Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Человеческое тело не создано для космических путешествий. На Земле гравитация формирует наши кости, атмосфера защищает от радиации, а планета полна живых систем, которые нас поддерживают. Уберите эти факторы — и выживание превратится в ежедневную борьбу.
Тем не менее человечество готовится предпринять: многолетнее путешествие на Марс, откуда невозможно эвакуироваться, связь замедлена, а помощь с Земли придёт само быстро, через месяцы.
Здоровье в космосе — это не просто поддержание формы. Это поиск способов сохранить стабильность тела, разума и окружающей среды в месте, которое по своей природе лишено этих качеств.
Международная космическая станция (МКС) служит испытательным полигоном (тестовой площадкой) уже два десятилетия, вращаясь на орбите примерно в 400 км над Землёй. Но Марс находится на расстоянии около 225 млн км.
Дистанция, которая превращает любую рутинную медицинскую, психологическую или логистическую задачу в трудноразрешимую. В одном из предыдущих материалов мы уже рассматривали, как космос разрушает человеческое тело: «сжимающееся» сердце, растворение костной ткани и изменения в ДНК.
Эта статья — продолжение темы, смещающая фокус с наносимого ущерба на выносливость. Мы попытаемся исследовать тему, как человек готовится поддерживать человеческую жизнь в условиях многолетней радиации, изоляции и длительного молчания между мирами.Реальность полёта на Марс – Сердце сожмётся, а кости растворятся
Путешествие в один конец
Путешествие на Марс при нынешних технологиях займёт от 7 до 9 месяцев в одну сторону, а вся миссия может продлиться до 3 лет.
В отличие от МКС, откуда астронавты могут вернуться на Землю в течение нескольких часов, на марсианском корабле не будет аварийных выходов. Каждый член экипажа должен быть готов жить, работать и выживать без немедленной поддержки с Земли.
Астронавтов уже обучают управлению всеми системами на борту корабля, от навигации и ремонта до жизнеобеспечения. Но медицинский аспект подготовки сравнительно мал. Им, возможно, придётся сталкиваться с неотложными медицинскими ситуациями, имея минимальную практику и большой разрыв между обучением и реальным применением навыков.
Риски варьируются от обычных заболеваний, как аппендицит или инфекции, до состояний, с которыми в космосе ещё никогда не сталкивались.
NASA и другие агентства тестируют системы, сочетающие телемедицину (удалённая медицинская помощь), поддержку ИИ и портативные хирургические инструменты, предоставляя астронавтам «цифрового доктора» на борту.
Тем не менее хирургия остаётся крайней мерой. Каждое решение о том, что взять с собой — робота-хирурга, дополнительную еду или усиленную защиту от радиации — сопряжено с компромиссами. Ресурсы ограничены, как и право на ошибку.
Психологический рубеж
Даже если тело способно выдержать космос, разум может дать сбой.
Марсианская миссия подвергнет человеческую психику испытаниям, которых ещё не было. Жизнь в замкнутой капсуле в течение многих лет означает изоляцию, монотонность и полную зависимость от одного и того же небольшого экипажа.
Не будет ни связи с Землёй в реальном времени, ни свежего воздуха, ни возможности выйти наружу, кроме как в смертельную пустоту.
На МКС астронавты уже сообщают о стрессе, нарушениях сна и перепадах настроения во время шестимесячных миссий. Умножьте это на шесть, добавьте полную изоляцию, и масштаб проблемы становится очевиден.
Исследования, моделирующие марсианские миссии на Земле, включая эксперимент, во время которого добровольцы были заперты в макете корабля более 500 дней, выявили проблемы со сном, эмоциональную нестабильность и сбои в коммуникации.
Эксперты считают, что успех будет зависеть от психологии в той же мере, что и от технологий. Структурированный распорядок дня, чёткое лидерство и прочные межличностные отношения будут иметь решающее значение.
Для борьбы с сенсорной монотонностью (недостатком внешних стимулов) исследуются среды виртуальной реальности, позволяющие астронавтам «гулять» по лесам или пляжам, не покидая корабля.
Музыка, литература и творчество могут послужить мощными инструментами поддержания морального духа. В глубоком космосе здравомыслие будет так же важно, как кислород.
Невидимая угроза – радиация
Помимо изоляции, астронавтам предстоит столкнуться с куда более коварной опасностью.
Космическая радиация. На Земле наша атмосфера и магнитное поле отклоняют большинство высокоэнергетических частиц, летящих от Солнца и из глубин космоса. В межпланетном пространстве эта защита не работает.
Астронавты подвергнутся воздействию галактических космических лучей и солнечных частиц, которые могут проходить сквозь ткани, повреждать ДНК и повышать риск рака, сердечных заболеваний и неврологических расстройств.
Некоторые астронавты в прошлых миссиях даже сообщали о вспышках света, которые они видели с закрытыми глазами. Это радиация проходила напрямую через сетчатку их глаз.
За время марсианской миссии накопленная доза облучения может быть эквивалентна тысячам рентгеновских снимков грудной клетки.
Инженеры экспериментируют с различными методами экранирования: более толстые стенки корабля, облицованные материалами с высоким содержанием водорода, размещение резервуаров с водой вокруг жилых отсеков и даже искусственные магнитные поля, имитирующие естественный барьер Земли.
