. لكن هذا لا يعمل في الجاذبية الصغرى.

في الفضاء ، يجب أن تكون المركبة مجهزة بأسطح مستوية خاصة متصلة بالإطار ويمكن تأمين أحد أفراد الطاقم المصاب بها. يجب على المنقذ أن يثبت نفسه في الهيكل أيضًا ، حتى يتمكن من ضغط الصدر دون دفعه بعيدًا. وعليهم أن يضغطوا بقوة لأنهم لا يستطيعون استخدام وزن أجسامهم في ضغطات الصدر.

كل هذا يجعل الإنعاش القلبي الرئوي أبطأ وأصعب في الأداء في الفضاء منه على الأرض ، وهذا مجرد مثال واحد على مدى صعوبة طب الفضاء.

تحديات المريخ

هذه هي أنواع التحديات التي تظهر عند معالجة مشكلة طبية في الفضاء ، وهي تتعلق في الغالب بالعيش في الجاذبية الصغرى. بمجرد وصول رواد الفضاء إلى المريخ ، سيستعيدون بعض الجاذبية - تبلغ جاذبية المريخ حوالي 40٪ من جاذبية الأرض - لكن الكوكب سيطرح تحديات جديدة خاصة به.

المريخ بيئة متربة للغاية وقد يتسبب ذلك في حدوث طفح جلدي وتهيج في العين ، بالإضافة إلى تهيج واحتقان في الجهاز التنفسي. ناهيك عن الإرهاق والتوتر وقلة النوم التي يمكن توقعها من مهمة مرهقة للغاية ، بالإضافة إلى التفاعل بين علم النفس والصحة البدنية.

لكن المشكلة الكبيرة حقًا على المريخ هي شيء غير مرئي بالعين المجردة: الإشعاع. هنا على الأرض ، يحتوي كوكبنا على غلاف مغناطيسي يحمينا من الإشعاع من الأشعة الكونية والرياح الشمسية ، ولكن لا يوجد شيء من هذا القبيل على المريخ. ومما يزيد من تفاقم المشكلة الغلاف الجوي الرقيق للمريخ ، والذي لا يمثل سوى 1٪ من كثافة الغلاف الجوي للأرض.

وجدت البعثات السابقة إلى المريخ ، مثل المركبة الفضائية Mars Odyssey ، مستويات إشعاع أعلى بـ 2.5 مرة من تلك الموجودة على محطة الفضاء الدولية. وكانت هناك أوقات عندما ارتفع الإشعاع (من المحتمل أن تكون مرتبطة بالنشاط الشمسي) إلى مستويات أعلى من ذلك بكثير.

فكيف تحمي رواد الفضاء من هذا التهديد غير المرئي؟

خطر الإشعاع غير المرئي

نحن نعلم أن التعرض للإشعاع يعرض الناس لخطر الإصابة بالسرطان والأمراض التنكسية ، ويمكن أن يؤدي إلى تلف الجهاز العصبي. يمكن أن يساهم أيضًا في تطوير حالات طبية مثل إعتام عدسة العين أو العقم. في الآونة الأخيرة ، قام أطباء مثل مانون ميرمان ، أخصائي القلب والأوعية الدموية بفحص الحالة الصحية آثار الإشعاع من الرحلات الفضائية طويلة المدى ، فقد وجدت أن القلب ونظام القلب والأوعية الدموية يمكن ان يكون حساسة للإشعاع الفضائي أيضًا.

أخبرنا ميرمان أن أحد الأشياء المقلقة بشأن التعرض للإشعاع في الفضاء هو أننا لا نعرف ما يكفي للتنبؤ بثقة بالتأثيرات الصحية. من غير المحتمل أن يمرض رواد الفضاء أو يموتون بسببه أثناء مهمة المريخ ، ولكن على المدى الطويل ، سيكونون أكثر عرضة لخطر الإصابة بحالات طبية تهدد حياتهم مثل السرطان.

تأتي المعلومات التي لدينا عن الإشعاع في الفضاء خارج مدار الأرض المنخفض من عينة صغيرة: عدد قليل جدًا من الأشخاص الذين زاروا القمر ، والذي لا يوفر بيانات كافية للرسم على نطاق واسع الاستنتاجات. يمكننا جمع المزيد من المعلومات من مصادر مماثلة مثل المرضى الذين عولجوا العلاج الإشعاعي أو الأشخاص الذين تعرضوا للإشعاع في حوادث نووية مثل كارثة تشيرنوبيل في عام 1986. لكن هذه يمكن أن توفر فقط مقارنة محدودة.

هذا بسبب وجود نوعين من الإشعاع يجب مراعاتهما في مهمة المريخ: أولاً ، هناك أشعة كونية مجرية تؤدي إلى التعرض المستمر للأيونات المخترقة. ثانيًا ، هناك أيضًا ارتفاعات عرضية وقوية جدًا في الإشعاع تسببها التوهجات الشمسية. عندما يتعلق الأمر بكيفية تأثير كل نوع من أنواع الإشعاع على الصحة على المدى الطويل ، فهناك الكثير مما لا نعرفه ببساطة.

قال ميرمان: "إذا أردنا في نهاية المطاف توسيع نطاق السفر الفضائي إلى القمر أو المريخ ، فعلينا حقًا الغوص بشكل أعمق في آثار هذا النوع من الإشعاع على جسم الإنسان".

