A NASA repülőgép-ügynöksége és a SpaceX nem csak azt próbálja kitalálni, hogyan lehet egy embert eljuttatni a Marsra, hanem azon is gondolkodnak, hogy egy 200 napos utazás és valójában maga az élet a Vörös Bolygón hogyan befolyásolhatja az emberi testet és mit tegyen ez ellen. Nyilvánvaló, hogy az emberek a hosszú távú űrállapotban való tartózkodás minden „örömére” számítanak: izomsorvadás, csontsűrűség csökkenés, megnövekedett koponyaűri nyomás és egyéb fiziológiai problémák. Az erőforrások hiányával és a kozmikus sugárzás hosszú távú kitettségével párosulva az út rendkívül izgalmasnak és érdekesnek ígérkezik.
A probléma megoldása érdekében a NASA és az ügynökségi partnerek egy olyan rendszeren dolgoznak, amely teljes inaktivitás állapotába hozza az embereket, ami valójában éppen az a hibernálás lesz, amelyet a sci-fi filmek mutatnak be nekünk. Ezenkívül folyamatban van olyan védelmi módszerek és eszközök kifejlesztése, amelyek lehetővé teszik az emberek életben maradását a Marson. A nemrég Párizsban tartott Hello Tomorrow tudományos szimpóziumon az Engadget újságírói elkapták a NASA Laura Kerberjét és John Bradfordot, a Spaceworks űrtechnikai vállalat vezetőjét, és rendezték a részleteket.
"Sok nehézséggel kell szembenéznünk, amelyek nem teszik lehetővé, hogy egészséges állapotban eljussunk a Marsra" - mondta Bradford az eseményen elmondott beszédének részeként.
Az emberi űrkutatás szakértőjeként Bradford kifejleszt egy olyan módszert, amely elkerüli a cikk elején leírt számos problémát azáltal, hogy egy személyt "teljes inaktivitás állapotába" vagy elhúzódó hipotermiába helyez. Ennek a technológiának a használata nemcsak csökkenti az űrhajósok egészségével kapcsolatos kockázatokat, hanem számos műszaki és mérnöki problémát is megold.
Orvosi szempontból a technológia megoldja az úgynevezett pszichoszociális rendellenességek bármely típusát (például állandó alvás állapotában képes lesz elkerülni egy olyan állapotot, mint a depresszió), csökkenti az intrakraniális nyomás problémáját, és más módszerek, például az elektromos stimuláció használata minimalizálja az izomsorvadás folyamatát a csontsűrűség csökkenése és hosszú távon még pozitív hatással is jár a kozmikus sugárzás testre gyakorolt hatásainak problémájának megoldására.
Technikai szempontból a szervezet teljes inaktivitás állapotába juttatásának technológiája jelentősen leegyszerűsíti a NASA és a SpaceX feladatát, hogy embereket szállítson a Marsra. Először is, ez jelentősen csökkenti az élelmiszerigényt, valamint csökkenti az űrhajó belsejében lévő élettér mennyiségének és ennek következtében az energiaellátáshoz szükséges energiaszint követelményeit.
„Mindezek extra terhet jelentenek az űrhajó számára. A szükséges meghajtó energiának exponenciális funkciója van (a tömeg függvénye), így a tömeg bármilyen csökkenése jelentős előnyöket jelent számunkra. - mondta Bradford.
A "test teljes inaktivitása" kifejezés hátborzongatóan hangozhat. De ez a dolog valóban működik. Az emberi test normál hőmérséklete általában 36,6 Celsius fok körül mozog, azonban az inaktív állapotban lévő embereknél a terápiás hipotermia módszerének alkalmazásakor a test hőmérséklete általában 32-34 Celsius fok között van. Ezt a módszert gyakran használják az iszkémiás szövetkárosodás kockázatának csökkentésére, és például a Forma-1 bajnokán, Michael Schumacher-nél alkalmazták a sérült agy gyulladásának fókuszának csökkentésére.
