Vägen till Mars är belagd med faror.
Astronauter som deltar i uppdrag på den röda planeten kommer att behöva hantera strålning från rymden, effekterna av mikrogravitation och stressen av instängdhet och isolering, allt samtidigt och under en lång och kontinuerlig period. Det tar för närvarande minst sex månader att ta sig till Mars och lika lång tid att ta sig tillbaka.
Och besättningsmedlemmarna måste klara sig igenom detta i god form, både fysiologiskt och psykologiskt.
Relaterat: De rymdfarkoster som astronauterna startar ombord på måste ge dem allt de behöver för att överleva, men även mer än så, eftersom vi förväntar oss att de ska kunna utföra ett arbete – ett arbete med kognitiva krav och fysiska krav”, sade Jennifer Fogarty, chefforskare vid NASA:s Human Research Program (HRP), tidigare denna månad under en presentation med byråns arbetsgrupp för framtida rymdoperationer.
Många stressfaktorer
HRP har till uppgift att karakterisera effekterna av rymdfärder på astronauter och utveckla strategier för att mildra effekterna. Programmet känner igen fem klasser av ”stressorer” som på ett betydande sätt kan påverka människors hälsa och prestationer under uppdrag i rymden, sade Fogarty. Dessa är förändrade gravitationsfält, fientliga slutna miljöer, strålning, isolering/konfinering och avstånd från jorden (vilket innebär att hjälpen är mycket långt borta).
HRP-forskare och andra forskare runt om i världen försöker få grepp om alla dessa stressfaktorer genom att utföra experiment här på jorden och noggrant övervaka den mentala och fysiska hälsan hos astronauter som bor på den internationella rymdstationen (ISS).
Det långsiktiga målet med sådant arbete är att bidra till att möjliggöra bemannade uppdrag till Mars, vilket NASA vill genomföra före slutet av 2030-talet. För några år sedan bodde NASA-astronauten Scott Kelly och kosmonauten Mikhail Kornienko ombord på ISS i 11 månader – ungefär dubbelt så länge som normalt – för att hjälpa forskarna att mäta effekterna av mycket långa rymduppdrag, som t.ex. en resa tur och retur till Mars.
Det är dock svårt att exakt beskriva hur mycket en sådan resa kommer att kräva av en astronaut. Det beror på att den kumulativa effekten av rymdfärdens stressfaktorer kan vara additiv eller synergistisk, säger Fogarty, och det är nästan omöjligt att sätta ihop alla faror i en experimentell miljö.
Forskare utför till exempel strålningsstudier på försöksdjur här på jorden. Men mikrogravitation är inte en del av den experimentella bilden, och att lägga till det i mixen är inte genomförbart för tillfället. (ISS kan inte tillhandahålla data om strålning i rymden eftersom den kretsar inom jordens skyddande magnetosfär. Och att installera utrustning som avger strålning ombord på labbet i omloppsbana verkar inte vara någon bra idé.)
Relaterat:
Största bekymren
Vissa stressfaktorer är mer oroande än andra. Forskare och NASA-tjänstemän har till exempel upprepade gånger nämnt strålning som en av de största riskerna i samband med Mars-missioner.
Hög strålningsexponering ökar astronauternas risk att utveckla cancer senare i livet, men det finns också mer omedelbara problem. I en nyligen genomförd studie fastställdes till exempel att besättningsmedlemmar på ett uppdrag på röda planeten sannolikt kommer att få ackumulerade doser som är tillräckligt höga för att skada deras centrala nervsystem. Astronauternas humör, minne och inlärningsförmåga kan äventyras till följd av detta, enligt studien.
Fogarty nämnde en annan fråga som kräver fokuserad uppmärksamhet från forskningen – rymdflygningens neurookulära syndrom (Spaceflight-Associated Neuro-ocular Syndrome (SANS)), även känt som visuell nedsättning/intrakraniellt tryck (VIIP). SANS beskriver de potentiellt betydande och långvariga synproblem som rymdfärder kan ge upphov till hos astronauter, sannolikt på grund av vätskeförskjutningar som ökar trycket inne i skallen.
SANS ”just nu i låg omloppsbana runt jorden är mycket, mycket hanterbart och återställbart, men vi känner inte systemet tillräckligt väl för att kunna förutsäga om det kommer att förbli på detta sätt för något som ett utforskningsuppdrag”, sade Fogarty. ”Så detta är ett av våra högst prioriterade fysiologiska områden som vi studerar just nu.”
Månen som testområde
NASA planerar inte att åka direkt till Mars. Myndigheten siktar på att landa två astronauter nära månens sydpol senast 2024 och sedan etablera en långsiktig, hållbar närvaro på och runt månen kort därefter.
Det huvudsakliga målet med dessa aktiviteter, som NASA kommer att genomföra via ett program som kallas Artemis, är att lära sig de färdigheter och tekniker som behövs för att skicka astronauter till Mars, har tjänstemän vid myndigheten sagt.
En av Artemis viktigaste delar av infrastrukturen är en liten rymdstation i månens omloppsbana, kallad Gateway, som kommer att fungera som ett nav för aktiviteter på ytan. Exempelvis kommer landare, både robotar och besättningar, att stiga ner mot månens yta från Gateway, och astronauter ombord på utposten kommer troligen att driva rovers därifrån också, har NASA:s tjänstemän sagt.
En stor del av forskningen kommer också att bedrivas på Gateway, och en stor del av den kommer att undersöka astronauters hälsa och prestationer i en riktig miljö i det djupa rymdsystemet. Fogarty nämnde en forskningsstrategi som kan vara särskilt användbar för planerare som planerar vägen till Mars – att studera små prover av mänsklig vävnad ombord på den månomloppsbana som är en utpost.
Sådant arbete kommer att hjälpa forskarna att komma runt ett av de största problemen som påverkar studier där gnagare och andra icke-mänskliga djur används som modellorganismer, sade Fogarty – nämligen ”överförbarheten”.
”Hur överbryggar vi skillnaden mellan en råtta eller en mus och en människa? För det är inte direkt tillämpbart, och det är också ett problem för den terrestriska medicinen och forskningen”, sade hon.
”Men med uppfinningen och den fortsatta valideringen av organ och vävnader på chip – det är verkliga mänskliga vävnader, och man kan koppla ihop dem, och i huvudsak kan man återskapa mycket sofistikerade aspekter av en människa med hjälp av dessa chip”, tillade Fogarty. ”Jag tror att vi kan göra betydande framsteg när det gäller att förstå den komplexa miljön genom att använda chipscenariot som en modellorganism för att tolka vart vi är på väg med den mänskliga begränsningen.”
- Hur vi skulle kunna göra Mars beboelig, ett stycke mark i taget
- Dessa fantastiska konstruktioner visar hur vår framtid på Mars skulle kunna se ut
- NASA planerar att bygga en rymdstation som kretsar runt månen: Här är vad du bör veta
Mike Walls bok om sökandet efter utomjordiskt liv, ”Out There” (Grand Central Publishing, 2018; illustrerad av Karl Tate), är ute nu. Följ honom på Twitter @michaeldwall. Följ oss på Twitter @Spacedotcom eller på Facebook.
Renoverade nyheter
