V nasledujúcom desaťročí, do roku 2033, plánujú NASA a Čína po prvý raz v histórii vyslať astronautov na Mars. To predstavuje množstvo výziev, od logistických a technických problémov až po zabezpečenie toho, aby si astronauti poradili s odpadom a mali dostatok jedla a vody na niekoľkomesačný let na Mars a späť.
Ale, samozrejme, zdravie a bezpečnosť astronautov, ktorí strávia mesiace vo vesmíre, budú vystavení kozmickému žiareniu a mikrogravitácii. Existujú dokonca obavy, že po niekoľkých mesiacoch v podmienkach mikrogravitácie budú mať astronauti problémy s adaptáciou na marťanskú gravitáciu.
Aby sa zistilo, či sú tieto obavy oprávnené, tím expertov na vesmírnu medicínu z Austrálskej národnej univerzity (ANU) vyvinul matematický model na predpovedanie, či budú astronauti schopní bezpečne cestovať na Mars a vykonávať svoje povinnosti po príchode na Červenú planétu.
Výskumný tím viedol Dr Lex Van Loon, výskumný pracovník na ANU College of Health and Medicine (CHM). Ako poznamenáva on a jeho kolegovia vo svojej štúdii, potenciálne nebezpečenstvá pre misie na Mars sú početné, no najväčšou hrozbou môže byť čas, ktorý astronauti strávia v mikrogravitácii. V kombinácii s ničivým žiarením zo Slnka a kozmických zdrojov táto skúsenosť spôsobí zásadné zmeny v ich telách.
Na základe rozsiahleho výskumu uskutočneného na palube Medzinárodnej vesmírnej stanice (ISS) je známe, že mikrogravitácia spôsobuje stratu svalovej a kostnej hustoty a ovplyvňuje funkciu orgánov, zrak a kardiopulmonálny systém – srdce a jeho schopnosť pumpovať krv cez systém tepien a žily telo
Ako opísal Wang Loong, ich výskum je dôležitý nielen kvôli navrhovaným misiám na Mars, ale aj pre rastúci komerčný vesmírny sektor: „Vieme, že cesta na Mars bude trvať šesť až sedem mesiacov a môže zmeniť štruktúru vaše krvné cievy alebo sila vášho srdca v dôsledku stavu beztiaže, ku ktorému dochádza v dôsledku cestovania vesmírom. S príchodom komerčných agentúr pre lety do vesmíru, ako sú Space X a Blue Origin, majú bohatí, ale nie nevyhnutne zdraví ľudia viac príležitostí lietať do vesmíru, takže chceme použiť matematické modely na predpovedanie toho, či je osoba vhodná na let na Mars."
Spoluautorka Dr. Emma Tucker, astrofyzička a registrátorka urgentnej medicíny, dodala, že dlhotrvajúci stav beztiaže môže spôsobiť spomalenie srdca, pretože nemusí tak tvrdo pracovať, aby prekonal gravitáciu a pumpoval krv do celého tela: „Keď si keď ste na Zemi, gravitácia ťahá tekutinu smerom k dolnej polovici vášho tela, takže niektorým ľuďom začnú na konci dňa opúchať nohy. Ale keď idete do vesmíru, gravitačná sila je preč, čo znamená, že tekutina sa presunie do hornej polovice vášho tela a to spustí reakciu, ktorá telo prinúti myslieť si, že je príliš veľa tekutiny.
V dôsledku toho začnete veľa chodiť na toaletu, zbavíte sa prebytočných tekutín, nepociťujete smäd a menej pijete, a preto sa vo vesmíre dehydrujete.“
To je dôvod, prečo, povedal Tucker, astronauti, ktorí sa vracajú z ISS, omdlejú, keď znovu vstúpia na Zem alebo sa potrebujú prepraviť na invalidných vozíkoch. Čím dlhšie zostanú vo vesmíre, tým je pravdepodobnejšie, že sa po návrate na Zem zrútia, a tým náročnejší bude proces prispôsobovania sa zemskej gravitácii.
Pokiaľ ide o misie na Mars, je tu ďalšia komplikácia oneskorenia komunikácie medzi Zemou a Marsom. V závislosti od polohy Slnka, Zeme a Marsu môžu tieto oneskorenia trvať až 20 minút, čo znamená, že astronauti musia byť schopní vykonávať svoje povinnosti bez okamžitej pomoci riadiacich pracovníkov misie alebo podporných posádok (vrátane pohotovostnej lekárskej starostlivosti).
Ako vysvetlil Wang Loon: „Ak astronaut stratí vedomie pri prvom opustení kozmickej lode, na Marse nebude nikto, kto by mu pomohol. Preto si musíme byť úplne istí, že astronaut je pripravený na let a dokáže sa prispôsobiť gravitačnému poľu Marsu. Počas týchto kľúčových prvých minút musia byť schopní fungovať efektívne a efektívne s minimálnou podporou.“
Ich model je založený na algoritme strojového učenia, ktorý je zase založený na údajoch astronautov zozbieraných počas minulých expedícií na palube ISS a misií Apollo, aby modeloval riziká spojené s cestou na Mars.
Testovanie ukázalo, že dokáže napodobňovať kľúčové hemodynamické zmeny v kardiovaskulárnom systéme po dlhodobom vesmírnom lete a v podmienkach rôzneho gravitačného a tekutinového zaťaženia. A výsledky sú povzbudivé, pretože ukazujú, že astronauti môžu fungovať aj po mesiacoch strávených v mikrogravitácii.
Hoci súčasný model je založený na údajoch od dobre trénovaných astronautov stredného veku, vedci dúfajú, že rozšíria jeho možnosti o údaje z komerčných vesmírnych letov.
V konečnom dôsledku je ich cieľom vytvoriť model, ktorý dokáže simulovať účinky dlhodobého cestovania vesmírom na relatívne chorých ľudí s už existujúcou srdcovou chorobou alebo jednoducho na netrénovaných civilistov. Dúfajú, že tento model poskytne ucelený obraz o tom, čo by sa stalo, keby sa do vesmíru dostal „obyčajný“ človek.
A kto vie? Možno bude možné modelovať účinky dlhodobých účinkov mikrogravitácie na vývoj detí a plodov. Tento výskum je kritický, ak by sme niekedy chceli poslať ľudí na Mesiac, Mars a iné miesta, aby tam jedného dňa žili.
Môžete pomôcť Ukrajine v boji proti ruským útočníkom, najlepší spôsob, ako to urobiť, je darovať finančné prostriedky ozbrojeným silám Ukrajiny prostredníctvom Zachrániť život alebo cez oficiálnu stránku NBU.
Tiež zaujímavé: