ยาบนดาวอังคาร: วิธีรักษาสุขภาพบนดาวเคราะห์สีแดง

ในบรรดาความท้าทายทั้งหมดในการพามนุษย์ไปดาวอังคาร สิ่งที่เราอาจอยู่ไกลที่สุดจากการแก้ปัญหานั้นไม่เกี่ยวข้องกับจรวด ที่อยู่อาศัย หรือระบบการกรองน้ำที่ซับซ้อน ปัญหาใหญ่ที่เราต้องเผชิญคือข้อจำกัดของร่างกายมนุษย์

ร่างกายของเราปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมต่างๆ บนโลกได้อย่างไม่น่าเชื่อ แต่ไม่มากนักเมื่อพูดถึงสภาพแวดล้อมบนดาวเคราะห์ดวงอื่น

เราได้พูดคุยกับผู้เชี่ยวชาญด้านเวชศาสตร์อวกาศสองคนเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีที่คุณปฏิบัติต่อผู้ป่วยที่ป่วยหรือได้รับบาดเจ็บในอวกาศและมีอะไรบ้าง คำถามเปิดใหญ่ ๆ คือเมื่อพูดถึงสุขภาพของนักบินอวกาศที่เราวางแผนที่จะส่งไปยังระบบสุริยะ

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของ ชีวิตบนดาวอังคารซีรีส์ 10 ตอนที่สำรวจวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีล้ำสมัยที่จะช่วยให้มนุษย์สามารถยึดครองดาวอังคารได้

ร่างกายในอวกาศ

เรารู้มากแล้วเกี่ยวกับ ปฏิกิริยาของร่างกายมนุษย์ต่อภารกิจอวกาศอย่างไร ต้องขอบคุณการศึกษากว่าสองทศวรรษเกี่ยวกับสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) สภาวะไร้น้ำหนักนั้นนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงต่างๆ ของร่างกาย รวมถึงการสูญเสียมวลกระดูก กล้ามเนื้อลีบ และการกระจายของของเหลว (เมื่อไม่มีแรงดึงดูดดึงของไหลลงมาก็จะไปรวมกันที่ส่วนบนของร่างกาย) รวมถึงปัญหาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น ความบกพร่อง วิสัยทัศน์. อาการเหล่านี้ปรากฏในการเดินทางโดยทั่วไปเป็นเวลาหกเดือนถึงหนึ่งปีที่นักบินอวกาศปฏิบัติภารกิจบนสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งเทียบได้กับระยะเวลาที่ภารกิจจะเดินทางไปดาวอังคาร

ข่าวดีก็คือนักวิจัยได้ค้นพบหลายวิธีในการต่อต้านผลกระทบเหล่านี้ เช่น ความสำคัญของการออกกำลังกายทุกวันเป็นเวลาหลายชั่วโมงเพื่อป้องกันไม่ให้กล้ามเนื้อสูญเสียไป

Filippo Castrucci ศัลยแพทย์การบินแห่ง European Space Agency กล่าวกับ Digital Trends ว่า การบินในอวกาศระยะยาว เช่น ภารกิจสู่ดาวอังคาร คล้ายกับการเข้าพักในทางการแพทย์ บนสถานีอวกาศนานาชาติ และนั่นหมายความว่าเรามั่นใจได้พอสมควรว่านักบินอวกาศจะสามารถเดินทางไปยังดาวอังคารได้โดยไม่มีเหตุฉุกเฉินด้านสุขภาพเกิดขึ้น

“ในช่วง 20 ปีของการอยู่อาศัยถาวรของไอเอสเอส ไม่มีสภาวะสุขภาพที่ต้องอพยพทางการแพทย์เลยจนถึงปัจจุบันบนวงโคจร” เขากล่าว พร้อมเสริมว่า ได้รับความช่วยเหลือจากการคัดเลือกนักบินอวกาศที่มีสุขภาพแข็งแรงสูงสุดและได้รับการตรวจติดตามเป็นเวลาอย่างน้อยสองปีก่อนที่จะถูกส่งไป ภารกิจ. “ดังนั้น ความเป็นไปได้ของเหตุการณ์ทางการแพทย์ที่เกิดขึ้นกับภารกิจบนดาวอังคารแม้ว่าจะเป็นไปได้ แต่ก็ค่อนข้างต่ำ ดังหลักฐานในปัจจุบันของสถานีอวกาศนานาชาติที่แสดงให้เห็น”

แพทย์บนเรือ

อย่างไรก็ตาม โอกาสที่จะเกิดเหตุฉุกเฉินทางการแพทย์มีน้อยนั้นไม่เหมือนกับไม่มีโอกาสเกิดเหตุฉุกเฉิน ทีมงานของภารกิจบนดาวอังคารจะต้องพร้อมที่จะรับมือกับทุกสิ่ง ตั้งแต่การร้องเรียนเกี่ยวกับอวกาศทั่วไป การบาดเจ็บจากอุบัติเหตุ ไปจนถึงการเจ็บป่วยที่ไม่คาดคิด

นักบินอวกาศทุกคนได้รับการฝึกฝนทักษะทางการแพทย์ขั้นพื้นฐาน และภายในลูกเรือแต่ละคนมักจะมีสมาชิกอย่างน้อยสองคนที่ได้รับการฝึกอบรมทางการแพทย์เพิ่มเติมเพื่อเป็นเจ้าหน้าที่ทางการแพทย์ของลูกเรือ (CMOs) CMOs ได้รับการฝึกอบรมในระดับที่คล้ายกับแพทย์ และสามารถใช้เวชภัณฑ์ จ่ายยา และใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจได้

อย่างไรก็ตาม Castrucci กล่าวว่าแม้แต่ CMO ที่ได้รับการฝึกฝนมาอย่างดีก็อาจไม่ได้รับการสนับสนุนทางการแพทย์ที่เพียงพอสำหรับภารกิจบนดาวอังคาร ดังนั้นภารกิจในอวกาศที่ยาวขึ้นอาจต้องการแพทย์ที่ผ่านการฝึกอบรมเพื่อร่วมเดินทางเป็นส่วนหนึ่งของลูกเรือ

“ในการเดินทางไปยังดาวอังคารโดยไม่สามารถอพยพได้ เหตุฉุกเฉินใด ๆ ที่เกินความสามารถของ CMO ในปัจจุบันอาจลดโอกาสรอดชีวิตของผู้ป่วยลงอย่างมาก ดังนั้น ความสามารถระดับแพทย์จึงเป็นสิ่งจำเป็นในภารกิจขยายวงโคจรให้ห่างไกลจาก [วงโคจรต่ำของโลก]” เขากล่าว “แพทย์ดูแลฉุกเฉินสองคนเพื่อให้แน่ใจว่ามีความซ้ำซ้อนพร้อมด้วยทักษะด้านการผ่าตัดและอายุรศาสตร์ควรเป็นส่วนหนึ่งของลูกเรือ”

การรักษาพยาบาลฉุกเฉินในอวกาศ

หนึ่งในความท้าทายของการรักษาในภารกิจดาวอังคารที่เป็นไปได้คือความล่าช้าในการสื่อสารระหว่างลูกเรือกับโลก เมื่อนักบินอวกาศอยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติ แพทย์ในพื้นที่สามารถให้ความช่วยเหลือทางการแพทย์ได้แบบเรียลไทม์ แต่เมื่อยานอวกาศอยู่ห่างจากโลกมากขึ้น การสื่อสารก็ล่าช้ามากขึ้นเรื่อยๆ โดยมีความล่าช้าถึง 20 นาทีระหว่างโลกกับดาวอังคาร นั่นหมายความว่าลูกเรือบนดาวอังคารจะต้องทำงานอย่างอิสระมากขึ้นในกรณีที่เกิดเหตุฉุกเฉิน ดังนั้นการสนับสนุนจากภาคพื้นดินจะอยู่ในรูปแบบของการเตรียมการและคำแนะนำเป็นส่วนใหญ่

ปัญหาเกี่ยวกับขั้นตอนก็เกิดขึ้นเมื่อพยายามใช้การรักษาบางอย่างในอวกาศ ดังนั้นการฝึกอบรมจึงต้องปรับให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่ไร้น้ำหนัก

คาสทรุชชียกตัวอย่างการช่วยฟื้นคืนชีพ (CPR) ซึ่งบนโลกเกี่ยวข้องกับ ผู้ป่วยหงายบนพื้นแข็งเพื่อให้ผู้ช่วยชีวิตใช้น้ำหนักตัวกดลงไปบน หน้าอก. แม้ว่าจะใช้งานไม่ได้ในสภาวะไร้น้ำหนัก

