NASA-st Programm Kuust Marsile Elon Muski ambitsioonikale plaanile saata miljon inimest Marsile aastaks 2050 on käimas võidujooks selle nimel, et inimesed saaksid punasele planeedile jalgu. Koos järjest keerukamad raketid ja robootika, selle eesmärgi saavutamist takistavad tehnoloogilised väljakutsed vähenevad kiiresti.
Kuid võib olla mõni muu probleem, mis takistab plaane viia inimesed planeedilt välja ja saata nad ülejäänud päikesesüsteemi uurima. Inimkehaga juhtub kosmoses kummalisi asju ja me peame leidma viise nende meditsiiniliste probleemide lahendamiseks kui tahame saata astronaute pikaajalistele missioonidele, nagu mitu aastat, kui Marsi missioon võib nõuda.
Soovitatavad videod
Digital Trends rääkis University College Londoni kardioloogi dr Rohin Francisega, kes on läbi viinud kosmosemeditsiini uuringuid, selle kohta, kuidas inimkehad reageerivad kosmosekeskkonna pikaajalisele asustamisele ja mida see võib tähendada mehitatud missioonide jaoks Marss.
Seotud
- SpaceX Crew-4 astronaudid valmistuvad järgmise kuu ISS-i missiooniks
- Selline näeb välja õhtusöök kosmosejaamas
- Helikopter Mars Ingenuity lõpetab oma seni kõige keerulisema lennu
Mida me teame inimkeha kohta kosmoses
Mis puutub kosmosemissioonidesse, siis inimkeha mõjutavad kaks peamist tegurit: mikrogravitatsioon ja ioniseeriv kiirgus.
Praegusel kujul on meil palju uuringuid nullgravitatsiooni mõjude kohta kehale, mis on saadud aastatepikkuste uuringutega. Rahvusvaheline kosmosejaam (ISS) ja me teame, et kuude või aastate jooksul mikrogravitatsioonis viibimine toob kaasa mitmesuguseid meditsiinilisi kõrvalmõjud.
Neid leide toetavad nn analooguuringud, mille käigus simuleeritakse Maal madala gravitatsiooniga keskkondi. "Enamik mikrogravitatsiooni uuringuid kasutab mikrogravitatsiooni analooge, " selgitab Francis. «Need on inimesed, kellele makstakse nädalaid või kuid järjest voodis lebamise eest. See on parim viis mikrogravitatsiooni simuleerimiseks Maal.
Programmid nagu Euroopa Kosmoseagentuuri voodipesu programm võimaldab teadlastel uurida mikrogravitatsiooni mõju, hoides vabatahtlikke voodis, mis on kallutatud pea poole, mis tekitab sarnaseid mõjusid pähe tormava vere ja vedelike mikrogravitatsioonile ning lihaste kurnamisele ära.
Mis juhtub väikese raskusjõuga kehadega?
Pikaajalise mikrogravitatsiooniga kokkupuutumise üks probleemsemaid tagajärgi on lihaste atroofia, kuna lihased ei pea avaldama mingit jõudu, et gravitatsioonile vastu seista ja püsti püsida. Aja jooksul närbuvad kogu keha lihased, põhjustades suuri probleeme, kui astronaudid naasevad Maa täisgravitatsioonikeskkonda. Seetõttu treenivad ISS-i pardal olevad astronaudid iga päev kaks tundi, et lihased võimalikult palju töös hoida.
Muud mikrogravitatsioonist põhjustatud probleemid hõlmavad luutiheduse vähenemist – hinnangud Marsi-missiooni võimalike mõjude kohta ütlevad, et astronaudid võivad kaotada kuni poole oma luustiku massist, Francis ütles, kuigi juhtis tähelepanu sellele, et need hinnangud on puhtalt spekulatiivsed – nagu ka südame-veresoonkonna suutlikkuse kaotus, siinusprobleemid ja nägemise vähenemine, mis on tingitud keha kuju muutumisest. silmamuna.
Need on vaid mõned sümptomid, mille on leidnud NASA oma märgilises kaksikuuringus, kus astronaut Scott Kelly veetis aasta kosmoses, enne kui tal oli füsioloogia võrreldes tema identse kaksikvenna Mark Kelly omaga.
"Sa saad vedeliku ümberjaotuse, nii et tekib see väga punnis keha ülaosa ja punnis pea. Varem arvati, et rõhk peas tõuseb ja see surub vastu silmamuna tagaosa. On täheldatud, et astronautidel on vähenenud verevarustus ja nägemisnärvi atroofia, mis võib olla tingitud koljusisese rõhu tõusust,“ ütles Francis. Hiljutised andmed on aga näidanud, et rõhk peas ei ole nägemise vähenemise põhjuseks. Võib juhtuda, et neid probleeme põhjustab mõni muu, veel tundmatu mehhanism.
