الطب على المريخ: كيفية الحفاظ على الصحة على الكوكب الأحمر

من بين جميع التحديات التي تواجه إرسال البشر إلى المريخ، فإن التحدي الذي قد نكون أبعد ما يكون عن حله لا علاقة له بالصواريخ، أو الموائل، أو أنظمة تنقية المياه المعقدة. المشكلة الكبيرة التي يتعين علينا مواجهتها هي محدودية 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 اثنين من الخبراء في طب الفضاء للتعرف على كيفية علاج المرضى أو المصابين في الفضاء وما يفعله البعض من الأسئلة الكبيرة المفتوحة هي ما يتعلق بصحة رواد الفضاء الذين نخطط لإرسالهم إلى النظام الشمسي.

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

الجسد في الفضاء

نحن نعرف الكثير عنها بالفعل كيف يتفاعل جسم الإنسان مع المهمات الفضائية بفضل أكثر من عقدين من الدراسات على محطة الفضاء الدولية (ISS). وتؤدي بيئة الجاذبية الصغرى هناك إلى مجموعة من التغييرات في الجسم، بما في ذلك فقدان العظام، وضمور العضلات، وإعادة توزيع السوائل. (عندما لا تكون هناك جاذبية لسحب السوائل إلى الأسفل، ينتهي بها الأمر بالتجمع في الجزء العلوي من الجسم)، بالإضافة إلى مشكلات أخرى ذات صلة مثل ضعف الحركة رؤية. تظهر هذه الأعراض في الجولات النموذجية التي يقوم بها رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية، والتي تتراوح مدتها من ستة أشهر إلى عام واحد، وهو ما يمكن مقارنته تقريبًا بمقدار الوقت الذي تستغرقه المهمة للسفر إلى المريخ.

والخبر السار هو أن الباحثين وجدوا طرقًا عديدة لمواجهة هذه التأثيرات، مثل أهمية ممارسة عدة ساعات من التمارين اليومية لمنع العضلات من الضمور.

وقال فيليبو كاستروتشي، جراح الطيران في وكالة الفضاء الأوروبية، لموقع Digital Trends: إن أ ستكون الرحلات الفضائية طويلة المدى، مثل مهمة إلى المريخ، مشابهة من الناحية الطبية للإقامة على محطة الفضاء الدولية. وهذا يعني أننا يمكن أن نكون واثقين بشكل معقول من أن رواد الفضاء سيكونون قادرين على السفر إلى المريخ دون حدوث حالة طوارئ صحية.

وقال: "خلال 20 عامًا من السكن الدائم في محطة الفضاء الدولية، لم تظهر أي ظروف صحية تتطلب الإخلاء الطبي حتى الآن في المدار"، مضيفًا أن هذا وقد ساعد في ذلك الاختيار الدقيق لرواد الفضاء الذين هم في ذروة الصحة والذين تتم مراقبتهم لمدة عامين على الأقل قبل إرسالهم في رحلة. مهمة. "لذلك، فإن احتمال وقوع حدث طبي في مهمة المريخ، على الرغم من أنه ممكن، منخفض، كما تظهر الأدلة الحالية على محطة الفضاء الدولية."

الأطباء على متن الطائرة

ومع ذلك، فإن انخفاض احتمال حدوث حالة طبية طارئة لا يعني عدم وجود فرصة لحدوث حالة طارئة. يجب أن يكون طاقم مهمة المريخ جاهزًا للتعامل مع أي شيء بدءًا من الشكاوى الشائعة المتعلقة بالفضاء وحتى الإصابات العرضية والأمراض غير المتوقعة.

يتم تدريب كل رائد فضاء على المهارات الطبية الأساسية، ويوجد داخل كل طاقم عادةً عضوين على الأقل يتلقون تدريبًا طبيًا إضافيًا ليصبحوا مسؤولين طبيين للطاقم (CMOs). يتم تدريب كبار مسؤولي التسويق على مستوى مماثل للمسعفين الطبيين، ويكونون قادرين على استخدام الإمدادات الطبية، وتوزيع الأدوية، واستخدام مزيل الرجفان.

ومع ذلك، يقول كاستروتشي إنه حتى كبار مسؤولي التسويق المدربين جيدًا قد لا يقدمون 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 طوارئ تتجاوز قدرات كبير مسؤولي التسويق الحالية قد تقلل بشكل كبير من فرص المريض في البقاء على قيد الحياة. ولذلك، فإن القدرة على مستوى الطبيب تعد مطلبًا في مهمة ممتدة بعيدًا عن [المدار الأرضي المنخفض]”. "يجب أن يكون هناك طبيبان لرعاية الطوارئ، لضمان التكرار، يتمتعان بمهارات الطب الجراحي والداخلي، ضمن الطاقم."

