רפואה על מאדים: כיצד לשמור על בריאות על הכוכב האדום

מכל האתגרים של הבאת בני אדם למאדים, זה שאולי אנחנו הכי רחוקים מלפתור אין שום קשר לרקטות, לבתי גידול או למערכות סינון מים מורכבות. הבעיה הגדולה שאנו צריכים להתמודד איתה היא המגבלות של גוף האדם.

הגוף שלנו מסתגל להפליא לסביבות שונות כאן על כדור הארץ, אבל לא כל כך כשמדובר בסביבה בכוכבי לכת אחרים.

דיברנו עם שני מומחים ברפואת חלל כדי ללמוד כיצד אתה מטפל בחולים חולים או פצועים בחלל ומה מהשאלות הגדולות הפתוחות הן כשזה מגיע לבריאותם של האסטרונאוטים שאנו מתכננים לשלוח למערכת השמש.

מאמר זה הוא חלק מ החיים על מאדים, סדרה בת 10 חלקים החוקרת את המדע והטכנולוגיה המתקדמים שיאפשרו לבני אדם לכבוש את מאדים

הגוף בחלל

אנחנו כבר יודעים הרבה על איך הגוף האנושי מגיב למשימות חלל הודות לשני עשורים פלוס של מחקרים על תחנת החלל הבינלאומית (ISS). סביבת המיקרו-כבידה שם מובילה למגוון שינויים בגוף, כולל אובדן עצם, ניוון שרירים וחלוקה מחדש של נוזלים (כשאין כוח משיכה למשוך נוזלים למטה, הם בסופו של דבר מתקבצים בחלק העליון של הגוף), כמו גם בעיות קשורות אחרות כמו לקויות חָזוֹן. תסמינים אלו מופיעים בסיורים האופייניים של שישה חודשים עד שנה שמבצעים אסטרונאוטים ב-ISS, דבר אשר דומה בערך לזמן הנסיעה למאדים.

החדשות הטובות הן שחוקרים מצאו דרכים רבות לנטרל את ההשפעות הללו, כמו החשיבות של מספר שעות של פעילות גופנית יומית כדי למנוע מהשרירים להתבזבז.

פיליפו קסטרוצ'י, מנתח טיסה בסוכנות החלל האירופית, אמר ל-Digital Trends כי א טיסה ארוכת טווח בחלל, כמו משימה למאדים, תהיה דומה מבחינה רפואית לשהייה על ISS. וזה אומר שאנחנו יכולים להיות בטוחים למדי שאסטרונאוטים יוכלו לנסוע למאדים מבלי שיתרחש מצב חירום בריאותי.

"ב-20 שנות המגורים הקבועים של ISS, לא הופיעו עד היום מצבים בריאותיים הדורשים פינוי רפואי במסלול", אמר, והוסיף כי זה נעזר בבחירה מדוקדקת של אסטרונאוטים שנמצאים בשיא הבריאות ואשר מנוטרים במשך שנתיים לפחות לפני שנשלחו ל- משימה. "לכן, הסבירות שאירוע רפואי יתרחש במשימה במאדים, למרות האפשרית, נמוכה, כפי שמראות הראיות הנוכחיות ב-ISS."

רופאים על הסיפון

עם זאת, סיכוי נמוך למצב חירום רפואי אינו אותו דבר כמו אין סיכוי למקרה חירום. צוות משימת מאדים יצטרך להיות מוכן להתמודד עם כל דבר, מתלונות נפוצות הקשורות לחלל, לפציעות מקריות ועד למחלות בלתי צפויות.

כל אסטרונאוט מאומן במיומנויות רפואיות בסיסיות, ובתוך כל צוות יש בדרך כלל לפחות שני חברים שקיבלו הכשרה רפואית נוספת כדי להפוך לקצינים רפואיים (CMOs). CMOs מאומנים ברמה דומה לחובשים, והם מסוגלים להשתמש בציוד רפואי, להפיץ תרופות ולהשתמש בדפיברילטור.

עם זאת, קסטרוצ'י אומר שאפילו CMOs מאומנים היטב עשויים שלא להוות תמיכה רפואית מספקת עבור משימת מאדים, ולכן משימת חלל ארוכה יותר תצטרך רופאים מאומנים כדי לנסוע כחלק מהצוות.

"בנסיעה למאדים ללא פינוי אפשרי, כל חירום החורג מיכולות ה-CMO הנוכחיות עשוי להפחית משמעותית את סיכויי ההישרדות של החולה. לכן, יכולת ברמת רופא היא דרישה במשימה ממושכת הרחק מ[מסלול נמוך כדור הארץ]", אמר. "שני רופאי חירום, כדי להבטיח יתירות, בעלי כישורים כירורגיים ורפואה פנימית צריכים להיות חלק מהצוות."

טיפול במצב חירום רפואי בחלל

אחד האתגרים של טיפול במשימת מאדים פוטנציאלית הוא עיכוב התקשורת בין הצוות לכדור הארץ. כאשר אסטרונאוטים נמצאים ב-ISS, ניתן לספק תמיכה רפואית בזמן אמת על ידי רופאים בשטח. אבל ככל שחללית מתרחקת מכדור הארץ, התקשורת מתעכבת יותר ויותר, עם עיכוב של עד 20 דקות בין כדור הארץ למאדים. זה אומר שצוות מאדים יצטרך לפעול בצורה אוטונומית יותר במקרה חירום, כך שתמיכה מהקרקע תגיע בעיקר בצורה של הכנות והנחיות.

בעיות פרוצדורליות מתעוררות גם כאשר מנסים להשתמש בטיפולים מסוימים בחלל, ולכן האימון צריך להיות מותאם לסביבת מיקרו-כבידה.

קסטרוצ'י נתן דוגמה לתמרוני החייאה לב-ריאה (CPR), אשר על פני כדור הארץ כוללים את המטופל נמצא עם הפנים כלפי מעלה על משטח קשיח כדי שהמציל יוכל להשתמש במשקל גופו כדי לדחוס על חזה. עם זאת, זה לא עובד במיקרו-כבידה.

בחלל, על כלי השיט לבוא מצוידים במשטחים שטוחים מיוחדים המחוברים למסגרת ואליהם ניתן לאבטח איש צוות פצוע. על המציל לאבטח את עצמו גם למסגרת, כדי שיוכלו לדחוס את החזה מבלי להידחק. והם צריכים לדחוף חזק יותר מכיוון שהם לא יכולים להשתמש במשקל הגוף שלהם בלחיצות החזה.

כל זה הופך את ההחייאה לאטית וקשה יותר לביצוע בחלל מאשר על הקרקע, וזו רק דוגמה אחת לכמה מסובך רפואת החלל יכולה להיות.

האתגרים של מאדים

אלו הם סוגי האתגרים שצצים כאשר מטפלים בבעיה רפואית בחלל, והם קשורים בעיקר לחיים במיקרו-כבידה. ברגע שהאסטרונאוטים יגיעו למאדים, הם יקבלו קצת את כוח הכבידה בחזרה - כוח הכבידה של מאדים הוא בסביבות 40% מזה של כדור הארץ - אבל כוכב הלכת יציג אתגרים חדשים משלו.

מאדים הוא סביבה מאובקת במיוחד וזה עלול לגרום לפריחה בעור ולגירויים בעיניים, כמו גם לגירוי בדרכי הנשימה וגודש. שלא לדבר על העייפות, הלחץ והשינה הגרועה שניתן לצפות ממשימה מלחיצה מאוד, כמו גם יחסי גומלין בין פסיכולוגיה לבריאות גופנית.

אבל הבעיה הגדולה באמת במאדים היא משהו בלתי נראה בעין בלתי מזוינת: קרינה. כאן על כדור הארץ, לכוכב הלכת שלנו יש מגנטוספרה שמגינה עלינו מקרינה מקרניים קוסמיות ורוח שמש, אבל אין דבר כזה על מאדים. המחמירה את הבעיה היא האטמוספירה הדקה של מאדים, שהיא רק כ-1% מהצפיפות של האטמוספירה של כדור הארץ.

משימות קודמות למאדים, כמו החללית Mars Odyssey, גילו רמות קרינה גבוהות פי 2.5 מאלו ב-ISS. והיו זמנים שבהם קרינה עלתה (ככל הנראה קשור לפעילות סולארית) לרמות גבוהות בהרבה מזה.

אז איך מגנים על אסטרונאוטים מהאיום הבלתי נראה הזה?

הסכנה הבלתי נראית של קרינה

אנו יודעים שחשיפה לקרינה מעמידה אנשים בסיכון גבוה יותר לסרטן ולמחלות ניווניות, וכי היא עלולה לפגוע במערכת העצבים. זה יכול גם לתרום להתפתחות של מצבים רפואיים כמו קטרקט אוֹ עֲקָרוּת. רק לאחרונה, רופאים כמו מאנון מירמן, מומחית לב וכלי דם שחוקרת את הבריאות ההשפעות של קרינה ממשימות ארוכות טווח בחלל, גילו שהלב ומערכת הלב וכלי הדם יכול להיות רגישים גם לקרינת החלל.

מירמן אמר לנו שאחד הדברים המדאיגים בחשיפה לקרינה בחלל הוא שאנחנו לא יודעים מספיק כדי לחזות בביטחון מה יהיו ההשפעות הבריאותיות. אין זה סביר שאסטרונאוטים יחלו או ימותו מזה במהלך משימת מאדים, אבל בטווח הארוך, הם יהיו בסיכון גבוה יותר למצבים רפואיים מסכני חיים כמו סרטן.

המידע שיש לנו על קרינה בחלל מעבר למסלול נמוך של כדור הארץ מגיע ממדגם זעיר: מעט מאוד האנשים שביקרו בירח, שאינו מספק מספיק נתונים כדי לצייר רחב מסקנות. אנו יכולים לאסוף מידע נוסף ממקורות דומים כגון חולים שטופלו בהם טיפולי הקרנות או אנשים שנחשפו לקרינה בתאונות גרעיניות כמו אסון צ'רנוביל בשנת 1986. אבל אלה יכולים לספק השוואה מוגבלת בלבד.

הסיבה לכך היא שיש שני סוגי קרינה שיש לקחת בחשבון עבור משימת מאדים: ראשית, ישנן קרניים קוסמיות גלקטיות, שגורמות לחשיפה מתמשכת ליונים חודרות. שנית, יש גם עליות מזדמנות ועוצמתיות מאוד בקרינה הנגרמות על ידי התלקחויות שמש. כשזה מגיע לאופן שבו כל סוג של קרינה ישפיע על הבריאות בטווח הארוך, יש הרבה שאנחנו פשוט לא יודעים.

"אם אנחנו רוצים בסופו של דבר להרחיב את מסעות החלל לירח או למאדים, אנחנו באמת צריכים לצלול עמוק יותר לתוך ההשפעות של סוג זה של קרינה על גוף האדם", אמר מירמן.

שיטות מחקר חדשות

מכיוון שקרינה היא נושא כה משמעותי עבור מסע בחלל, זהו נושא שזכה לצמיחה עצומה במחקר בשנים האחרונות. בנוסף לשיטות מחקר מסורתיות כמו מחקרים בבעלי חיים, גישה אחת שעליה עובדים מירמן ואחרים היא מחקר "איבר על שבב". זה כולל בניית שבב המכיל תאים שנוצרו במעבדה כדי לדמות את התגובות של איבר אנושי אמיתי. זה יכול לשמש למחקר אילו מחקרים יהיו מסוכנים או בלתי אפשריים לבצע על אדם חי.

זהו נושא מחקר גדול כיום מבוצע על ISS, בתקווה ששימוש בשיטה זו יכול ללמד אותנו יותר על האופן שבו סביבת החלל משפיעה על איברים אנושיים. בעתיד, זה יכול להיות שדרה מבטיחה למחקר גם על קרינת חלל.

