人類を火星に到達させるためのすべての課題の中で、私たちが解決から最も遠いかもしれない課題は、ロケット、生息地、または複雑な水の濾過システムとは何の関係もありません。 私たちが直面しなければならない大きな問題は、人体の限界です。
コンテンツ
- 宇宙の身体
- 医師が乗船
- 宇宙での緊急医療の治療
- 火星の挑戦
- 目に見えない放射線の危険性
- 新しい研究方法
- 宇宙飛行士を放射線から守るには
- 未知数が多すぎる
私たちの体は、地球上のさまざまな環境に驚くほど適応しますが、他の惑星の環境となるとそれほど適応できません。
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私たちは宇宙医学の専門家 2 人に話を聞き、宇宙で病気や怪我をした患者をどのように治療するのか、またその治療法について学びました。 大きな未解決の問題の中で、私たちが太陽系に送り出す予定の宇宙飛行士の健康に関してはどうなるかということが挙げられます。
この記事はの一部です 火星上の生命、人類の火星占領を可能にする最先端の科学技術を探求する 10 部構成のシリーズ
宇宙の身体
私たちはすでに多くのことを知っています 宇宙ミッションに対して人体がどのように反応するか 国際宇宙ステーション (ISS) に関する 20 年以上にわたる研究のおかげです。 そこの微重力環境は、骨量の減少、筋萎縮、体液の再分布など、身体にさまざまな変化をもたらします。 （体液を下に引っ張る重力がない場合、体液は体の上部に溜まることになります）、および障害などのその他の関連問題も発生します。 ビジョン。 これらの症状は、宇宙飛行士が ISS で行う 6 か月から 1 年の一般的なツアーで発生します。これは、ミッションで火星に移動するのにかかる時間にほぼ匹敵します。
良いニュースは、筋肉の衰えを防ぐために毎日数時間の運動を行うことの重要性など、研究者たちがこれらの影響に対抗する多くの方法を発見したことです。
欧州宇宙機関の飛行外科医フィリッポ・カストルッチ氏はデジタルトレンドに次のように語った。 火星へのミッションなどの長期宇宙飛行は、医学的には多くの点で滞在と似ているだろう ISS上で。 そしてそれは、健康上の緊急事態が発生することなく宇宙飛行士が火星に旅行できるだろうと私たちがかなり確信できることを意味します。
「20年間のISSの恒久的な居住の中で、これまで軌道上で医療避難を必要とする健康状態は発生していない」と同氏は述べ、こう付け加えた。 これは、健康状態が最高の状態にある宇宙飛行士を慎重に選択し、宇宙船に送られる前に少なくとも 2 年間は監視されたことに助けられています。 ミッション。 「したがって、ISS の現在の証拠が示すように、火星ミッションで医療事故が発生する可能性は、可能性はあっても低いです。」
医師が乗船
ただし、医療上の緊急事態が発生する可能性が低いことと、緊急事態が発生する可能性がまったくないことは同じではありません。 火星ミッションの乗組員は、宇宙関連の一般的な苦情から事故による怪我や予期せぬ病気に至るまで、あらゆるものに対処する準備ができていなければなりません。
すべての宇宙飛行士は基本的な医療スキルの訓練を受けており、各乗組員には通常、乗組員医療責任者 (CMO) になるための特別な医療訓練を受けた少なくとも 2 人のメンバーがいます。 CMO は救急救命士と同様のレベルまで訓練を受けており、医療用品の使用、薬の配布、除細動器の使用が可能です。
しかし、カストルッチ氏は、火星ミッションでは十分な訓練を受けたCMOであっても医療支援が不十分な可能性があるため、より長期の宇宙ミッションでは訓練を受けた医師が乗組員の一部として渡航する必要がある可能性が高いと述べている。
