화성의 약: 화성에서 건강을 유지하는 방법

인간을 화성에 보내는 모든 과제 중에서 우리가 해결하기 가장 어려울 수 있는 과제는 로켓, 서식지 또는 복잡한 물 여과 시스템과 관련이 없습니다. 우리가 직면해야 할 가장 큰 문제는 인체의 한계입니다.

우리 몸은 지구상의 다양한 환경에 놀라울 정도로 적응하지만, 다른 행성의 환경에 관해서는 그다지 적응하지 못합니다.

우리는 우주 의학 분야의 전문가 두 명과 이야기를 나누며 우주에서 아프거나 부상당한 환자를 치료하는 방법과 일부 치료 방법에 대해 알아보았습니다. 가장 큰 미해결 질문 중 하나는 우리가 태양계로 파견할 우주비행사의 건강에 관한 것입니다.

이 기사는 다음의 일부입니다. 화성에 생명체인류가 화성을 점령할 수 있게 해 줄 최첨단 과학과 기술을 탐구하는 10부작 시리즈

우주 속의 몸

우리는 이미 그것에 대해 많은 것을 알고 있습니다. 인체가 우주 임무에 반응하는 방식 국제 우주 정거장(ISS)에 대한 20년 이상의 연구 덕분입니다. 미세중력 환경은 뼈 손실, 근육 위축, 체액 재분배 등 신체에 다양한 변화를 가져옵니다. (체액을 아래로 끌어당기는 중력이 없으면 결국 신체의 윗부분에 고이게 됩니다.) 뿐만 아니라 장애와 같은 기타 관련 문제도 발생합니다. 비전. 이러한 증상은 우주비행사가 ISS에서 수행하는 일반적인 6개월에서 1년 간의 여행에서 나타납니다. 이는 임무를 수행하여 화성으로 여행하는 데 걸리는 시간과 대략 비슷합니다.

좋은 소식은 연구자들이 근육이 소모되는 것을 방지하기 위해 매일 몇 시간씩 운동하는 것이 중요하다는 등 이러한 효과에 대응할 수 있는 다양한 방법을 발견했다는 것입니다.

유럽 ​​우주국(European Space Agency)의 비행 외과 의사인 Filippo Castrucci는 Digital Trends에 다음과 같이 말했습니다. 화성 탐사와 같은 장기 우주 비행은 여러 면에서 의학적으로 체류와 유사합니다. ISS에서. 이는 우주비행사가 건강상의 긴급 상황 없이 화성으로 여행할 수 있을 것이라고 합리적으로 확신할 수 있다는 것을 의미합니다.

“ISS에 영구적으로 거주한 20년 동안 지금까지 궤도에서 의료 대피가 필요한 건강 상태가 나타난 적이 없습니다.”라고 그는 덧붙였습니다. 건강이 최고조에 달하고 우주 비행사로 보내지기 전 최소 2년 동안 모니터링되는 우주 비행사를 신중하게 선택함으로써 도움이 되었습니다. 사명. "따라서 ISS의 현재 증거가 보여주는 것처럼 화성 임무에서 의료 사건이 발생할 가능성은 비록 가능하더라도 낮습니다."

기내 의사

그러나 의학적 응급 상황이 발생할 가능성이 낮다고 해서 응급 상황이 발생할 가능성이 없다는 것과는 다릅니다. 화성 탐사 승무원은 일반적인 우주 관련 불만 사항부터 우발적인 부상, 예상치 못한 질병에 이르기까지 모든 것을 처리할 준비가 되어 있어야 합니다.

모든 우주비행사는 기본적인 의료 기술에 대한 훈련을 받으며, 각 승무원 내에는 일반적으로 CMO(승무원 의료 책임자)가 되기 위해 추가 의료 교육을 받은 최소 2명의 구성원이 있습니다. CMO는 구급대원과 유사한 수준의 교육을 받았으며 의료용품 사용, 약품 배포, 제세동기 사용이 가능합니다.

그러나 Castrucci는 잘 훈련된 CMO조차도 화성 임무에 대한 의료 지원이 충분하지 않을 수 있으므로 더 긴 우주 임무에는 숙련된 의사가 승무원의 일원으로 여행해야 할 것이라고 말합니다.

“대피가 불가능한 화성 여행에서 현재 CMO 능력을 초과하는 긴급 상황이 발생하면 환자의 생존 가능성이 크게 줄어들 수 있습니다. 따라서 [저지구궤도]에서 벗어나 확장된 임무를 수행하려면 의사 수준의 역량이 필요합니다.”라고 그는 말했습니다. “중복성을 보장하기 위해 외과 및 내과 기술을 갖춘 두 명의 응급 진료 의사가 승무원의 일부가되어야합니다.”

우주에서의 응급 상황 치료

잠재적인 화성 임무에서 치료의 과제 중 하나는 승무원과 지구 간의 통신 지연입니다. 우주비행사가 ISS에 탑승하면 지상의 의사들이 실시간으로 의료 지원을 제공할 수 있다. 그러나 우주선이 지구에서 멀어질수록 통신은 점점 더 지연되어 지구와 화성 사이에는 최대 20분의 지연이 발생합니다. 이는 화성 승무원이 긴급 상황 발생 시 더욱 자율적으로 작전을 수행해야 함을 의미하므로 지상 지원은 대부분 준비와 지시의 형태로 제공됩니다.

