Droga na Marsa jest wybrukowana niebezpieczeństwami.
Astronauci w misjach na Czerwoną Planetę będą musieli zmagać się z promieniowaniem z głębokiej przestrzeni, skutkami mikrograwitacji oraz stresem związanym z zamknięciem i izolacją, wszystko w tym samym czasie i przez długi, ciągły odcinek. Obecnie potrzeba co najmniej sześciu miesięcy, aby dostać się na Marsa i równie długo, aby wrócić.
A członkowie załogi będą musieli przejść przez ten gantlet w dobrym tonie, zarówno fizjologicznie, jak i psychologicznie.
Powiązane: How Space Radiation Threatens Human Exploration (Infographic)
Samoloty kosmiczne, na których pokładzie astronauci wystartują „będą musiały zapewnić im wszystko, czego potrzebują do podstawowego przetrwania, ale nawet więcej niż to, ponieważ oczekujemy, że będą w stanie wykonywać pracę – pracę, która ma wymagania poznawcze, pracę, która ma wymagania fizyczne”, Jennifer Fogarty, główny naukowiec z NASA Human Research Program (HRP), powiedział wcześniej w tym miesiącu podczas prezentacji z grupą roboczą agencji Future In-Space Operations.
Wiele stresorów
Zadaniem HRP jest scharakteryzowanie wpływu lotów kosmicznych na astronautów i opracowanie strategii łagodzenia skutków. Program rozpoznaje pięć klas „stresorów”, które mogą znacząco wpłynąć na ludzkie zdrowie i wydajność w misjach w głębokiej przestrzeni kosmicznej, powiedział Fogarty. Są to zmienione pola grawitacyjne, wrogie zamknięte środowiska, promieniowanie, izolacja/konflikt i odległość od Ziemi (co oznacza, że pomoc jest bardzo daleko).
Naukowcy zHRP i inni badacze na całym świecie próbują uzyskać uchwyt na wszystkich tych stresorach, wykonując eksperymenty tutaj na Ziemi i dokładnie monitorując zdrowie psychiczne i fizyczne astronautów żyjących na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).
Długoterminowym celem takiej pracy jest pomoc w umożliwieniu załogowych misji na Marsa, które NASA chce wyciągnąć przed końcem 2030s. Rzeczywiście, kilka lat temu, astronauta NASA Scott Kelly i kosmonauta Michaił Kornienko przebywał na pokładzie ISS przez 11 miesięcy – około dwa razy dłużej niż zwykle stint – aby pomóc badaczom zmierzyć wpływ bardzo długich misji kosmicznych, takich jak podróż w obie strony na Marsa.
To trudne do dokładnego scharakteryzowania żniwo, że taka podróż zajmie na astronautę, jednak. To dlatego, że skumulowany efekt stresorów lotu kosmicznego może być addytywny lub synergiczny, powiedział Fogarty, a umieszczenie wszystkich zagrożeń razem w warunkach eksperymentalnych jest prawie niemożliwe.
Na przykład, naukowcy wykonują badania promieniowania na zwierzętach laboratoryjnych tutaj na Ziemi. Ale mikrograwitacja nie jest częścią tego eksperymentalnego obrazu, a dodanie jej do mieszanki nie jest w tej chwili wykonalne. (ISS nie może dostarczać danych dotyczących promieniowania w głębokiej przestrzeni kosmicznej, ponieważ orbituje w obrębie ochronnej magnetosfery Ziemi. A instalacja sprzętu emitującego promieniowanie na pokładzie orbitującego laboratorium nie wydaje się być świetnym pomysłem.)
Powiązane: How Living on Mars Could Challenge Colonists (Infographic)
Biggest concerns
Niektóre ze stresorów są bardziej niepokojące niż inne. Na przykład, naukowcy i urzędnicy NASA wielokrotnie wymieniali promieniowanie jako jedno z największych zagrożeń dla misji na Marsa.
Wysoka ekspozycja na promieniowanie zwiększa ryzyko astronautów do rozwijania raka w późniejszym życiu, ale są bardziej bezpośrednie obawy, jak również. Na przykład, ostatnie badania wykazały, że członkowie załogi podczas misji na Czerwoną Planetę prawdopodobnie otrzymają dawki kumulacyjne wystarczająco wysokie, aby uszkodzić ich centralny układ nerwowy. Badanie wykazało, że nastrój, pamięć i zdolność uczenia się astronautów mogą być w rezultacie pogorszone.