「避難が不可能な火星旅行では、現在の CMO の能力を超える緊急事態が発生すると、患者の生存の可能性が大幅に低下する可能性があります。 したがって、医師レベルの能力は、[地球低軌道]から離れた延長ミッションでは必須である」と彼は述べた。 「余剰人員を確保するために、外科と内科のスキルを備えた救急医療医 2 名が乗組員に加わるべきである。」
宇宙での緊急医療の治療
潜在的な火星ミッションでの治療における課題の 1 つは、乗組員と地球の間の通信の遅延です。 宇宙飛行士が ISS にいるときは、地上の医師がリアルタイムで医療サポートを提供できます。 しかし、宇宙船が地球から遠ざかるにつれて、通信はますます遅れ、地球と火星の間では最大 20 分の遅れが生じます。 つまり、火星の乗組員は緊急事態が発生した場合、より自律的に行動する必要があるため、地上からの支援は主に準備と指示の形で行われることになる。
宇宙で特定の治療法を使用しようとする場合にも手順の問題が発生するため、微小重力環境に合わせてトレーニングを調整する必要があります。
カストルッチ氏は心肺蘇生法（CPR）の例を挙げた。 患者は硬い表面に仰向けになっていて、救助者は自分の体重を使って体を圧迫することができます。 胸。 ただし、微小重力ではそれは機能しません。
宇宙では、航空機はフレームに取り付けられ、負傷した乗組員を固定できる特別な平らな表面を備えていなければなりません。 救助者も胸部を押されずに圧迫できるよう、自分自身をフレームに固定する必要があります。 また、胸骨圧迫では自分の体重を利用できないため、より強く押す必要があります。
これらすべてにより、宇宙では地上よりも心肺蘇生が遅くなり、実行が難しくなります。これは宇宙医療がいかに難しいかを示す一例にすぎません。
火星の挑戦
これらは、宇宙で医療問題を治療するときに発生する種類の課題であり、そのほとんどは微重力環境での生活に関連しています。 宇宙飛行士が火星に到達すると、重力はいくらか戻りますが、火星の重力は地球の約 40% です。しかし、この惑星は、それ自体が新たな課題を突きつけることになります。
火星は非常に塵の多い環境です これにより、皮膚の発疹や目の炎症、さらには呼吸器への刺激やうっ血を引き起こす可能性があります。 ストレスの多い任務から予想される疲労、ストレス、睡眠不足は言うまでもありません。 心理と身体の健康の間の相互作用.
しかし、火星の本当に大きな問題は、目には見えないもの、つまり放射線です。 ここ地球には、宇宙線や太陽風からの放射線から私たちを守る磁気圏がありますが、火星にはそのようなものはありません。 問題をさらに悪化させているのは、火星の大気の薄さであり、その密度は地球の大気の約 1% に過ぎません。
マーズ・オデッセイ探査機などのこれまでの火星探査では、ISSの放射線レベルより2.5倍高い放射線レベルが検出された。 そして、そんな時もありました 放射線スパイク （おそらく太陽活動に関連している）それよりもはるかに高いレベルまで。
では、この目に見えない脅威から宇宙飛行士をどのように守るのでしょうか?
目に見えない放射線の危険性
放射線に被曝するとがんや変性疾患のリスクが高まること、また神経系に損傷を与える可能性があることはわかっています。 また、次のような病状の発症にも寄与する可能性があります。 白内障 または 無菌性. つい最近、心臓血管専門医で健康状態を研究しているマノン・ミーアマンのような医師が、 長期にわたる宇宙ミッションによる放射線の影響により、心臓と心血管系に悪影響を及ぼすことが判明しました。 できる 宇宙放射線にも敏感.