ในอวกาศ ยานต้องติดตั้งพื้นผิวเรียบพิเศษที่ติดอยู่กับโครงและสามารถยึดลูกเรือที่บาดเจ็บได้ ผู้ช่วยชีวิตต้องยึดตัวเองไว้กับโครงเช่นกัน จึงสามารถกดหน้าอกโดยไม่ถูกผลักออกไป และต้องออกแรงมากขึ้นเนื่องจากไม่สามารถใช้น้ำหนักตัวในการกดหน้าอกได้

ทั้งหมดนี้ทำให้การทำ CPR ในอวกาศทำได้ช้าและทำได้ยากกว่าภาคพื้นดิน และนั่นเป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของความยุ่งยากของเวชศาสตร์อวกาศ

ความท้าทายของดาวอังคาร

สิ่งเหล่านี้คือความท้าทายที่เกิดขึ้นเมื่อต้องรักษาปัญหาทางการแพทย์ในอวกาศ และส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการใช้ชีวิตในสภาวะไร้น้ำหนัก เมื่อนักบินอวกาศไปถึงดาวอังคาร พวกเขาจะได้รับแรงโน้มถ่วงกลับคืนมา แรงโน้มถ่วงของดาวอังคารมีประมาณ 40% ของแรงโน้มถ่วงของโลก แต่ดาวเคราะห์จะนำเสนอความท้าทายใหม่ด้วยตัวของมันเอง

ดาวอังคารเป็นสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นมาก และสิ่งนี้อาจทำให้เกิดผื่นที่ผิวหนังและระคายเคืองต่อดวงตา ตลอดจนการระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจและความแออัด นี่ยังไม่รวมถึงความเหนื่อยล้า ความเครียด และการนอนหลับที่ไม่เพียงพอ ซึ่งคาดว่าจะได้รับจากภารกิจที่ตึงเครียดอย่างมาก เช่นเดียวกับ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างจิตวิทยาและสุขภาพร่างกาย.

แต่ปัญหาใหญ่จริงๆ บนดาวอังคารคือสิ่งที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า นั่นคือรังสี บนโลกใบนี้ ดาวเคราะห์ของเรามีชั้นแมกนีโตสเฟียร์ที่ปกป้องเราจากการแผ่รังสีจากรังสีคอสมิกและลมสุริยะ แต่บนดาวอังคารไม่มีสิ่งนั้น สิ่งที่ทำให้ปัญหารุนแรงขึ้นคือชั้นบรรยากาศที่เบาบางของดาวอังคารซึ่งมีความหนาแน่นเพียง 1% ของชั้นบรรยากาศโลก

ภารกิจก่อนหน้านี้ไปยังดาวอังคาร เช่น ยานอวกาศ Mars Odyssey พบระดับรังสีสูงกว่าสถานีอวกาศนานาชาติถึง 2.5 เท่า และมีบางครั้งที่ รังสีที่ถูกแทง (น่าจะเกี่ยวข้องกับกิจกรรมสุริยะ) ไปสู่ระดับที่สูงขึ้นมากนั่นเอง

แล้วคุณจะปกป้องนักบินอวกาศจากภัยคุกคามที่มองไม่เห็นนี้ได้อย่างไร?

อันตรายที่มองไม่เห็นของรังสี

เราทราบดีว่าการสัมผัสกับรังสีทำให้ผู้คนมีความเสี่ยงสูงต่อโรคมะเร็งและโรคความเสื่อม และรังสีสามารถทำลายระบบประสาทได้ นอกจากนี้ยังสามารถนำไปสู่การพัฒนาเงื่อนไขทางการแพทย์เช่น ต้อกระจก หรือ ความเป็นหมัน. เมื่อเร็ว ๆ นี้แพทย์อย่าง Manon Meerman ผู้เชี่ยวชาญด้านหัวใจและหลอดเลือดกำลังตรวจสอบสุขภาพ ผลกระทบของรังสีจากภารกิจอวกาศระยะยาวพบว่าหัวใจและระบบหลอดเลือดหัวใจ เป็นไปได้ ไวต่อรังสีในอวกาศอีกด้วย.