Fogarty wspomniał o innej kwestii, która wymaga szczególnej uwagi badawczej – zespole neuro-okulistycznym związanym z lotem kosmicznym (SANS), znanym również jako upośledzenie wzroku/ciśnienie wewnątrzczaszkowe (VIIP). SANS opisuje potencjalnie znaczące i długotrwałe problemy z widzeniem, które lot kosmiczny może wywołać u astronautów, prawdopodobnie z powodu zmian w płynie, które zwiększają ciśnienie wewnątrz czaszki.
SANS „w tej chwili na niskiej orbicie okołoziemskiej jest bardzo, bardzo możliwy do opanowania i odzyskania, ale nie znamy systemu na tyle dobrze, aby przewidzieć, czy pozostanie on w ten sposób dla czegoś takiego jak misja eksploracyjna,” powiedział Fogarty. „Jest to więc jeden z naszych priorytetowych obszarów fizjologicznych, który właśnie teraz badamy.”
Księżyc jako poligon doświadczalny
NASA nie planuje udać się prosto na Marsa. Agencja ma na celu wylądowanie dwóch astronautów w pobliżu bieguna południowego Księżyca do 2024 roku, a następnie ustanowienie długoterminowej, trwałej obecności na Księżycu i wokół niego wkrótce potem.
Indeed, głównym celem tych działań, które NASA będzie prowadzić poprzez program o nazwie Artemis, jest nauka umiejętności i technik potrzebnych do wysyłania astronautów na Marsa, urzędnicy agencji powiedzieli.
Jednym z kluczowych elementów infrastruktury Artemis jest mała stacja kosmiczna orbitująca wokół Księżyca o nazwie Brama, która będzie służyć jako centrum działań na powierzchni. Na przykład, lądowniki, zarówno robotyczne jak i załogowe, będą schodzić w kierunku powierzchni Księżyca z Gateway, a astronauci na pokładzie placówki będą prawdopodobnie obsługiwać łaziki również stamtąd, urzędnicy NASA powiedzieli.
Wielka ilość badań będzie prowadzona na Gateway, jak również, a wiele z nich będzie badać zdrowie astronautów i wydajność w prawdziwym środowisku głębokiej przestrzeni. Fogarty wspomniał o jednej strategii badawczej, która może być szczególnie przydatna dla planistów wytyczających drogę na Marsa – badaniu małych próbek ludzkich tkanek na pokładzie placówki orbitującej wokół Księżyca.
Taka praca pomoże naukowcom obejść jeden z największych problemów dotykających badań, które wykorzystują gryzonie i inne nie-ludzkie zwierzęta jako organizmy modelowe, powiedział Fogarty – problem „przekładalności.”
„Jak zniwelować różnicę między szczurem lub myszą a człowiekiem? Ponieważ nie ma to bezpośredniego zastosowania, i to właśnie nęka medycynę lądową i badania,” powiedziała.
„Ale dzięki wynalezieniu i ciągłej walidacji organów i tkanek na chipie – są to rzeczywiste ludzkie tkanki, i można je połączyć, i zasadniczo można odtworzyć bardzo wyrafinowane aspekty człowieka za pomocą tych chipów,” dodała Fogarty. „Myślę, że możemy poczynić znaczne postępy w zrozumieniu złożonego środowiska, używając scenariusza z chipem jako modelowym organizmem do interpretacji tego, dokąd zmierzamy z ludzkim ograniczeniem.”
- How We Could Make Mars Habitable, One Patch of Ground at a Time
- These Stunning Designs Show What Our Future on Mars Might Look Like
- NASA Plans to Build a Moon-Orbiting Space Station: Here’s What You Should Know
Książka Mike’a Walla o poszukiwaniu obcego życia, „Out There” (Grand Central Publishing, 2018; ilustrowana przez Karla Tate’a), jest już dostępna. Śledź go na Twitterze @michaeldwall. Śledź nas na Twitterze @Spacedotcom lub na Facebooku.
Recent news
.