우주에서 특정 치료법을 사용하려고 할 때 절차적 문제도 발생하므로 훈련은 미세중력 환경에 맞게 조정되어야 합니다.

Castrucci는 지구상에서 다음과 같은 심폐소생술(CPR) 동작의 예를 제시했습니다. 구조자가 체중을 사용하여 환자를 압박할 수 있도록 환자를 단단한 표면에 눕혀 놓습니다. 가슴. 하지만 미세 중력에서는 작동하지 않습니다.

우주에서 우주선은 프레임에 부착되고 부상당한 승무원을 보호할 수 있는 특수한 평평한 표면을 갖추고 있어야 합니다. 구조대원 역시 프레임에 몸을 고정해야 밀려나지 않고 가슴을 압박할 수 있습니다. 그리고 가슴압박을 할 때 체중을 사용할 수 없기 때문에 더 세게 밀어야 합니다.

이 모든 것이 CPR을 지상에서보다 우주에서 수행하기 더 느리고 어렵게 만듭니다. 이는 우주 의학이 얼마나 까다로운지 보여주는 한 가지 예일 뿐입니다.

화성의 도전

이는 우주에서 의료 문제를 치료할 때 발생하는 문제의 종류이며 대부분 미세 중력에서의 생활과 관련이 있습니다. 우주비행사가 화성에 도착하면 중력을 일부 되찾게 됩니다. 화성의 중력은 지구의 약 40%입니다. 그러나 행성은 그 자체로 새로운 도전을 제시할 것입니다.

화성은 먼지가 많은 환경이다 이는 피부 발진, 눈 자극, 호흡기 자극 및 충혈을 유발할 수 있습니다. 스트레스가 많은 임무에서 예상할 수 있는 피로, 스트레스, 수면 부족은 말할 것도 없고, 심리학과 신체 건강의 상호 작용.

하지만 화성의 가장 큰 문제는 육안으로는 보이지 않는 방사선입니다. 여기 지구에서 우리 행성에는 우주 광선과 태양풍의 방사선으로부터 우리를 보호하는 자기권이 있지만 화성에는 그런 것이 없습니다. 문제를 더욱 악화시키는 것은 화성의 대기 밀도가 지구 대기 밀도의 약 1%에 불과하다는 점입니다.

마스 오디세이(Mars Odyssey) 우주선과 같은 이전 화성 임무에서는 ISS보다 2.5배 더 높은 방사선 수준이 발견되었습니다. 그리고 그럴 때가 있었어요. 방사선 스파이크 (태양 활동과 관련이 있을 가능성이 높음) 훨씬 더 높은 수준입니다.

그렇다면 이 보이지 않는 위협으로부터 우주비행사를 어떻게 보호할 수 있을까요?

보이지 않는 방사선의 위험

우리는 방사선에 노출되면 암과 퇴행성 질환에 걸릴 위험이 높아지고 신경계가 손상될 수 있다는 것을 알고 있습니다. 또한 다음과 같은 질병의 발병에 기여할 수 있습니다. 백내장 또는 불임. 최근에는 건강을 연구하는 심혈관 전문의인 Manon Meerman과 같은 의사들이 장기간의 우주 임무로 인한 방사선의 영향으로 인해 심장과 심혈관계가 될 수 있다 우주 방사선에도 민감.

Meerman은 우주에서의 방사선 노출에 대한 걱정스러운 점 중 하나는 우리가 건강에 어떤 영향을 미칠지 자신 있게 예측할 만큼 충분히 알지 못한다는 것이라고 말했습니다. 우주비행사가 화성 탐사 중에 병에 걸리거나 사망할 가능성은 낮지만 장기적으로 보면 암과 같은 생명을 위협하는 질병에 걸릴 위험이 더 높습니다.

지구 저궤도 너머의 우주 방사선에 관해 우리가 갖고 있는 정보는 아주 작은 샘플에서 나옵니다. 달을 방문한 사람은 극소수지만 달은 폭넓은 정보를 제공할 만큼 충분한 데이터를 제공하지 않습니다. 결론. 우리는 치료를 받은 환자와 같은 유사한 소스로부터 더 많은 정보를 수집할 수 있습니다. 방사선 치료를 받거나 체르노빌 재해와 같은 원자력 사고로 방사선에 노출된 사람 1986년에. 그러나 이는 제한된 비교만을 제공할 수 있습니다.

그 이유는 화성 임무에서 고려해야 할 두 가지 유형의 방사선이 있기 때문입니다. 첫째, 침투하는 이온에 지속적으로 노출되는 은하 우주선이 있습니다. 둘째, 태양 플레어로 인해 복사량이 가끔씩 매우 강력하게 급증하는 경우도 있습니다. 각 유형의 방사선이 장기적으로 건강에 어떤 영향을 미치는지에 관해서는 우리가 모르는 것이 많습니다.

