Pengobatan di Mars: Cara Menjaga Kesehatan di Planet Merah

Dari semua tantangan membawa manusia ke Mars, tantangan yang mungkin paling sulit kita selesaikan tidak ada hubungannya dengan roket, habitat, atau sistem penyaringan air yang rumit. Masalah besar yang harus kita hadapi adalah keterbatasan tubuh manusia.

Tubuh kita sangat adaptif terhadap lingkungan yang berbeda di Bumi ini, tetapi tidak begitu banyak dalam hal lingkungan di planet lain.

Kami berbicara dengan dua ahli kedokteran luar angkasa untuk mempelajari tentang bagaimana Anda merawat pasien yang sakit atau terluka di luar angkasa dan apa saja Salah satu pertanyaan besar yang terbuka adalah tentang kesehatan para astronot yang kami rencanakan untuk dikirim ke tata surya.

Artikel ini adalah bagian dari Kehidupan di Mars

, seri 10 bagian yang mengeksplorasi sains dan teknologi mutakhir yang memungkinkan manusia menduduki Mars

Tubuh di luar angkasa

Kami sudah tahu banyak tentang bagaimana tubuh manusia bereaksi terhadap misi luar angkasa berkat studi dua dekade lebih di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS). Lingkungan gayaberat mikro di sana menyebabkan berbagai perubahan pada tubuh, termasuk keropos tulang, atrofi otot, dan redistribusi cairan. (ketika tidak ada gravitasi untuk menarik cairan ke bawah, cairan tersebut akhirnya terkumpul di bagian atas tubuh), serta masalah terkait lainnya seperti gangguan penglihatan. Gejala-gejala ini muncul dalam tur khas enam bulan hingga satu tahun yang dilakukan astronot di ISS, yang kira-kira sebanding dengan jumlah waktu yang dibutuhkan misi untuk melakukan perjalanan ke Mars.

Kabar baiknya adalah para peneliti telah menemukan banyak cara untuk menangkal efek ini, seperti pentingnya latihan beberapa jam setiap hari untuk mencegah otot melemah.

Filippo Castrucci, ahli bedah penerbangan di European Space Agency, mengatakan kepada Digital Trends bahwa a penerbangan luar angkasa jangka panjang seperti misi ke Mars dalam banyak hal secara medis mirip dengan tinggal di ISS. Dan itu berarti kita cukup yakin bahwa astronot akan dapat melakukan perjalanan ke Mars tanpa terjadi keadaan darurat kesehatan.

“Dalam 20 tahun tinggal permanen ISS, hingga saat ini tidak ada kondisi kesehatan yang memerlukan evakuasi medis yang muncul di orbit,” katanya, menambahkan bahwa ini telah dibantu oleh pemilihan astronot yang cermat yang berada di puncak kesehatan dan yang dipantau setidaknya selama dua tahun sebelum dikirim ke a misi. “Oleh karena itu, kemungkinan peristiwa medis yang terjadi pada misi Mars, meskipun mungkin, rendah, seperti yang ditunjukkan oleh bukti saat ini di ISS.”

Dokter di kapal

Namun, kemungkinan rendah untuk keadaan darurat medis tidak sama dengan tidak ada kemungkinan keadaan darurat. Awak misi Mars harus siap menghadapi apa pun mulai dari keluhan umum terkait ruang angkasa hingga cedera yang tidak disengaja hingga penyakit yang tidak terduga.

Setiap astronot dilatih dalam keterampilan medis dasar, dan di dalam setiap kru biasanya ada setidaknya dua anggota yang diberikan pelatihan medis tambahan untuk menjadi Petugas Medis Kru (CMO). CMO dilatih ke tingkat yang mirip dengan paramedis, dan mampu menggunakan pasokan medis, mendistribusikan obat, dan menggunakan defibrillator.

Namun, Castrucci mengatakan bahwa bahkan CMO yang terlatih mungkin tidak cukup memberikan dukungan medis untuk misi Mars, jadi misi luar angkasa yang lebih lama kemungkinan akan membutuhkan dokter terlatih untuk melakukan perjalanan sebagai bagian dari kru.

“Dalam perjalanan ke Mars tanpa kemungkinan evakuasi, keadaan darurat apa pun yang melebihi kemampuan CMO saat ini dapat secara signifikan mengurangi peluang pasien untuk bertahan hidup. Oleh karena itu, kemampuan setingkat dokter adalah persyaratan dalam misi yang diperpanjang jauh dari [orbit rendah Bumi], ”katanya. "Dua dokter perawatan darurat, untuk memastikan redundansi, dengan keterampilan bedah dan penyakit dalam harus menjadi bagian dari kru."

Mengobati keadaan darurat medis di luar angkasa

Salah satu tantangan perawatan pada misi Mars potensial adalah keterlambatan komunikasi antara awak dan Bumi. Saat astronot berada di ISS, dukungan medis dapat diberikan secara real time oleh dokter di darat. Tetapi ketika pesawat ruang angkasa semakin jauh dari Bumi, komunikasi semakin tertunda, dengan penundaan hingga 20 menit antara Bumi dan Mars. Itu berarti kru Mars harus beroperasi lebih mandiri jika terjadi keadaan darurat, jadi dukungan dari darat sebagian besar akan datang dalam bentuk persiapan dan instruksi.