เมียร์แมนบอกเราว่าสิ่งหนึ่งที่น่ากังวลเกี่ยวกับการได้รับรังสีในอวกาศคือเราไม่รู้มากพอที่จะทำนายได้อย่างมั่นใจว่าจะมีผลกระทบต่อสุขภาพอย่างไร ไม่น่าเป็นไปได้ที่นักบินอวกาศจะป่วยหรือเสียชีวิตระหว่างปฏิบัติภารกิจบนดาวอังคาร แต่ในระยะยาว พวกเขาจะมีความเสี่ยงสูงต่อสภาวะทางการแพทย์ที่คุกคามชีวิต เช่น มะเร็ง

ข้อมูลที่เรามีเกี่ยวกับการแผ่รังสีในอวกาศนอกวงโคจรระดับต่ำมาจากตัวอย่างเล็กๆ น้อยๆ: มีคนเพียงไม่กี่คนที่เคยไปดวงจันทร์ ซึ่งไม่ได้ให้ข้อมูลมากพอที่จะอธิบายเป็นวงกว้าง ข้อสรุป เราสามารถรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมจากแหล่งข้อมูลที่เทียบเคียงได้ เช่น ผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาด้วย รังสีรักษาหรือผู้ที่ได้รับรังสีจากอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ เช่น ภัยพิบัติเชอร์โนบิล ในปี 1986 แต่สิ่งเหล่านี้สามารถให้การเปรียบเทียบที่จำกัดเท่านั้น

นั่นเป็นเพราะมีรังสีสองประเภทที่ต้องพิจารณาสำหรับภารกิจดาวอังคาร: ประการแรก มีรังสีคอสมิกของกาแล็กซี ซึ่งส่งผลให้ไอออนทะลุทะลวงได้อย่างต่อเนื่อง ประการที่สอง รังสีที่เกิดจากเปลวสุริยะมีพุ่งสูงขึ้นเป็นครั้งคราวและมีกำลังมาก เมื่อพูดถึงผลกระทบของรังสีแต่ละประเภทต่อสุขภาพในระยะยาว มีหลายสิ่งที่เราไม่รู้

“ในที่สุด หากเราต้องการขยายการเดินทางในอวกาศไปยังดวงจันทร์หรือดาวอังคาร เราต้องเจาะลึกลงไปว่าผลกระทบของรังสีชนิดนั้นที่มีต่อร่างกายมนุษย์เป็นอย่างไร” เมียร์แมนกล่าว

วิธีการวิจัยใหม่

เนื่องจากรังสีเป็นประเด็นสำคัญสำหรับการเดินทางในอวกาศ จึงเป็นหัวข้อที่มีการเติบโตอย่างมากในการวิจัยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เช่นเดียวกับวิธีการวิจัยแบบดั้งเดิม เช่น การศึกษาในสัตว์ แนวทางหนึ่งที่ Meerman และคนอื่นๆ กำลังทำอยู่คือการวิจัย "อวัยวะบนชิป" สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างชิปที่มีเซลล์ที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการเพื่อจำลองการตอบสนองของอวัยวะจริงของมนุษย์ สิ่งนี้สามารถใช้สำหรับการวิจัยเกี่ยวกับการศึกษาที่อาจเป็นอันตรายหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะทำกับคนที่มีชีวิต

นี่เป็นหัวข้อใหญ่ของการวิจัยในปัจจุบัน กำลังดำเนินการบนสถานีอวกาศนานาชาติโดยหวังว่าการใช้วิธีนี้จะสอนเราได้มากขึ้นว่าสภาพแวดล้อมในอวกาศส่งผลต่ออวัยวะของมนุษย์อย่างไร ในอนาคต มันอาจเป็นหนทางที่ดีสำหรับการวิจัยเกี่ยวกับรังสีในอวกาศเช่นกัน

อีกวิธีหนึ่งคือการจำลองการแผ่รังสีในอวกาศในห้องทดลองบนโลก การสร้างสภาพแวดล้อมการแผ่รังสีของอวกาศขึ้นมาใหม่นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงต้องมีห้องปฏิบัติการพิเศษ เช่นเดียวกับ Space Radiation Lab ของ NASA ซึ่งใช้ Heavy Ion Collider เพื่อจำลองการแผ่รังสีก็เป็นเช่นนั้น สำคัญ.

