ยาบนดาวอังคาร: วิธีรักษาสุขภาพบนดาวเคราะห์สีแดง

ในบรรดาความท้าทายในการพามนุษย์ไปยังดาวอังคาร ความท้าทายที่เราอาจแก้ไขได้ไกลที่สุดนั้นไม่เกี่ยวข้องกับจรวด ถิ่นที่อยู่อาศัย หรือระบบกรองน้ำที่ซับซ้อน ปัญหาใหญ่ที่เราเผชิญคือข้อจำกัดของร่างกายมนุษย์

ร่างกายของเราปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมต่างๆ บนโลกได้อย่างเหลือเชื่อ แต่ก็ไม่มากนักเมื่อต้องรับมือกับสภาพแวดล้อมบนดาวเคราะห์ดวงอื่น

เราได้พูดคุยกับผู้เชี่ยวชาญด้านเวชศาสตร์อวกาศสองคนเพื่อเรียนรู้ว่าคุณรักษาผู้ป่วยที่ป่วยหรือได้รับบาดเจ็บในอวกาศอย่างไรและอะไรบ้าง คำถามเปิดกว้างที่สำคัญคือเมื่อพูดถึงสุขภาพของนักบินอวกาศที่เราวางแผนจะส่งไปยังระบบสุริยะ

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของ ชีวิตบนดาวอังคารซีรีส์ 10 ตอนที่สำรวจวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีล้ำสมัยที่จะช่วยให้มนุษย์ครอบครองดาวอังคาร

ร่างกายอยู่ในอวกาศ

เรารู้มากเกี่ยวกับ ร่างกายมนุษย์มีปฏิกิริยาอย่างไรต่อภารกิจอวกาศ ต้องขอบคุณการศึกษาเกี่ยวกับสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ที่ยาวนานกว่าสองทศวรรษ สภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในร่างกาย รวมถึงการสูญเสียมวลกระดูก กล้ามเนื้อลีบ และการกระจายตัวของของเหลว (เมื่อไม่มีแรงโน้มถ่วงที่จะดึงของเหลวลงมา มันก็จะรวมตัวกันอยู่ที่ส่วนบนของร่างกาย) รวมถึงปัญหาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น ความบกพร่อง วิสัยทัศน์. อาการเหล่านี้ปรากฏในการเดินทางโดยทั่วไปซึ่งใช้เวลาหกเดือนถึงหนึ่งปีที่นักบินอวกาศดำเนินการบนสถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งเทียบเคียงได้กับระยะเวลาในภารกิจที่ใช้ในการเดินทางไปยังดาวอังคาร

ข่าวดีก็คือ นักวิจัยได้ค้นพบวิธีมากมายที่จะรับมือกับผลกระทบเหล่านี้ เช่น ความสำคัญของการออกกำลังกายหลายชั่วโมงทุกวันเพื่อป้องกันไม่ให้กล้ามเนื้อสูญเสียไป

Filippo Castrucci ศัลยแพทย์การบินที่ European Space Agency บอกกับ Digital Trends ว่า การบินอวกาศในระยะยาว เช่น ภารกิจไปยังดาวอังคาร จะมีความคล้ายคลึงในทางการแพทย์หลายประการกับการอยู่ต่อ บนสถานีอวกาศนานาชาติ และนั่นหมายความว่าเราสามารถมั่นใจได้อย่างสมเหตุสมผลว่านักบินอวกาศจะสามารถเดินทางไปยังดาวอังคารได้โดยไม่เกิดภาวะฉุกเฉินด้านสุขภาพ

“ในช่วง 20 ปีของการอยู่อาศัยถาวรของ ISS จนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีสภาวะด้านสุขภาพที่ต้องมีการอพยพทางการแพทย์บนวงโคจร” เขากล่าว พร้อมเสริมว่า ได้รับความช่วยเหลือจากการคัดเลือกนักบินอวกาศอย่างระมัดระวังซึ่งมีสุขภาพถึงจุดสูงสุดและได้รับการตรวจติดตามอย่างน้อยสองปีก่อนที่จะถูกส่งไป ภารกิจ. “ดังนั้น ความน่าจะเป็นที่เหตุการณ์ทางการแพทย์จะเกิดขึ้นบนภารกิจบนดาวอังคาร แม้ว่าจะเป็นไปได้ แต่ก็ต่ำ ดังหลักฐานปัจจุบันบน ISS แสดงให้เห็น”