Masalah prosedural juga muncul saat mencoba menggunakan perawatan tertentu di luar angkasa, jadi pelatihan harus disesuaikan dengan lingkungan gayaberat mikro.

Castrucci memberi contoh manuver cardiopulmonary resuscitation (CPR), yang di Bumi melibatkan pasien menghadap ke atas pada permukaan yang keras sehingga penyelamat dapat menggunakan berat badannya untuk mengompres dada. Itu tidak bekerja dalam gayaberat mikro.

Di luar angkasa, pesawat harus dilengkapi dengan permukaan datar khusus yang dipasang ke rangka dan di mana anggota awak yang terluka dapat diamankan. Penyelamat juga harus mengamankan diri ke rangka, sehingga mereka dapat menekan dada tanpa didorong menjauh. Dan mereka harus mendorong lebih keras karena mereka tidak dapat menggunakan berat badan mereka untuk menekan dada.

Semua ini membuat CPR lebih lambat dan lebih sulit dilakukan di luar angkasa daripada di darat, dan itu hanyalah salah satu contoh betapa rumitnya obat luar angkasa.

Tantangan Mars

Ini adalah jenis tantangan yang muncul saat menangani masalah medis di luar angkasa, dan sebagian besar terkait dengan kehidupan dalam gayaberat mikro. Begitu astronot mencapai Mars, mereka akan mendapatkan kembali gravitasi – gravitasi Mars sekitar 40% dari Bumi – tetapi planet ini akan menghadirkan tantangan barunya sendiri.

Mars adalah lingkungan yang sangat berdebu dan ini dapat menyebabkan ruam kulit dan iritasi mata, serta iritasi dan kemacetan pernafasan. Belum lagi kelelahan, stres, dan kurang tidur yang bisa diharapkan dari misi yang sangat menegangkan, serta interaksi antara psikologi dan kesehatan fisik.

Tapi masalah yang sangat besar di Mars adalah sesuatu yang tidak terlihat oleh mata telanjang: Radiasi. Di Bumi ini, planet kita memiliki magnetosfer yang melindungi kita dari radiasi sinar kosmik dan angin matahari, tetapi hal seperti itu tidak ada di Mars. Yang memperburuk masalah adalah tipisnya atmosfer Mars, yang hanya sekitar 1% kepadatan atmosfer Bumi.

Misi sebelumnya ke Mars, seperti pesawat ruang angkasa Mars Odyssey, telah menemukan tingkat radiasi 2,5 kali lebih tinggi daripada di ISS. Dan ada kalanya radiasi melonjak (kemungkinan terkait dengan aktivitas matahari) ke tingkat yang jauh lebih tinggi.

Jadi bagaimana Anda melindungi astronot dari ancaman tak terlihat ini?

Bahaya radiasi yang tidak terlihat

Kita tahu bahwa terpapar radiasi membuat orang berisiko lebih tinggi terkena kanker dan penyakit degeneratif, dan itu dapat merusak sistem saraf. Itu juga dapat berkontribusi pada perkembangan kondisi medis seperti katarak atau kemandulan. Baru-baru ini, dokter seperti Manon Meerman, seorang spesialis kardiovaskular menyelidiki kesehatan efek radiasi dari misi ruang angkasa jangka panjang, telah menemukan bahwa jantung dan sistem kardiovaskular dapat sensitif terhadap radiasi ruang juga.

Meerman memberi tahu kami bahwa salah satu hal yang mengkhawatirkan tentang paparan radiasi di luar angkasa adalah kami tidak cukup tahu untuk memprediksi dengan yakin apa efek kesehatannya. Tidak mungkin astronot akan sakit atau mati karenanya selama misi Mars, tetapi dalam jangka panjang, mereka akan berisiko lebih tinggi untuk kondisi medis yang mengancam jiwa seperti kanker.

Informasi yang kami miliki tentang radiasi di luar angkasa di luar orbit rendah Bumi berasal dari sampel kecil: Sangat sedikit orang yang telah mengunjungi bulan, yang tidak memberikan data yang cukup untuk menggambar secara luas kesimpulan. Kami dapat mengumpulkan lebih banyak informasi dari sumber yang sebanding seperti pasien yang telah dirawat radioterapi atau orang yang terpapar radiasi dalam kecelakaan nuklir seperti bencana Chernobyl pada tahun 1986. Tapi ini hanya bisa memberikan perbandingan terbatas.

Itu karena ada dua jenis radiasi yang perlu dipertimbangkan untuk misi Mars: Pertama, ada sinar kosmik galaksi, yang menghasilkan paparan terus menerus terhadap penetrasi ion. Kedua, ada juga lonjakan radiasi yang sangat kuat dan sesekali disebabkan oleh jilatan api matahari. Mengenai bagaimana setiap jenis radiasi akan mempengaruhi kesehatan dalam jangka panjang, ada banyak hal yang tidak kita ketahui.