גישה נוספת היא לדמות קרינת חלל במעבדות כאן על כדור הארץ. יצירה מחדש של סביבת הקרינה של החלל אינה קלה, עם זאת, וזו הסיבה שמעבדות מיוחדות כמו מעבדת קרינת החלל של נאס"א, שמשתמשת במאיץ יונים כבדים כדי לדמות קרינה, הם כל כך חָשׁוּב.

כיצד להגן על אסטרונאוטים מקרינה

יש רעיונות ומחקרים על איך להגן על אסטרונאוטים מקרינת חלל. נכון לעכשיו, סוכנויות חלל מגבילות את החשיפה של האסטרונאוטים לכל החיים לרמות נמוכות שלא אמורות ליצור סיכון מיותר. אבל עבור משימה למאדים, זה יעזור לקבל יותר גמישות במונחים של משך הזמן שהאסטרונאוטים מבלים בחלל.

הגישה המעשית ביותר להגנה על בריאות האסטרונאוטים היא השימוש במיגון, שבו משתמשים ביריעות מתכת עבות לעצירת קרינה ולשמירה על בטיחות האסטרונאוטים. ניתן להחיל מיגון על חללית או בית גידול, המאפשר לאסטרונאוטים לנוע בחופשיות פנימה, ויש גם עבודה נעשה על אפודי מגן או חליפות עם מיגון מובנה אם אסטרונאוט יצטרך לנוע מחוץ לכספת סביבה.

החיסרון הגדול של המיגון הוא שהוא כבד מאוד, מה שמהווה בעיה גם לשיגור רקטה בעלת מסה מינימלית, וגם לבני אדם המנסים להסתובב בעודם לובשים משקל נוסף.

גישה נוספת היא להסתכל על תרופות שיכולות להגן על אנשים מפני השפעות הקרינה, אם כי איננו קרובים לגלולה שיכולה לשמור על בטיחות האסטרונאוטים. סוגיה שהעלה מירמן היא שגם אם נוכל ליצור תרופות יעילות על פני כדור הארץ, איננו יודעים כיצד התרופות הללו יפעלו בסביבת החלל. גוף האדם עובר כל כך הרבה שינויים בחלל, שהדרכים שבהן סמים נספגים עשויות להיות שונות, ואנחנו פשוט לא יודע מספיק כדי לחזות איך זה עשוי להיראות.

תחום אחרון אחד שיכול לעזור לשמור על בריאות האסטרונאוטים הוא למצוא דרכים להגביר את המערכת החיסונית הטבעית שלהם, כמו למשל על ידי הכללת מזונות עשירים בנוגדי חמצון בתזונה שלהם. זהו רעיון מבטיח מכיוון שהוא הרבה יותר קל ליישם מאשר פתרונות אחרים, אם כי גם מחקר זה נמצא בשלבים הראשונים שלו.

יותר מדי אלמונים

הבעיה הגדולה של רופאים כמו מירמן היא כמה אלמונים יש בכל הנוגע לבריאותם של אסטרונאוטים שעוברים למאדים. אנחנו פשוט לא יכולים לומר בוודאות מה עשויות להיות ההשפעות הבריאותיות ארוכות הטווח של חשיפה לקרינה, ואין לנו עדיין דרך בטוחה להגן על האסטרונאוטים מההשפעות הפוטנציאליות הללו.

אז למרות שאנחנו עשויים להיות מוכנים מבחינה טכנולוגית לשלוח אנשים למאדים עכשיו, יש שאלה של המוסריות של בחירה זו בזמן שהמחקר הרפואי עדיין בחיתוליו. "עלינו לשאול את עצמנו אם אנחנו מוכנים לנסוע למאדים מבלי לדעת את הסיכונים המדויקים שאנו חושפים את האסטרונאוטים אליהם", אמרה. "זו יותר שאלה אתית מאשר שאלה מדעית."