แพทย์บนเรือ

อย่างไรก็ตาม โอกาสที่จะเกิดเหตุฉุกเฉินทางการแพทย์มีน้อยนั้นไม่เหมือนกับการไม่มีโอกาสเกิดเหตุฉุกเฉิน ลูกเรือภารกิจดาวอังคารจะต้องพร้อมที่จะรับมือกับทุกสิ่ง ตั้งแต่การร้องเรียนเกี่ยวกับพื้นที่ส่วนกลาง การบาดเจ็บจากอุบัติเหตุ ไปจนถึงการเจ็บป่วยที่ไม่คาดคิด

นักบินอวกาศทุกคนได้รับการฝึกฝนทักษะทางการแพทย์ขั้นพื้นฐาน และโดยทั่วไปในลูกเรือแต่ละคนจะมีสมาชิกอย่างน้อยสองคนที่ได้รับการฝึกอบรมทางการแพทย์เพิ่มเติมเพื่อเป็นเจ้าหน้าที่การแพทย์ลูกเรือ (CMO) CMO ได้รับการฝึกอบรมในระดับที่ใกล้เคียงกับหน่วยแพทย์ และสามารถใช้เวชภัณฑ์ แจกจ่ายยา และใช้เครื่องกระตุ้นหัวใจได้

อย่างไรก็ตาม คาสตรุชชีกล่าวว่าแม้แต่ CMO ที่ได้รับการฝึกอบรมมาอย่างดีก็อาจไม่เพียงพอสำหรับการสนับสนุนทางการแพทย์สำหรับภารกิจบนดาวอังคาร ดังนั้นภารกิจในอวกาศที่ยาวนานกว่าจึงอาจต้องใช้แพทย์ที่ผ่านการฝึกอบรมเพื่อเดินทางในฐานะส่วนหนึ่งของลูกเรือ

“ในการเดินทางไปยังดาวอังคารโดยไม่สามารถอพยพได้ เหตุฉุกเฉินใดๆ ที่เกินกว่าความสามารถของ CMO ในปัจจุบันอาจลดโอกาสรอดชีวิตของผู้ป่วยลงได้อย่างมาก ดังนั้นความสามารถระดับแพทย์จึงเป็นข้อกำหนดในภารกิจขยายออกไปจาก [วงโคจรโลกต่ำ]” เขากล่าว “แพทย์ฉุกเฉินสองคนเพื่อให้แน่ใจว่ามีความซ้ำซ้อนซึ่งมีทักษะด้านศัลยกรรมและอายุรศาสตร์ควรเป็นส่วนหนึ่งของลูกเรือ”

การรักษาเหตุฉุกเฉินทางการแพทย์ในอวกาศ

ความท้าทายอย่างหนึ่งของการปฏิบัติภารกิจบนดาวอังคารที่เป็นไปได้คือความล่าช้าในการสื่อสารระหว่างลูกเรือและโลก เมื่อนักบินอวกาศอยู่บน ISS แพทย์ภาคพื้นดินจะให้การสนับสนุนทางการแพทย์ได้แบบเรียลไทม์ แต่เมื่อยานอวกาศอยู่ห่างจากโลก การสื่อสารก็ล่าช้ามากขึ้นเรื่อยๆ โดยมีความล่าช้าสูงสุด 20 นาทีระหว่างโลกและดาวอังคาร นั่นหมายความว่าลูกเรือของดาวอังคารจะต้องทำงานโดยอัตโนมัติมากขึ้นในกรณีฉุกเฉิน ดังนั้นการสนับสนุนภาคพื้นดินส่วนใหญ่จะมาในรูปแบบของการเตรียมการและคำแนะนำ

ปัญหาด้านขั้นตอนยังเกิดขึ้นเมื่อพยายามใช้วิธีการรักษาบางอย่างในอวกาศ ดังนั้นการฝึกอบรมจึงต้องปรับให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำ

คาสตรุชชียกตัวอย่างการช่วยฟื้นคืนชีพ (CPR) ซึ่งบนโลกเกี่ยวข้องกับ ผู้ป่วยหงายหน้าอยู่บนพื้นแข็งเพื่อให้ผู้ช่วยเหลือสามารถใช้น้ำหนักตัวกดทับได้ หน้าอก. แต่นั่นใช้ไม่ได้ผลในสภาวะไร้น้ำหนัก

