Pengobatan di Mars: Cara Menjaga Kesehatan di Planet Merah

Dari semua tantangan untuk membawa manusia ke Mars, tantangan yang mungkin masih belum bisa 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 berbagai lingkungan di Bumi, namun tidak begitu adaptif terhadap lingkungan di planet lain.

Kami berbicara dengan dua pakar kedokteran luar angkasa untuk mempelajari cara Anda merawat pasien yang sakit atau terluka di luar angkasa dan apa saja yang ada di dalamnya Salah satu pertanyaan besar yang terbuka adalah mengenai kesehatan para astronot yang berencana kami kirim ke tata surya.

Artikel ini adalah bagian dari

Kehidupan di Mars, seri 10 bagian yang mengeksplorasi sains dan teknologi mutakhir yang memungkinkan manusia menempati Mars

Tubuh di luar angkasa

Kita sudah tahu banyak tentangnya bagaimana tubuh manusia bereaksi terhadap misi luar angkasa berkat penelitian selama lebih dari dua dekade di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS). Lingkungan gayaberat mikro di sana menyebabkan berbagai perubahan pada tubuh, termasuk pengeroposan tulang, atrofi otot, dan redistribusi cairan. (bila tidak ada gravitasi yang menarik cairan ke bawah, cairan tersebut akan terkumpul di bagian atas tubuh), serta masalah terkait lainnya seperti gangguan penglihatan. Gejala-gejala ini muncul dalam tur khas astronot di ISS selama enam bulan hingga satu tahun, 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 mengatasi efek ini, seperti pentingnya berolahraga beberapa jam setiap hari untuk mencegah pengecilan otot.

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

“Dalam 20 tahun keberadaan ISS secara permanen, hingga saat ini tidak ada kondisi kesehatan yang memerlukan evakuasi medis di orbit,” katanya, seraya menambahkan bahwa ini telah terbantu dengan pemilihan astronot yang berada pada puncak kesehatannya dan diawasi setidaknya selama dua tahun sebelum dikirim ke luar angkasa. misi. “Oleh karena itu, kemungkinan terjadinya peristiwa medis di misi Mars, meskipun mungkin terjadi, kecil, seperti yang ditunjukkan oleh bukti terkini di ISS.”

Dokter di kapal

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

Setiap astronot dilatih keterampilan medis dasar, dan dalam setiap kru biasanya terdapat setidaknya dua anggota yang diberikan pelatihan medis tambahan untuk menjadi Crew Medical Officers (CMO). CMO dilatih hingga tingkat yang mirip dengan paramedis, dan mampu menggunakan perlengkapan medis, mendistribusikan obat-obatan, dan menggunakan defibrilator.

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

“Dalam perjalanan ke Mars tanpa adanya 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 merupakan persyaratan untuk misi jangka panjang yang 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 penanganan misi potensial Mars adalah penundaan komunikasi antara kru dan Bumi. Saat astronot berada di ISS, dukungan medis dapat diberikan secara real time oleh dokter di lapangan. Namun ketika pesawat ruang angkasa semakin menjauh dari Bumi, komunikasi semakin tertunda, dengan jeda hingga 20 menit antara Bumi dan Mars. Artinya awak Mars harus beroperasi lebih mandiri jika terjadi keadaan darurat, sehingga dukungan dari darat sebagian besar akan datang dalam bentuk persiapan dan instruksi.

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

Castrucci mencontohkan manuver resusitasi jantung paru (CPR) yang di Bumi melibatkan pasien menghadapkan diri pada permukaan yang keras sehingga penolong dapat menggunakan berat badannya untuk menekan permukaan tersebut dada. Namun hal ini tidak berlaku pada gayaberat mikro.

Di luar angkasa, pesawat harus dilengkapi dengan permukaan datar khusus yang dipasang pada rangka sehingga awak kapal yang terluka dapat diamankan. Penolong juga harus mengamankan dirinya pada rangka, sehingga mereka dapat menekan dada tanpa terdorong menjauh. Dan mereka harus berusaha lebih keras karena mereka tidak dapat menggunakan berat badannya untuk melakukan kompresi dada.

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

Tantangan Mars

Tantangan-tantangan inilah yang muncul saat menangani masalah medis di luar angkasa, dan sebagian besar terkait dengan hidup dalam gayaberat mikro. Begitu astronot mencapai Mars, gravitasi mereka akan kembali – gravitasi Mars sekitar 40% gravitasi Bumi – namun planet ini akan menghadirkan tantangan baru tersendiri.

Mars adalah lingkungan yang sangat berdebu dan hal ini dapat menyebabkan ruam kulit dan iritasi mata, serta iritasi dan hidung tersumbat. Belum lagi kelelahan, stres, dan kurang tidur yang mungkin terjadi akibat misi yang sangat menegangkan, serta interaksi antara psikologi dan kesehatan fisik.

Namun masalah terbesar di Mars adalah sesuatu yang tidak terlihat dengan mata telanjang: Radiasi. Di Bumi, planet kita memiliki magnetosfer yang melindungi kita dari radiasi sinar kosmik dan angin matahari, namun tidak ada hal seperti itu 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 dibandingkan 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 kasat mata ini?

Bahaya radiasi yang tidak terlihat

Kita tahu bahwa paparan radiasi membuat seseorang berisiko lebih tinggi terkena kanker dan penyakit degeneratif, serta dapat merusak sistem saraf. Ini 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 luar angkasa jangka panjang, telah menemukan bahwa jantung dan sistem kardiovaskular dapat sensitif terhadap radiasi ruang angkasa juga.