Meerman은 "궁극적으로 달이나 화성까지 우주 여행을 확장하려면 그러한 유형의 방사선이 인체에 어떤 영향을 미치는지 더 깊이 조사해야 합니다."라고 말했습니다.

새로운 연구 방법

방사선은 우주 여행에서 매우 중요한 문제이기 때문에 최근 몇 년간 연구에서 엄청난 성장을 보인 주제입니다. 동물 연구와 같은 전통적인 연구 방법뿐만 아니라 Meerman과 다른 사람들이 연구하고 있는 접근 방식 중 하나는 "칩 위의 장기" 연구입니다. 여기에는 실제 인간 기관의 반응을 시뮬레이션하기 위해 실험실에서 만든 세포가 포함된 칩을 만드는 것이 포함됩니다. 이는 살아있는 사람을 대상으로 수행하는 것이 위험하거나 불가능한 연구에 사용될 수 있습니다.

현재 가장 큰 연구 주제입니다 ISS에서 수행되고 있는, 이 방법을 사용하면 우주 환경이 인간 장기에 어떤 영향을 미치는지에 대해 더 많은 것을 배울 수 있기를 바랍니다. 미래에는 우주 방사선 연구에도 유망한 길이 될 수 있습니다.

또 다른 접근 방식은 여기 지구상의 실험실에서 우주 방사선을 시뮬레이션하는 것입니다. 하지만 우주의 방사선 환경을 재현하는 것은 쉽지 않습니다. 그래서 특수 실험실에서는 방사선을 시뮬레이션하기 위해 중이온 충돌기를 사용하는 NASA의 우주 방사선 연구소처럼 중요한.

우주 비행사를 방사선으로부터 보호하는 방법

우주 방사선으로부터 우주 비행사를 보호하는 방법에 대한 아이디어와 연구가 있습니다. 현재 우주국에서는 우주비행사의 평생 노출을 과도한 위험을 초래하지 않는 낮은 수준으로 제한하고 있습니다. 그러나 화성 임무를 수행하려면 우주비행사가 우주에서 보내는 시간에 관해 더 많은 유연성을 갖는 것이 도움이 될 것입니다.

우주 비행사의 건강을 보호하는 가장 실용적인 접근 방식은 방사선을 차단하고 우주 비행사를 안전하게 보호하기 위해 두꺼운 금속판을 사용하는 차폐를 사용하는 것입니다. 우주선이나 서식지에 차폐를 적용해 우주비행사가 자유롭게 내부로 이동할 수 있도록 하는 작업도 있다. 우주비행사가 금고 밖으로 이동해야 하는 경우를 대비해 차폐 기능이 내장된 보호 조끼나 슈트를 입고 수행됩니다. 환경.

차폐의 가장 큰 단점은 매우 무거워서 최소한의 질량으로 로켓을 발사하는 데 문제가 되고, 인간이 추가 중량을 많이 착용하고 돌아다니려고 하는 데 문제가 됩니다.

또 다른 접근 방식은 방사선의 영향으로부터 사람들을 보호할 수 있는 약물을 살펴보는 것입니다. 하지만 우주비행사를 안전하게 지켜줄 수 있는 알약은 아직 거의 없습니다. Meerman이 제기한 문제는 우리가 지구에서 효과적인 약물을 만들 수 있더라도 이러한 약물이 우주 환경에서 어떻게 작용할지 모른다는 것입니다. 인체는 공간에서 너무나 많은 변화를 겪기 때문에 약물이 흡수되는 방식이 다를 수 있습니다. 단지 충분히 알지 못할 뿐이야 이것이 어떻게 보일지 예측합니다.

우주비행사의 건강을 유지하는 데 잠재적으로 도움이 될 수 있는 마지막 영역은 항산화 물질이 풍부한 식품을 식단에 포함시키는 등 자연 면역 체계를 강화하는 방법을 찾는 것입니다. 이는 다른 솔루션보다 구현하기가 훨씬 쉽기 때문에 유망한 개념이지만, 이 연구 역시 초기 단계입니다.

알 수 없는 항목이 너무 많습니다.

Meerman과 같은 의사에게 가장 큰 문제는 화성으로 가는 우주비행사의 건강에 관해 알려지지 않은 것이 얼마나 많은가입니다. 우리는 방사선 노출이 건강에 미치는 장기적인 영향이 무엇인지 확실히 말할 수 없으며, 이러한 잠재적 영향으로부터 우주 비행사를 보호할 수 있는 확실한 방법도 아직 없습니다.

따라서 기술적으로는 지금 당장 사람들을 화성에 보낼 준비가 되어 있지만 의학 연구가 아직 초기 단계에 있는 동안 그러한 선택을 하는 것이 도덕성에 대한 문제가 있습니다. “우리는 우주비행사들이 직면하고 있는 정확한 위험을 알지 못한 채 화성으로 여행할 의향이 있는지 스스로에게 물어봐야 합니다.”라고 그녀는 말했습니다. “과학적인 문제라기보다는 윤리적인 문제에 가깝습니다.”