ในอวกาศ ยานจะต้องติดตั้งพื้นผิวเรียบพิเศษซึ่งติดอยู่กับโครงและสามารถยึดลูกเรือที่ได้รับบาดเจ็บไว้ได้ ผู้ช่วยเหลือต้องยึดตัวเองเข้ากับโครงด้วย เพื่อให้สามารถกดหน้าอกได้โดยไม่ต้องถูกผลักออกไป และต้องออกแรงมากขึ้นเนื่องจากไม่สามารถใช้น้ำหนักตัวในการกดหน้าอกได้

ทั้งหมดนี้ทำให้การทำ CPR ในอวกาศช้าลงและยากขึ้นกว่าบนพื้น และนั่นเป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของความยุ่งยากของเวชศาสตร์อวกาศ

ความท้าทายของดาวอังคาร

สิ่งเหล่านี้เป็นความท้าทายที่เกิดขึ้นเมื่อต้องรักษาปัญหาทางการแพทย์ในอวกาศ และส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับการใช้ชีวิตในสภาวะไร้น้ำหนัก เมื่อนักบินอวกาศไปถึงดาวอังคาร พวกเขาจะได้รับแรงโน้มถ่วงกลับคืนมา โดยแรงโน้มถ่วงของดาวอังคารอยู่ที่ประมาณ 40% ของโลก แต่ดาวเคราะห์จะนำเสนอความท้าทายใหม่ๆ ด้วยตัวมันเอง

ดาวอังคารเป็นสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นมาก และอาจทำให้เกิดผื่นที่ผิวหนังและระคายเคืองต่อดวงตา รวมทั้งระคายเคืองต่อทางเดินหายใจและความแออัด ไม่ต้องพูดถึงความเหนื่อยล้า ความเครียด และการนอนหลับที่ไม่ดีซึ่งคาดหวังได้จากภารกิจที่ตึงเครียดสูง เช่นเดียวกับ การทำงานร่วมกันระหว่างจิตวิทยาและสุขภาพกาย.

แต่ปัญหาใหญ่จริงๆ บนดาวอังคารคือสิ่งที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า นั่นก็คือ การแผ่รังสี บนโลกนี้ โลกของเรามีแมกนีโตสเฟียร์ที่ปกป้องเราจากรังสีคอสมิกและลมสุริยะ แต่บนดาวอังคารไม่มีสิ่งนั้น ปัญหาที่ทวีความรุนแรงยิ่งขึ้นคือบรรยากาศบางๆ ของดาวอังคาร ซึ่งมีความหนาแน่นเพียงประมาณ 1% ของชั้นบรรยากาศโลก

ภารกิจไปยังดาวอังคารก่อนหน้านี้ เช่น ยานอวกาศ Mars Odyssey พบว่าระดับรังสีสูงกว่าบน ISS ถึง 2.5 เท่า และมีบางครั้งที่ รังสีถูกแทง (น่าจะเกี่ยวข้องกับกิจกรรมสุริยะ) ไปสู่ระดับที่สูงกว่านั้นมาก

แล้วคุณจะปกป้องนักบินอวกาศจากภัยคุกคามที่มองไม่เห็นนี้ได้อย่างไร?

อันตรายจากรังสีที่มองไม่เห็น

เรารู้ว่าการสัมผัสกับรังสีทำให้ผู้คนมีความเสี่ยงสูงต่อโรคมะเร็งและโรคความเสื่อม และอาจทำลายระบบประสาทได้ นอกจากนี้ยังสามารถมีส่วนช่วยในการพัฒนาเงื่อนไขทางการแพทย์เช่น ต้อกระจก หรือ ความเป็นหมัน. เมื่อเร็วๆ นี้ แพทย์อย่างมานอน เมียร์แมน ผู้เชี่ยวชาญด้านหัวใจและหลอดเลือดที่กำลังตรวจสุขภาพ ผลกระทบของรังสีจากภารกิจอวกาศในระยะยาว พบว่า ระบบหัวใจและหลอดเลือด เป็นไปได้ ไวต่อรังสีในอวกาศเช่นกัน.