Meerman mengatakan kepada kita bahwa salah satu hal yang mengkhawatirkan mengenai paparan radiasi di luar angkasa adalah kita tidak memiliki cukup pengetahuan untuk memprediksi dengan pasti apa dampak kesehatan yang akan ditimbulkannya. Kecil kemungkinannya astronot akan sakit atau meninggal karenanya selama misi Mars, namun dalam jangka panjang, mereka akan berisiko lebih tinggi terkena 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 pernah mengunjungi bulan, sehingga tidak memberikan data yang cukup untuk menggambarkan secara luas kesimpulan. Kami dapat mengumpulkan lebih banyak informasi dari sumber yang sebanding seperti pasien yang pernah dirawat radioterapi atau orang yang terkena 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, sinar kosmik galaksi, yang menghasilkan paparan terus menerus terhadap ion-ion yang menembus. Kedua, ada juga lonjakan radiasi yang sangat kuat yang disebabkan oleh jilatan api matahari. Mengenai bagaimana setiap jenis radiasi akan berdampak pada kesehatan dalam jangka panjang, ada banyak hal yang tidak kita ketahui.

“Jika pada akhirnya kita ingin memperluas perjalanan luar angkasa ke bulan atau Mars, kita harus benar-benar mendalami lebih dalam apa dampak radiasi jenis tersebut terhadap tubuh manusia,” kata Meerman.

Metode penelitian baru

Karena radiasi menjadi isu penting dalam perjalanan luar angkasa, hal ini menjadi topik yang mengalami pertumbuhan besar dalam penelitian dalam beberapa tahun terakhir. Selain metode penelitian tradisional seperti penelitian pada hewan, salah satu pendekatan yang dilakukan Meerman dan yang lainnya adalah penelitian “organ on a chip”. Ini melibatkan pembuatan chip yang berisi sel-sel buatan laboratorium untuk mensimulasikan respons organ manusia yang sebenarnya. Hal ini dapat digunakan untuk penelitian yang studinya berbahaya atau tidak mungkin dilakukan pada orang hidup.

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

Pendekatan lain adalah dengan mensimulasikan radiasi ruang angkasa di laboratorium di Bumi. Namun, menciptakan kembali lingkungan radiasi di luar angkasa tidaklah mudah, oleh karena itu diperlukan laboratorium khusus seperti Lab Radiasi Luar Angkasa NASA, yang menggunakan Heavy Ion Collider untuk mensimulasikan radiasi, juga demikian penting.

Bagaimana melindungi astronot dari radiasi

Ada ide dan penelitian tentang bagaimana melindungi astronot dari radiasi luar angkasa. Saat ini, badan antariksa membatasi paparan astronot seumur hidup pada tingkat rendah agar tidak menimbulkan risiko yang tidak semestinya. Namun untuk misi ke Mars, akan sangat 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, yang menggunakan lembaran logam tebal untuk menghentikan radiasi dan menjaga keselamatan astronot. Perisai dapat diterapkan pada pesawat ruang angkasa atau suatu habitat, memungkinkan astronot untuk bergerak bebas di dalam, dan ada juga pekerjaan dilakukan dengan rompi atau pakaian pelindung yang dilengkapi pelindung jika astronot perlu keluar dari brankas lingkungan.

Kelemahan terbesar dari pelindung adalah bahwa pelindung tersebut sangat berat, yang merupakan masalah bagi peluncuran roket dengan massa minimal, dan bagi manusia yang mencoba bergerak sambil mengenakan beban ekstra.

Pendekatan lain adalah dengan mencari obat yang dapat melindungi manusia dari efek radiasi, meskipun kita belum memiliki pil yang dapat menjaga keamanan astronot. Masalah yang diangkat Meerman adalah meskipun kita bisa menciptakan obat-obatan yang efektif di Bumi, kita tidak tahu bagaimana obat-obatan ini akan bekerja di lingkungan luar angkasa. Tubuh manusia mengalami begitu banyak perubahan di ruang angkasa sehingga cara obat diserap mungkin berbeda, begitu pula kita hanya tidak cukup tahu untuk memprediksi seperti apa bentuknya.

Salah satu bidang terakhir yang berpotensi membantu menjaga kesehatan astronot adalah menemukan cara untuk meningkatkan sistem kekebalan alami mereka, seperti dengan memasukkan makanan kaya antioksidan ke dalam makanan mereka. Ini adalah konsep yang menjanjikan karena lebih mudah diterapkan dibandingkan solusi lain, meskipun penelitian ini masih dalam tahap awal.

Terlalu banyak hal yang tidak diketahui

Masalah besar bagi dokter medis seperti Meerman adalah banyaknya hal yang tidak diketahui terkait kesehatan astronot yang pergi ke Mars. Kita tidak bisa mengatakan dengan pasti apa dampak kesehatan jangka panjang dari paparan radiasi, dan kita juga belum memiliki cara pasti untuk melindungi astronot dari potensi dampak ini.

Jadi, meskipun secara teknologi kita sudah siap untuk mengirim manusia ke Mars saat ini, ada pertanyaan mengenai moralitas dalam mengambil pilihan tersebut ketika penelitian medis masih dalam tahap awal. “Kita harus bertanya pada diri sendiri apakah kita bersedia melakukan perjalanan ke Mars tanpa mengetahui risiko pasti yang dihadapi para astronot,” katanya. “Ini lebih merupakan pertanyaan etis daripada pertanyaan ilmiah.”