علاج الحالات الطبية الطارئة في الفضاء

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

تنشأ مشكلات إجرائية أيضًا عند محاولة استخدام علاجات معينة في الفضاء، لذا يجب أن يكون التدريب مصممًا ليناسب بيئة الجاذبية الصغرى.

أعطى كاستروتشي مثالاً على مناورات الإنعاش القلبي الرئوي (CPR)، والتي تتضمن على الأرض يكون وجه 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 مسطحة خاصة متصلة بالإطار ويمكن تأمين أفراد الطاقم المصابين بها. يجب على المنقذ أن يثبت نفسه في الإطار أيضًا، حتى يتمكن من الضغط على الصدر دون أن يتم دفعه بعيدًا. وعليهم أن يضغطوا بقوة أكبر لأنهم لا يستطيعون استخدام وزن جسمهم في الضغطات على الصدر.

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

تحديات المريخ

هذه هي أنواع التحديات التي تظهر عند علاج 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 وهذا يمكن أن يسبب طفح جلدي وتهيج العين، وكذلك تهيج الجهاز التنفسي واحتقانه. ناهيك عن التعب والإجهاد وقلة النوم التي يمكن توقعها من مهمة مرهقة للغاية، فضلاً عن التفاعل بين علم النفس والصحة الجسدية.

لكن المشكلة الكبيرة حقًا على المريخ هي شيء غير مرئي بالعين المجردة: الإشعاع. هنا على الأرض، يتمتع كوكبنا بغلاف مغناطيسي يحمينا من الإشعاع الصادر عن الأشعة الكونية والرياح الشمسية، لكن لا يوجد شيء من هذا القبيل على المريخ. ومما يزيد من تفاقم المشكلة الغلاف الجوي الرقيق للمريخ، والذي تبلغ كثافته حوالي 1% فقط من كثافة الغلاف الجوي للأرض.

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

فكيف يمكنك حماية رواد الفضاء من هذا التهديد غير المرئي؟

خطر الإشعاع غير المرئي

نحن نعلم أن التعرض للإشعاع يعرض الأشخاص لخطر الإصابة بالسرطان والأمراض التنكسية، وأنه يمكن أن يؤدي إلى تلف الجهاز العصبي. ويمكن أن يساهم أيضًا في تطور الحالات الطبية مثل إعتام عدسة العين أو العقم. في الآونة الأخيرة، ظهر أطباء مثل مانون ميرمان، أخصائي القلب والأوعية الدموية الذي يدرس الحالة الصحية آثار الإشعاع من البعثات الفضائية طويلة المدى، وجدت أن القلب ونظام القلب والأوعية الدموية يمكن ان يكون حساسة للإشعاع الفضائي أيضًا.

أخبرنا ميرمان أن أحد الأشياء المثيرة للقلق بشأن التعرض للإشعاع في الفضاء هو أننا لا نعرف ما يكفي للتنبؤ بثقة بالآثار الصحية. من غير المحتمل أن يمرض رواد الفضاء أو يموتوا منه أثناء مهمة المريخ، ولكن على المدى الطويل، سيكونون أكثر عرضة للإصابة بحالات طبية تهدد حياتهم مثل السرطان.

المعلومات المتوفرة لدينا عن الإشعاع في الفضاء خارج المدار الأرضي المنخفض تأتي من عينة صغيرة: عدد قليل جدًا من الأشخاص الذين زاروا القمر، وهو ما لا يوفر بيانات كافية لرسمه على نطاق واسع الاستنتاجات. يمكننا جمع المزيد من المعلومات من مصادر قابلة للمقارنة مثل المرضى الذين تم علاجهم العلاج الإشعاعي أو الأشخاص الذين تعرضوا للإشعاع في الحوادث النووية مثل كارثة تشيرنوبيل في عام 1986. ولكن هذه لا يمكن إلا أن توفر مقارنة محدودة.

وذلك لأن هناك نوعين من الإشعاع يجب مراعاتهما في مهمة المريخ: أولاً، هناك الأشعة الكونية المجرية، والتي تؤدي إلى التعرض المستمر للأيونات المخترقة. ثانيًا، هناك أيضًا ارتفاعات عرضية وقوية جدًا في الإشعاع الناجم عن التوهجات الشمسية. عندما يتعلق الأمر بكيفية تأثير كل نوع من أنواع الإشعاع على الصحة على المدى الطويل، فهناك الكثير مما لا نعرفه ببساطة.

وقال ميرمان: "إذا أردنا في نهاية المطاف توسيع نطاق السفر إلى الفضاء إلى القمر أو المريخ، فعلينا أن نتعمق أكثر في تأثيرات هذا النوع من الإشعاع على جسم الإنسان".

طرق بحث جديدة

نظرًا لكون الإشعاع مشكلة مهمة 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 "العضو الموجود على شريحة". يتضمن ذلك بناء شريحة تحتوي على خلايا تم إنشاؤها في المختبر لمحاكاة استجابات عضو بشري حقيقي. يمكن استخدام هذا للبحث عن الدراسات التي قد يكون إجراؤها خطيرًا أو مستحيلًا على شخص حي.

هذا موضوع كبير للبحث حاليا يتم إجراؤها على محطة الفضاء الدولية (ISS).على أمل أن يعلمنا استخدام هذه الطريقة المزيد عن كيفية تأثير بيئة الفضاء على الأعضاء البشرية. وفي المستقبل، يمكن أن يكون وسيلة واعدة للبحث في الإشعاع الفضائي أيضًا.

هناك طريقة أخرى تتمثل في محاكاة الإشعاع الفضائي في المختبرات هنا على الأرض. ومع ذلك، فإن إعادة خلق البيئة الإشعاعية للفضاء ليس بالأمر السهل، ولهذا السبب توجد مختبرات خاصة مثل مختبر الإشعاع الفضائي التابع لناسا، والذي يستخدم مصادم الأيونات الثقيلة لمحاكاة الإشعاع مهم.

كيفية حماية رواد الفضاء من الإشعاع

وهناك أفكار وأبحاث حول كيفية حماية رواد الفضاء من الإشعاع الفضائي. في الوقت الحالي، تعمل وكالات الفضاء على الحد من تعرض رواد الفضاء طوال حياتهم لمستويات منخفضة لا ينبغي أن تؤدي إلى مخاطر لا داعي لها. ولكن بالنسبة لمهمة إلى المريخ، فمن المفيد أن تتمتع بمزيد من المرونة فيما يتعلق بالمدة التي يقضيها رواد الفضاء في الفضاء.

إن النهج الأكثر عملية لحماية صحة رواد الفضاء هو استخدام التدريع، حيث يتم استخدام صفائح معدنية سميكة لوقف الإشعاع والحفاظ على سلامة رواد الفضاء. يمكن تطبيق التدريع على مركبة فضائية أو موطن، مما يسمح لرواد الفضاء بالتحرك بحرية داخلها، وهناك أيضًا عمل يتم ذلك باستخدام سترات أو بدلات واقية تحتوي على درع مدمج إذا احتاج رائد الفضاء إلى التحرك خارج الخزنة بيئة.

العيب الكبير في التدريع هو أنه ثقيل للغاية، وهو ما يمثل مشكلة عند إطلاق صاروخ بكتلة قليلة، أو بالنسبة للبشر الذين يحاولون التحرك بينما يرتدون الكثير من الوزن الزائد.

وثمة نهج آخر يتمثل في النظر في الأدوية التي يمكن أن تحمي الناس من آثار الإشعاع، على الرغم من أننا لم نقترب بعد من التوصل إلى حبوب منع الحمل التي يمكن أن تحافظ على سلامة رواد الفضاء. إحدى القضايا التي أثارها ميرمان هي أنه حتى لو تمكنا من إنشاء أدوية فعالة على الأرض، فإننا لا نعرف كيف ستعمل هذه الأدوية في البيئة الفضائية. يمر جسم الإنسان بالعديد من التغيرات في الفضاء، مما قد يجعل طرق امتصاص الأدوية مختلفة، ونحن كذلك فقط لا أعرف ما يكفي للتنبؤ بما قد يبدو عليه هذا.

أحد المجالات الأخيرة التي يمكن أن تساعد في الحفاظ على صحة رواد الفضاء هو إيجاد طرق لتعزيز أنظمتهم المناعية الطبيعية، مثل تضمين الأطعمة الغنية بمضادات الأكسدة في نظامهم الغذائي. يعد هذا مفهومًا واعدًا لأنه أسهل بكثير في التنفيذ من الحلول الأخرى، على الرغم من أن هذا البحث لا يزال في مراحله الأولى أيضًا.

الكثير من المجهولين

المشكلة الكبرى بالنسبة للأطباء مثل ميرمان هي عدد الأشياء المجهولة عندما يتعلق الأمر بصحة رواد الفضاء الذين يذهبون إلى المريخ. لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين ما هي الآثار الصحية طويلة المدى للتعرض للإشعاع، كما أنه ليس لدينا طريقة مؤكدة لحماية رواد الفضاء من هذه الآثار المحتملة حتى الآن.

لذلك، في حين أننا قد نكون مستعدين تقنيًا لإرسال البشر إلى المريخ في الوقت الحالي، إلا أن هناك سؤالًا حول مدى أخلاقية اتخاذ هذا الاختيار بينما لا يزال البحث الطبي في مراحله الأولى. وقالت: "يجب أن نسأل أنفسنا ما إذا كنا على استعداد للسفر إلى المريخ دون معرفة المخاطر الدقيقة التي نعرضها لرواد الفضاء". "إنها مسألة أخلاقية أكثر منها علمية."