เมียร์แมนบอกเราว่าสิ่งหนึ่งที่น่ากังวลเกี่ยวกับการได้รับรังสีในอวกาศก็คือ เราไม่สามารถคาดการณ์ได้อย่างมั่นใจว่าผลกระทบต่อสุขภาพจะเป็นอย่างไร ไม่น่าเป็นไปได้ที่นักบินอวกาศจะป่วยหรือเสียชีวิตระหว่างภารกิจบนดาวอังคาร แต่ในระยะยาว พวกเขาจะมีความเสี่ยงสูงต่อภาวะทางการแพทย์ที่คุกคามถึงชีวิต เช่น มะเร็ง

ข้อมูลที่เรามีเกี่ยวกับการแผ่รังสีในอวกาศนอกวงโคจรโลกต่ำมาจากตัวอย่างเล็กๆ: มีเพียงไม่กี่คนที่ได้ไปเยี่ยมชมดวงจันทร์ซึ่งไม่ได้ให้ข้อมูลเพียงพอที่จะอธิบายในวงกว้าง ข้อสรุป เราสามารถรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมจากแหล่งที่เทียบเคียงได้ เช่น ผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาด้วย การบำบัดด้วยรังสีหรือผู้ที่ได้รับรังสีจากอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ เช่น ภัยพิบัติเชอร์โนบิล ในปี 1986 แต่สิ่งเหล่านี้สามารถให้การเปรียบเทียบที่จำกัดเท่านั้น

นั่นเป็นเพราะมีรังสีสองประเภทที่ต้องพิจารณาสำหรับภารกิจดาวอังคาร ประการแรก มีรังสีคอสมิกของกาแลกติก ซึ่งส่งผลให้มีการสัมผัสกับไอออนที่ทะลุผ่านอย่างต่อเนื่อง ประการที่สอง มีการแผ่รังสีที่รุนแรงมากเป็นครั้งคราวซึ่งเกิดจากเปลวสุริยะ เมื่อพูดถึงรังสีแต่ละประเภทจะส่งผลต่อสุขภาพในระยะยาวอย่างไร ยังมีอะไรอีกมากมายที่เราไม่รู้

“หากในที่สุดเราต้องการขยายการเดินทางในอวกาศไปยังดวงจันทร์หรือดาวอังคาร เราต้องเจาะลึกลงไปว่ารังสีประเภทนั้นส่งผลต่อร่างกายมนุษย์อย่างไร” เมียร์แมนกล่าว

วิธีการวิจัยใหม่

เนื่องจากรังสีเป็นปัญหาสำคัญสำหรับการเดินทางในอวกาศ การวิจัยจึงกลายเป็นหัวข้อที่มีการเติบโตอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เช่นเดียวกับวิธีการวิจัยแบบดั้งเดิม เช่น การศึกษาในสัตว์ทดลอง แนวทางหนึ่งที่เมียร์แมนและวิธีอื่นๆ กำลังดำเนินการอยู่ก็คือการวิจัย "อวัยวะบนชิป" สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างชิปที่มีเซลล์ที่สร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการเพื่อจำลองการตอบสนองของอวัยวะมนุษย์จริงๆ สิ่งนี้สามารถใช้เพื่อการวิจัยว่าการศึกษาใดที่อาจเป็นอันตรายหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะทำกับบุคคลที่มีชีวิต

นี่เป็นหัวข้อใหญ่ของการวิจัยในปัจจุบัน กำลังดำเนินการบน ISSโดยหวังว่าการใช้วิธีนี้จะสอนเราเพิ่มเติมว่าสภาพแวดล้อมในอวกาศส่งผลต่ออวัยวะของมนุษย์อย่างไร ในอนาคต นี่อาจเป็นหนทางที่ดีสำหรับการวิจัยรังสีในอวกาศด้วยเช่นกัน

อีกวิธีหนึ่งคือการจำลองการแผ่รังสีในอวกาศในห้องทดลองบนโลก การสร้างสภาพแวดล้อมการแผ่รังสีในอวกาศขึ้นมาใหม่ไม่ใช่เรื่องง่าย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมห้องปฏิบัติการพิเศษ เช่น Space Radiation Lab ของ NASA ซึ่งใช้เครื่องชนไอออนหนักเพื่อจำลองการแผ่รังสีก็เป็นเช่นนั้น สำคัญ.