Promóciós videó:
Ellentétben az orvosi hipotermiával, amely általában csak néhány napig tart, az űrhajósokat a tervek szerint két hétre teljes inaktivitás állapotba hozzák, majd néhány napra felébresztik, hogy minden igényüket kielégíthessék, majd megismételjék a folyamatot. És így tovább, amíg el nem jutnak a Marsra. Ez bizonyos kockázatokat hordozhat. A hosszú távú nyugtatás (az ember egész idő alatt olyan lesz, mint egy "zöldség"), a táplálkozás, a hidratálás, a hulladék ártalmatlanítása és a megfelelő klímaberendezés csak néhány probléma, amelyet meg kell oldani a módszer alkalmazása előtt.
A kérdés megoldása érdekében az űrkutatás és a NASA három különböző megközelítés kombinációját kívánja megvizsgálni: orvosi, fiziológiai és gyógyszerészeti. Először is fontolóra veszik a speciális gyógyszerek szedésének lehetőségét, ami arra készteti a testet, hogy a 32-34 Celsius fokos hőmérséklet "normális" legyen számára. Másodszor pedig a PEG módszer (perkután endoszkópos gasztrosztómia) alkalmazásának lehetőségét fontolgatják. Ekkor egy cső közvetlenül kapcsolódik a gyomrodhoz, hogy ételt vigyen bele. Rendkívül radikálisan hangzik, de szakértők szerint ez a megközelítés nagymértékben leegyszerűsíti a test átmenetét a teljes tétlenségtől az ébredésig.
Szóba kerülnek még az egész test elektromos stimulálásának módszerei az izomsorvadás csökkentésére, légzéstámogató készülék használata (az oxigén és a szén-dioxid helyes egyensúlyának megőrzése érdekében), érzékelők az életjelek nyomon követésére, számítógép által vezérelt hőmérsékleti környezet és természetesen a hulladék testből történő eltávolításának rendszere. Amint a fenti képen is látható, a teljes rendszer inkább hasonlít a hibernációs kamerákhoz, amelyeket különböző tudományos-fantasztikus filmekben szoktunk látni.
Egy ilyen rendszer használatának eredményeként (a tudósok remélik) teljesen egészséges és boldog űrhajósokat, valamint kompaktabb és egyben hatékonyabb űrhajókat kapunk. Ebben az esetben a marsi űrszállítás mérete majdnem felére csökkenthető, tömegét 45,5 tonnáról 25,5 tonnára csökkentheti, valamint a hajón belül a szükséges élettér mennyiségének csaknem a felére csökkenhet, ugyanakkor a rendszereinek energiafogyasztását negyedével csökkentheti. Emberek ezreinek elszállítása teljes körű marsi kolónia létrehozására valóban igazi kilátás lenne.
„Úgy gondolom, hogy egy ilyen megközelítés megnyitja az űrrepülések lehetőségét a Marsra és más irányokba. Az igazán fejlett technológiák (például az általunk kínált) használata nélkül egyszerűen nem fog sikerülni”- mondja Bradford.
Talán ebben az esetben boldogan és egészségesen érkezik a Marsra, de valódi problémái csak akkor kezdődnek.
"Az egyik legnehezebb kihívás a magas nyomású környezet, amely kényelmetlen, nyomás alatt álló űrruhát és éjszaka rendkívül hideg hőmérsékletet igényel" - mondja Laura Kerber, a NASA / JPL bolygógeológus.
Ennek a kérdésnek a megoldására a NASA szakemberei könnyebb űrruhákat fejlesztenek ki, támogatva az alacsonyabb belső nyomást, kompenzálva annak mechanikai nyomását a testen.
A kozmikus sugárzás szintén nagy probléma, mivel a Mars, a Földdel ellentétben, nem rendelkezik saját védő mágneses térrel. A gravitáció itt csak a Föld egyharmada, és a tudósok még nem biztosak abban, hogy pontosan hogyan fogja befolyásolni a telepeseket. A kutatóknak többet kell megtudniuk a marsi porról is - mennyire veszélyes az emberi légzőrendszerre és a bőrre.
A környezeti problémák mellett vannak földrajzi problémák is. A Mars nagy földtartalékokkal rendelkezik, de a topológiai kép meglehetősen durva.
„A Mariner-völgy kanyonrendszerének hossza itt megegyezik az Egyesült Államok méretével. A roverben ide vezetve eszébe juthat, hogy körbejárja ezt a helyet, mivel a kanyon háromszorosa a Grand Canyon mélységének. Azonnal felejtsd el. Itt nincs mód megkerülni."