Kui rääkida veelgi pikemast kosmoses veetmisest aastakümnete või eluea osas, siis on veel suurem meditsiiniline probleem: paljunemine. "Me ei ole kindlad, kui edukas oleks viljastamisprotsess mikrogravitatsioonis," ütles Francis. Uuringutes on leitud, et inimese spermatosoidid ujuvad mikrogravitatsioonis vähem tõhusalt kui Maal, seega "isegi munarakku jõudev sperma võib oluliselt mõjutanud." Hiljutised uuringud nullgravitatsiooniga hiirte paljunemise kohta näitasid, et nad võivad edukalt rasestuda, kuid varsti nurisünnitanud.
Inimesed ei pruugi olla isegi võimalik eostada Maast eemal, mis pärsib väljavaateid luua pikaajaline väljaspool maailma asuv koloonia.
Aga gravitatsioon Marsil?
Küsimus, millega tuleb veel tegeleda, on täpselt see, kuidas nullgravitatsioonikeskkonnast lähtuvad uuringud ISS hakkab kehtima Marsi madala gravitatsiooniga keskkonnas, kus gravitatsioon on umbes 38% omast Maa. Võib juhtuda, et on olemas gravitatsioonijõu lävi, millest allpool hakkavad kehad kogema meditsiinilisi probleeme. Või võib see olla lineaarne seos, nii et mõju astronautidele Marsil oleks väiksem kui mõju ISS-i astronautidele. Kuni meil pole selle suhte kohta rohkem andmeid, ei saa seda kindlalt teada.
"Marsi gravitatsioon võib tegelikult olla piisavalt tugev, et vältida paljusid neid probleeme," ütles Franciscus. "Kui teil on gravitatsioon, kuigi see on väiksem kui Maal, ja kombineerite seda vastumeetmetega, nagu harjutused, võib see olla okei. See on teekond sinna, mida peetakse peamiseks väljakutseks.
Marsi pinnal viibimine võib säilitada astronautide seisundi või isegi taastada osa reisil kaotatud lihas- ja luumassist. "Senised hinnangud põhinevad astronautidel, kes kogevad mikrogravitatsiooni kogu aeg, sest me pole kindlad, kuidas arvestada kuue kuuga, mille nad võivad pinnal veeta."
Elevant toas: ioniseeriv kiirgus
Tänu aastatepikkusele kogemusele mikrogravitatsioonikeskkondadega on kosmoseagentuurid välja töötanud strateegiad enamiku nende põhjustatud meditsiiniprobleemide leevendamiseks ja lahendamiseks. Kuid on täiesti erinev probleem, mis tekib siis, kui inimesed hakkavad kosmost uurima väljaspool Maa kaitsvat magnetvälja. Väljaspool seda turvalist varjupaika pommitatakse kõike, mis liigub läbi kosmose ohtlike kosmiliste kiirtega. Ainsad mehitatud missioonid, mis on sellest turvalisest varjupaigast välja läinud, on Kuu-missioonid, kuid need hõlmasid kiirgusega kokkupuudet vaid nädalate, mitte kuude või aastate jooksul.
Me teame, et kosmilised kiired võivad kahjustada õrna elektroonikat, nii et Maa magnetosfäärist kaugemale sõitmiseks mõeldud kosmoselaevadel on nende komponentide kaitseks varjestus. Kuid need samad kiired on inimestele potentsiaalselt surmavad ja me alles hakkame mõistma, kuidas need võivad inimkeha mõjutada. Näiteks hiirtel tehtud uuringud on leidnud, et kokkupuude kiirgusega ei mõjuta ainult keha, vaid ka ajuja võib isegi põhjustada käitumismuutusi, näiteks ärevuse suurenemist.
Kiirguskiirgus ei ole midagi, mille mõju saab leevendada samal viisil kui lihaste atroofia. Ainus viis astronaute kiirguse eest kaitsta on ehitada füüsilisi struktuure, mis hoiavad neid selle eest kaitstuna. "Kiirgus on tõenäoliselt peamine takistus," ütles Franciscus. "Bioloogilisest vaatenurgast ei saa te midagi teha, et kaitsta end kiirguse eest. See sõltub tegelikult pigem laevade disainist ja inseneritööst kui bioloogiast või meditsiinist.
Toimetajate soovitused
- NASA privaatne Ax-1 meeskond saab ruumis lisaaega
- See lahe kosmosejaama video toob naeratuse näole
- NASA avalikustab SpaceXi järgmise astronaudi stardikuupäeva
- Marsilaadsed fotod näitavad dramaatilist vaadet meie enda planeedile
- NASA Marsi helikopter sihib järgmisel lennul uut rekordit
Uuenda oma elustiiliDigitaalsed suundumused aitavad lugejatel hoida silma peal kiirel tehnikamaailmal kõigi viimaste uudiste, lõbusate tooteülevaadete, sisukate juhtkirjade ja ainulaadsete lühiülevaadetega.