วิธีป้องกันนักบินอวกาศจากรังสี

มีแนวคิดและงานวิจัยเกี่ยวกับวิธีการปกป้องนักบินอวกาศจากรังสีในอวกาศ ปัจจุบัน หน่วยงานด้านอวกาศจำกัดการสัมผัสตลอดชีวิตของนักบินอวกาศให้อยู่ในระดับต่ำซึ่งไม่ควรสร้างความเสี่ยงเกินสมควร แต่สำหรับภารกิจไปดาวอังคาร มันจะช่วยให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นในแง่ของระยะเวลาที่นักบินอวกาศอยู่ในอวกาศ

แนวทางที่ปฏิบัติได้จริงที่สุดในการปกป้องสุขภาพของนักบินอวกาศคือการใช้เกราะป้องกัน ซึ่งใช้แผ่นโลหะหนาเพื่อหยุดรังสีและรักษาความปลอดภัยให้กับนักบินอวกาศ เกราะป้องกันสามารถนำไปใช้กับยานอวกาศหรือที่อยู่อาศัยได้ทำให้นักบินอวกาศสามารถเคลื่อนที่ภายในได้อย่างอิสระและยังมีงานอีกด้วย โดยสวมเสื้อป้องกันหรือชุดสูทที่มีเกราะป้องกันในตัวหากนักบินอวกาศจำเป็นต้องออกไปนอกตู้เซฟ สิ่งแวดล้อม.

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของเกราะป้องกันคือมันหนักมาก ซึ่งเป็นปัญหาสำหรับทั้งการยิงจรวดที่มีมวลน้อยที่สุด และสำหรับมนุษย์ที่พยายามเคลื่อนที่ไปรอบๆ ในขณะที่มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นมาก

อีกวิธีหนึ่งคือการดูยาที่สามารถปกป้องผู้คนจากผลกระทบของรังสี แม้ว่าเราจะยังไม่มียาเม็ดใดที่สามารถช่วยให้นักบินอวกาศปลอดภัยได้ก็ตาม ปัญหาที่เมียร์แมนหยิบยกขึ้นมาก็คือ แม้ว่าเราจะสามารถสร้างยาที่มีประสิทธิภาพบนโลกได้ แต่เราไม่รู้ว่ายาเหล่านี้จะทำงานอย่างไรในสภาพแวดล้อมในอวกาศ ร่างกายมนุษย์ต้องผ่านการเปลี่ยนแปลงมากมายในอวกาศ ซึ่งวิธีการดูดซึมยาอาจแตกต่างกันและเราด้วย แค่ไม่รู้มากพอ เพื่อคาดเดาว่าสิ่งนี้จะเป็นอย่างไร

ประเด็นสุดท้ายที่อาจช่วยให้นักบินอวกาศมีสุขภาพที่ดีได้คือการหาวิธีเพิ่มระบบภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติของตนเอง เช่น การรวมอาหารที่อุดมด้วยสารต้านอนุมูลอิสระไว้ในอาหารของพวกเขา นี่เป็นแนวคิดที่น่าหวังเนื่องจากนำไปปฏิบัติได้ง่ายกว่าโซลูชันอื่นๆ มาก แม้ว่างานวิจัยนี้จะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นเช่นกัน

ไม่ทราบมากเกินไป

ปัญหาใหญ่สำหรับแพทย์อย่างเมียร์แมนคือเรื่องที่เราไม่ทราบเกี่ยวกับสุขภาพของนักบินอวกาศที่จะไปดาวอังคารมีกี่เรื่อง เราไม่สามารถพูดได้อย่างแน่ชัดว่าผลกระทบต่อสุขภาพในระยะยาวจากการได้รับรังสีจะเป็นอย่างไร และเรายังไม่มีวิธีที่แน่นอนในการปกป้องนักบินอวกาศจากผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นเหล่านี้

แม้ว่าเทคโนโลยีเราอาจพร้อมที่จะส่งผู้คนไปยังดาวอังคารในขณะนี้ แต่ก็มีคำถามเกี่ยวกับคุณธรรมในการตัดสินใจเลือกในขณะที่การวิจัยทางการแพทย์ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น “เราควรถามตัวเองว่าเราเต็มใจที่จะเดินทางไปดาวอังคารโดยไม่รู้ว่ามีความเสี่ยงที่แน่ชัดว่าจะทำให้นักบินอวกาศเผชิญหรือไม่” เธอกล่าว “มันเป็นคำถามเชิงจริยธรรมมากกว่าคำถามเชิงวิทยาศาสตร์”