Földcsuszamlások, becsapódó kráterek (itt sokkal gyakrabban fordulnak elő, mint a Földön), szén-dioxid-gejzírek, porviharok a bolygó felszínén és még sok más - többek között ezekkel is szembe kell néznie. Az erőforrások egy másik kérdés.
"A fő fogás az, hogy a Mars vízellátásának nagy része olyan helyekre koncentrálódik, ahol egyszerűen lehetetlen élni" - mondja Kerber.
„Nagyon sok víz van a bolygó pólusain, ahol nagyon hideg van. De ha lejjebb megy az Egyenlítőhöz, akkor itt sokkal melegebb van, és sokkal könnyebb pályára lépni. Igaz, itt nincs víz. Teljesen. Nos, vagy szinte teljesen”- teszi hozzá a tudós.
Még akkor is, ha az űrhajósoknak sikerül itt vizet találniuk, választaniuk kell - ivási forrásként vagy hidrogén- és oxigéntermelés forrásaként kell használniuk a rakéták üzemanyagához.
Van egy pozitív oldala a Mars életének - viccelődik Kerber. Azonnal elveszíti tömegének kétharmadát, minden nap 40 perc több ideje lesz, és fiatalabb is leszel a földieknél, mivel az itteni év majdnem kétszer olyan hosszú.
A NASA a roverek segítségével tanulmányozza a Vörös Bolygó sugárzási szintjét, légkörét és geológiáját, de még mindig sok megoldatlan kérdés van ezzel a hellyel kapcsolatban. Új küldetésekre lesz szükség további információk összegyűjtésére és ugyanazok mutatóinak ellenőrzésére a világ különböző részein. Kerber megjegyzi, hogy egy új, nagyobb felbontású kamerákkal rendelkező, keringő űrhajó birtoklása értékes ásványi anyagok felkutatásához, amelyek hasznosak lehetnek a bolygón a túléléshez, óriási hasznot hoz.
Bagnold-dűnék a Sharpe-hegyen
Tehát hol található a Marson a legmegfelelőbb lakóhely? Ugyanez Kerber szerint tetszett neki az Egyenlítő közelében fekvő régió. Különböző finomszemcsés anyagok használhatók útépítéshez. A sziklák jelenléte ezen a helyen lehetőséget kínál arra, hogy barlangokat fúrjanak beléjük, amelyeket lakásként lehet felhasználni.
„A Marson élve élen jár a technológiában, ami azt jelenti, hogy a rendelkezésre álló legfejlettebb technológiával rendelkezik. Ennek ellenére ez az élet inkább olyan, mint egy primitív lét”- mondja Kerber.
- Úgy képzelem el, mint a történelmünk olyan időszakát, amikor minden ember barlangokban élt. Esetünkben, miközben egy barlangban tartózkodunk, védve leszünk a kozmikus sugárzástól és a hirtelen hőmérséklet-változásoktól. A kijárathoz közelebb érve fantasztikus kép a környező világról és a friss kozmikus sugárzás áramlata vár rád. Minden nap.
Általánosságban elmondható, hogy először a Vörös Bolygóra repüléskor az embernek hipotermikus kómában kell lennie, inkább zöldségfélének kell lennie, amelybe számos vezeték beleragadt, és megérkezése után felmászik egy barlangba, és megszámolja a nyomorúságos lét haláláig tartó napokat. Csak nagyszerű kilátások! Ki a fene merne valaha ezt megtenni? Természetesen nem olyan ember, aki csak fiatalabb szeretne lenni és több szabadideje lenne, ahogy Kerber korábban megjegyezte.
Ehhez csak igazi kétségbeesett merészek alkalmasak, mint azok (és egyformán mindkét nem), akiket az angol-ír antarktiszi felfedező, Sir Enrest Henry Shackleton keresett az 1900-as évek elején, és egy újsághirdetésben a következőket írta:
"Rendkívül veszélyes kalandhoz olyan emberekre van szükség, akik nem félnek a kis fizetésektől, a súlyos hidegtől, a hosszú hónapokig tartó teljes sötétségtől, a veszély állandó jelenlététől, az életbe való valószínűtlen hazatéréstől, valamint a hírnévtől és az elismeréstől, ha sikerül."
Nyikolaj Khizhnyak