"Jika kita pada akhirnya ingin memperluas perjalanan ruang angkasa ke bulan atau ke Mars, kita benar-benar harus menyelami lebih dalam apa efek radiasi jenis itu pada tubuh manusia," kata Meerman.

Metode penelitian baru

Dengan radiasi menjadi masalah yang signifikan untuk perjalanan ruang angkasa, itu adalah topik yang telah mengalami pertumbuhan besar dalam penelitian dalam beberapa tahun terakhir. Selain metode penelitian tradisional seperti studi hewan, salah satu pendekatan yang sedang dikerjakan Meerman dan lainnya adalah penelitian “organ pada chip”. Ini melibatkan pembuatan chip yang berisi sel buatan laboratorium untuk mensimulasikan respons organ manusia yang sebenarnya. Ini dapat digunakan untuk penelitian di mana studi akan berbahaya atau tidak mungkin dilakukan pada orang yang hidup.

Ini adalah topik besar penelitian saat ini dilakukan di ISS, dengan harapan dengan menggunakan metode ini dapat mengajarkan kita lebih banyak tentang bagaimana lingkungan luar angkasa mempengaruhi organ tubuh manusia. Di masa depan, ini bisa menjadi jalan yang menjanjikan untuk penelitian radiasi ruang angkasa juga.

Pendekatan lain adalah mensimulasikan radiasi ruang angkasa di laboratorium di Bumi. Namun, menciptakan kembali lingkungan radiasi ruang angkasa tidaklah mudah, itulah sebabnya ada laboratorium khusus seperti Lab Radiasi Luar Angkasa NASA, yang menggunakan Heavy Ion Collider untuk mensimulasikan radiasi, demikian juga penting.

Bagaimana melindungi astronot dari radiasi

Ada ide dan penelitian tentang bagaimana melindungi astronot dari radiasi luar angkasa. Saat ini, badan antariksa membatasi paparan seumur hidup astronot ke tingkat rendah yang seharusnya tidak menimbulkan risiko yang tidak semestinya. Tetapi untuk misi ke Mars, akan lebih membantu jika memiliki lebih banyak fleksibilitas dalam hal berapa lama astronot menghabiskan waktu di luar angkasa.

Pendekatan paling praktis untuk melindungi kesehatan astronot adalah penggunaan pelindung, di mana lembaran logam tebal digunakan untuk menghentikan radiasi dan menjaga keamanan astronot. Perisai dapat diterapkan pada pesawat ruang angkasa atau habitat, memungkinkan astronot bergerak bebas di dalamnya, dan ada juga pekerjaan dilakukan dengan rompi atau pakaian pelindung yang memiliki pelindung bawaan jika astronot harus keluar dari brankas lingkungan.

Kelemahan besar dari perisai adalah sangat berat, yang merupakan masalah baik untuk meluncurkan roket dengan massa minimal, dan untuk manusia yang mencoba bergerak sambil mengenakan banyak beban ekstra.

Pendekatan lain adalah dengan melihat obat-obatan yang dapat melindungi orang dari efek radiasi, meskipun kita tidak memiliki pil yang dapat menjaga astronot tetap aman. Masalah yang diangkat Meerman adalah bahwa meskipun kita dapat membuat obat yang efektif di Bumi, kita tidak tahu bagaimana obat ini akan bekerja di lingkungan luar angkasa. Tubuh manusia mengalami begitu banyak perubahan di luar angkasa sehingga cara obat diserap mungkin berbeda, dan kita hanya tidak cukup tahu untuk memprediksi seperti apa tampilannya.

Satu area terakhir yang berpotensi membantu astronot tetap sehat adalah menemukan cara untuk meningkatkan sistem kekebalan alami mereka sendiri, seperti dengan memasukkan makanan kaya antioksidan ke dalam makanan mereka. Ini adalah konsep yang menjanjikan karena jauh lebih mudah diimplementasikan daripada solusi lain, meskipun penelitian ini juga masih dalam tahap awal.

Terlalu banyak yang tidak diketahui

Masalah besar bagi dokter medis seperti Meerman adalah berapa banyak yang tidak diketahui tentang kesehatan astronot yang pergi ke Mars. Kami tidak dapat mengatakan dengan pasti apa efek kesehatan jangka panjang dari paparan radiasi, dan kami juga belum memiliki cara pasti untuk melindungi astronot dari efek potensial ini.

Jadi sementara kita mungkin siap secara teknologi untuk mengirim orang ke Mars sekarang, ada pertanyaan tentang moralitas membuat pilihan itu sementara penelitian medis masih dalam tahap awal. "Kita harus bertanya pada diri sendiri apakah kita bersedia melakukan perjalanan ke Mars tanpa mengetahui risiko pasti yang kita hadapi pada astronot," katanya. "Ini lebih merupakan pertanyaan etis daripada pertanyaan ilmiah."