วิธีป้องกันนักบินอวกาศจากรังสี

มีแนวคิดและการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการปกป้องนักบินอวกาศจากรังสีในอวกาศ ปัจจุบัน หน่วยงานด้านอวกาศจำกัดการสัมผัสตลอดชีวิตของนักบินอวกาศให้อยู่ในระดับต่ำซึ่งไม่ควรสร้างความเสี่ยงเกินควร แต่สำหรับภารกิจสู่ดาวอังคาร มันจะช่วยให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นในแง่ของระยะเวลาที่นักบินอวกาศใช้ไปในอวกาศ

แนวทางที่เป็นประโยชน์มากที่สุดในการปกป้องสุขภาพของนักบินอวกาศคือการใช้เกราะป้องกัน ซึ่งใช้แผ่นโลหะหนาเพื่อหยุดการแผ่รังสีและรักษาความปลอดภัยให้กับนักบินอวกาศ สามารถใช้เกราะป้องกันกับยานอวกาศหรือที่อยู่อาศัยได้ ทำให้นักบินอวกาศสามารถเคลื่อนไหวภายในได้อย่างอิสระ และยังใช้งานได้อีกด้วย สวมเสื้อเกราะหรือชุดป้องกันที่มีเกราะป้องกันในตัว หากนักบินอวกาศจำเป็นต้องเคลื่อนย้ายออกนอกตู้เซฟ สิ่งแวดล้อม.

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของเกราะป้องกันคือน้ำหนักที่หนักมาก ซึ่งเป็นปัญหาทั้งในการปล่อยจรวดที่มีมวลน้อยที่สุด และสำหรับมนุษย์ที่พยายามเคลื่อนที่ไปรอบๆ โดยมีน้ำหนักมาก

อีกวิธีหนึ่งคือการมองหายาที่สามารถปกป้องผู้คนจากผลกระทบของรังสี แม้ว่าเราจะไม่มียาเม็ดใดเลยที่จะช่วยให้นักบินอวกาศปลอดภัยได้ ประเด็นที่ Meerman หยิบยกขึ้นมาก็คือ แม้ว่าเราจะสามารถสร้างยาที่มีประสิทธิภาพบนโลกได้ เราก็ไม่รู้ว่ายาเหล่านี้จะทำงานอย่างไรในสภาพแวดล้อมในอวกาศ ร่างกายมนุษย์ต้องผ่านการเปลี่ยนแปลงมากมายในอวกาศ ซึ่งวิธีการดูดซึมยาอาจแตกต่างออกไป และเราเองก็เช่นกัน แค่ไม่รู้จักพอ เพื่อทำนายว่าจะมีลักษณะอย่างไร

พื้นที่สุดท้ายที่อาจช่วยให้นักบินอวกาศมีสุขภาพที่ดีได้คือการหาวิธีเพิ่มระบบภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติของตนเอง เช่น การเพิ่มอาหารที่อุดมด้วยสารต้านอนุมูลอิสระในอาหารของพวกเขา นี่เป็นแนวคิดที่มีแนวโน้มเนื่องจากนำไปปฏิบัติได้ง่ายกว่าโซลูชันอื่นๆ แม้ว่าการวิจัยนี้จะอยู่ในช่วงเริ่มต้นเช่นกัน

ไม่รู้จักมากเกินไป

ปัญหาใหญ่สำหรับแพทย์อย่าง Meerman คือจำนวนที่ไม่ทราบเกี่ยวกับสุขภาพของนักบินอวกาศที่ไปดาวอังคาร เราไม่สามารถพูดได้อย่างแน่นอนว่าผลกระทบต่อสุขภาพในระยะยาวจากการได้รับรังสีนั้นเป็นอย่างไร และเรายังไม่มีวิธีที่แน่นอนในการปกป้องนักบินอวกาศจากผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นเหล่านี้

ดังนั้น แม้ว่าเราอาจพร้อมทางเทคโนโลยีที่จะส่งผู้คนไปยังดาวอังคารในตอนนี้ แต่ก็มีคำถามเกี่ยวกับศีลธรรมของการเลือกนั้น ในขณะที่การวิจัยทางการแพทย์ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น “เราควรถามตัวเองว่าเราเต็มใจที่จะเดินทางไปดาวอังคารโดยไม่รู้ว่านักบินอวกาศต้องเผชิญความเสี่ยงอะไรกันแน่” เธอกล่าว “มันเป็นคำถามเชิงจริยธรรมมากกว่าคำถามทางวิทยาศาสตร์”