ミーアマン氏は、宇宙での放射線被ばくに関して懸念されることの一つは、健康への影響がどのようなものになるかを自信を持って予測できるほど十分な知識がないことだと語った。 宇宙飛行士が火星ミッション中に病気になったり死亡したりする可能性は低いですが、長期的には癌などの生命を脅かす病状にかかるリスクが高くなります。
「最終的に宇宙旅行を月や火星にまで拡大したいのであれば、その種の放射線が人体にどのような影響を与えるかを本当に深く掘り下げる必要があります。」
地球低軌道を超えた宇宙空間の放射線について私たちが持っている情報は、次のような小さなサンプルから得られます。 月を訪れたことのある人は非常に少数であり、広範囲を描くのに十分なデータは提供されていない 結論。 治療を受けた患者など、同等の情報源からより多くの情報を収集できます。 放射線療法、またはチェルノブイリ事故のような原子力事故で放射線にさらされた人々 1986年に。 しかし、これらは限定的な比較しか提供できません。
それは、火星探査では 2 種類の放射線を考慮する必要があるためです。1 つは、貫通イオンに継続的にさらされる銀河宇宙線です。 第二に、太陽フレアによって引き起こされる放射線の非常に強力なスパイクも時折発生します。 それぞれの種類の放射線が長期的に健康にどのような影響を与えるかについては、まだわかっていないことがたくさんあります。
「最終的に宇宙旅行を月や火星にまで拡大したいのであれば、その種の放射線が人体にどのような影響を与えるかを本当に深く掘り下げる必要がある」とミーアマン氏は語った。
新しい研究方法
放射線は宇宙旅行にとって非常に重要な問題であるため、近年研究が大幅に増加しているトピックです。 動物研究などの従来の研究方法と同様に、ミーアマンらが取り組んでいるアプローチの 1 つは、「チップ上の臓器」研究です。 これには、実際の人間の臓器の反応をシミュレートするために、研究室で作成された細胞を含むチップを構築することが含まれます。 これは、生きている人間に対して研究を行うのが危険であるか不可能であるかの研究に使用できます。
これは現在大きな研究テーマです ISSで行われている、この方法を使用することで、宇宙環境が人間の臓器にどのような影響を与えるかをさらに知ることができることを期待しています。 将来的には、宇宙放射線の研究にも有望な手段となる可能性があります。
もう 1 つのアプローチは、地球上の研究室で宇宙放射線をシミュレートすることです。 ただし、宇宙の放射線環境を再現するのは簡単ではないため、特別な研究所が必要です。 重イオン衝突型加速器を使用して放射線をシミュレートする NASA の宇宙放射線研究所のように、 重要。
宇宙飛行士を放射線から守るには
宇宙放射線から宇宙飛行士を守る方法についてのアイデアや研究があります。 現在、宇宙機関は宇宙飛行士の生涯被曝を過度のリスクを生じさせない低レベルに制限しています。 しかし、火星へのミッションの場合、宇宙飛行士が宇宙で過ごす時間をより柔軟に設定できると便利です。
宇宙飛行士の健康を守るための最も現実的なアプローチは、放射線を阻止し宇宙飛行士の安全を守るために厚い金属シートを使用するシールドの使用です。 宇宙船や居住地にシールドを適用して、宇宙飛行士が内部を自由に移動できるようにする作業もあります 宇宙飛行士が安全な場所の外に移動する必要がある場合に備えて、シールドが組み込まれた防護ベストまたはスーツを着用して行われます。 環境。
シールドの大きな欠点は非常に重いことです。これは、最小限の質量でロケットを打ち上げる場合と、余分な重量を身に着けて移動しようとする人間の両方にとって問題となります。
もう一つのアプローチは、放射線の影響から人々を守ることができる薬を検討することだが、宇宙飛行士の安全を守る薬の開発には程遠い。 ミーアマン氏が提起した問題は、たとえ地球上で効果的な薬を作ることができたとしても、それらの薬が宇宙環境でどのように作用するかわからないということだ。 人間の体は宇宙で非常に多くの変化を経験するため、薬物の吸収方法も異なる可能性があり、私たちは ただ十分に知らないだけです これがどのようになるかを予測するためです。
宇宙飛行士の健康維持に役立つ可能性がある最後の分野は、抗酸化物質が豊富な食品を食事に取り入れるなど、宇宙飛行士自身の自然免疫システムを高める方法を見つけることです。 これは、他のソリューションよりも実装がはるかに簡単であるため、有望なコンセプトですが、この研究も非常に初期段階にあります。
未知数が多すぎる
ミーアマン氏のような医師にとって大きな問題は、火星に向かう宇宙飛行士の健康に関して、どれだけ不明な点が多いかということだ。 放射線被曝による長期的な健康影響がどのようなものであるかを正確に言うことはできません。また、これらの潜在的な影響から宇宙飛行士を守る確実な方法もまだありません。
したがって、技術的には今すぐに火星に人を送る準備ができているかもしれませんが、医学研究がまだ初期段階にある間にその選択をすることの道徳性には疑問があります。 「宇宙飛行士がどのようなリスクにさらされているかを正確に知らずに、火星に旅行する意志があるかどうか、自問すべきです」と彼女は言う。 「これは科学的な問題というよりも倫理的な問題です。」