طرق بحث جديدة

نظرًا لأن الإشعاع يمثل مشكلة كبيرة بالنسبة للسفر إلى الفضاء ، فقد شهد هذا الموضوع نموًا هائلاً في الأبحاث في السنوات الأخيرة. بالإضافة إلى طرق البحث التقليدية مثل الدراسات على الحيوانات ، فإن أحد الأساليب التي يعمل عليها ميرمان وآخرون هو بحث "عضو على شريحة". يتضمن ذلك بناء شريحة تحتوي على خلايا تم إنشاؤها في المختبر لمحاكاة استجابات عضو بشري حقيقي. يمكن استخدام هذا للبحث في أي دراسات قد تكون خطيرة أو مستحيلة إجراؤها على شخص حي.

هذا موضوع كبير للبحث حاليا يتم إجراؤها على محطة الفضاء الدولية، على أمل أن استخدام هذه الطريقة يمكن أن يعلمنا المزيد عن كيفية تأثير بيئة الفضاء على أعضاء الإنسان. في المستقبل ، يمكن أن تكون وسيلة واعدة للبحث في الإشعاع الفضائي أيضًا.

نهج آخر هو محاكاة الإشعاع الفضائي في المختبرات هنا على الأرض. ومع ذلك ، فإن إعادة إنشاء البيئة الإشعاعية للفضاء ليس بالأمر السهل ، وهذا هو سبب وجود مختبرات خاصة مثل معمل إشعاع الفضاء التابع لوكالة ناسا ، والذي يستخدم مصادم الأيونات الثقيل لمحاكاة الإشعاع ، كذلك مهم.

كيفية حماية رواد الفضاء من الإشعاع

هناك أفكار وأبحاث حول كيفية حماية رواد الفضاء من الإشعاع الفضائي. في الوقت الحالي ، تحد وكالات الفضاء من تعرض رواد الفضاء مدى الحياة إلى مستويات منخفضة لا ينبغي أن تخلق مخاطر لا داعي لها. ولكن من أجل مهمة إلى المريخ ، من المفيد أن تتمتع بقدر أكبر من المرونة من حيث المدة التي يقضيها رواد الفضاء في الفضاء.

الطريقة الأكثر عملية لحماية صحة رواد الفضاء هي استخدام الحماية ، حيث يتم استخدام صفائح سميكة من المعدن لإيقاف الإشعاع والحفاظ على سلامة رواد الفضاء. يمكن تطبيق الحماية على مركبة فضائية أو موطن ، مما يسمح لرواد الفضاء بالتحرك بحرية داخلها ، وهناك أيضًا عمل يتم إجراؤها على سترات واقية أو بدلات مزودة بدروع مدمجة في حالة احتياج رائد الفضاء إلى التحرك خارج الخزنة بيئة.

العيب الكبير في الحماية هو أنه ثقيل للغاية ، وهو ما يمثل مشكلة لكل من إطلاق صاروخ بأدنى قدر من الكتلة ، وللبشر الذين يحاولون التحرك أثناء ارتداء الكثير من الوزن الزائد.

نهج آخر هو النظر في العقاقير التي يمكن أن تحمي الناس من آثار الإشعاع ، على الرغم من أننا لسنا قريبين من الحصول على حبة يمكن أن تحافظ على سلامة رواد الفضاء. إحدى المشكلات التي أثارها ميرمان هي أنه حتى لو تمكنا من صنع عقاقير فعالة على الأرض ، فإننا لا نعرف كيف ستعمل هذه الأدوية في بيئة الفضاء. يمر جسم الإنسان بالعديد من التغييرات في الفضاء لدرجة أن طرق امتصاص الأدوية قد تكون مختلفة ، ونحن فقط لا أعرف ما يكفي للتنبؤ بالشكل الذي قد يبدو عليه هذا.

أحد المجالات الأخيرة التي يمكن أن تساعد في الحفاظ على صحة رواد الفضاء هو إيجاد طرق لتعزيز أنظمة المناعة الطبيعية الخاصة بهم ، مثل تضمين الأطعمة الغنية بمضادات الأكسدة في نظامهم الغذائي. هذا مفهوم واعد لأنه أسهل في التنفيذ من الحلول الأخرى ، على الرغم من أن هذا البحث في مراحله الأولى أيضًا.

الكثير من الأمور المجهولة

تكمن المشكلة الكبرى للأطباء مثل ميرمان في عدد المجهولين عندما يتعلق الأمر بصحة رواد الفضاء المتجهين إلى المريخ. لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين ما هي الآثار الصحية طويلة المدى للتعرض للإشعاع ، وليس لدينا طريقة مؤكدة لحماية رواد الفضاء من هذه الآثار المحتملة حتى الآن.

لذلك ، بينما قد نكون مستعدين تقنيًا لإرسال أشخاص إلى المريخ في الوقت الحالي ، هناك سؤال حول أخلاقيات اتخاذ هذا الاختيار بينما لا يزال البحث الطبي في مهده. وقالت: "يجب أن نسأل أنفسنا ما إذا كنا على استعداد للسفر إلى المريخ دون معرفة المخاطر الدقيقة التي نعرض رواد الفضاء لها". "إنها مسألة أخلاقية أكثر منها علمية."