Однако тяжёлая защита добавляет вес, что ограничивает дальность и скорость корабля. Баланс между защитой и практичностью остаётся одной из самых сложных инженерных проблем космонавтики.
Продовольствие, как самая насущная проблема
Из всех проблем выживания питание может оказаться самой неотложной.
На МКС есть регулярное снабжение, астронавтам доставляют свежие фрукты и овощи. В марсианской миссии пополнения запасов не будет годами. Фасованная еда имеет ограниченный срок годности, а незаменимые витамины со временем разрушаются.
Без надёжного источника свежих продуктов питания даже простой авитаминоз может поставить миссию под угрозу.
Вот почему космические агентства считают производство продуктов питания в космосе одним из своих приоритетов. Шаги к этому были сделаны ещё в 2015 году, когда астронавты успешно вырастили и съели салат-латук на борту МКС.
Будущие миссии могут развить эту концепцию с помощью компактных оранжерей, способных производить овощи, фрукты и белки на основе водорослей. Эти замкнутые экосистемы будут перерабатывать воздух, воду и отходы для питания растений, а те, в свою очередь, — астронавтов.
Помимо пропитания, забота о растениях также предлагает психологический комфорт. В стерильном металлическом корабле уход за чем-то живым может обеспечить мощную связь с Землёй.
Переработка для жизни
В марсианской миссии ничего не должно пропадать даром.
МКС способна перерабатывать до 98% воды из источников, как пот, дыхание и даже моча, превращая её обратно в чистую питьевую воду. Тот же процесс генерирует кислород путём расщепления воды на водород и кислород (электролиз), последний из которых используется для дыхания.
Твёрдые отходы уплотняются и сгорают в грузовых кораблях при входе в атмосферу, но будущие системы должны будут пойти дальше, превращая каждый «продукт на выходе» в полезный «ресурс на входе».
Для трёхлетнего путешествия на Марс системы жизнеобеспечения должны быть практически идеальными. Инженеры тестируют способы регенерации почти всего, что производит экипаж, включая воздух, воду, пищу и даже энергию.
Некоторые концепции кораблей даже возвращаются к идее искусственной гравитации, использующей вращение для имитации притяжения из-за центробежной силы.
Это могло бы помочь предотвратить атрофию мышц и потерю костной массы — две основные проблемы, возникающие при длительном пребывании в невесомости.
Уроки экстремальных сред
Ближайшие аналоги космических миссий можно найти на Земле — в местах, где изоляция, замкнутое пространство и экстремальные условия окружающей среды доводят человеческую выносливость до предела.
Антарктические исследовательские базы, например, месяцами работают без пополнения запасов и солнечного света, отражая изоляцию глубокого космоса. Подводные лаборатории и субмарины предлагают похожие параллели, где небольшие экипажи живут в замкнутых системах, отрезанных от внешнего мира.
Эти среды дают ценные уроки о лидерстве, командной работе и психологической устойчивости. Не все хорошо адаптируются к монотонности или замкнутому пространству.
Тщательный психологический отбор и тестирование на совместимость будут иметь важное значение для создания экипажей, способных выдержать годы изоляции вместе.
Создание человека будущего
По мере достижения пределов технологий учёные исследуют, как может адаптироваться сама биология.
Одна из развивающихся областей фокусируется на инженерии микробов, которые могут находиться в теле человека и производить лекарства «по требованию», тем самым уменьшая необходимость везти с собой большие запасы медикаментов.
Другая исследует наномедицину — микроскопические машины, которые могли бы обнаруживать болезни, восстанавливать ткани и отслеживать здоровье астронавтов в реальном времени.
Возможно, самая радикальная концепция — это криосон. Замедление метаболизма, чтобы астронавты могли «впасть в спячку» во время долгих путешествий.
Это снизило бы потребность в пище, кислороде и умственной стимуляции, одновременно минимизируя психологическую нагрузку от многолетнего транзита.
Но, другое решение может вовсе обойти биологию. Скорость. Усовершенствованные двигательные установки.
Ядерные, тепловые или плазменные двигатели, могли бы сократить время в пути до Марса с 9 месяцев до всего двух или трёх. Более быстрое путешествие автоматически снизит воздействие радиации, потерю мышечной массы и изоляцию. Скорость в космосе — это выживание.
Почему Марс важен
Каждая проблема, с которой мы сталкиваемся на пути к Марсу — переработка воздуха и воды, производство продуктов питания в замкнутых системах, управление психическим здоровьем — зеркально отражает проблемы, с которыми мы сталкиваемся на Земле.
Технологии, разработанные для космоса, могут помочь в поддержании жизни на теплеющей планете с дефицитом ресурсов.
Космическое сельское хозяйство могло бы улучшить продовольственную безопасность, рециркуляция воды — произвести революцию в её экономии, а психологические исследования — принести пользу людям, справляющимся с изоляцией здесь, на Земле.
Хотя заголовки часто пестрят идеями колонизации Марса, истинная цель этого предприятия заключается не в бегстве, а в понимании. Учась выживать вдали от Земли, человечество заново открывает для себя, что на самом деле нужно, чтобы жить на своей планете и дальше…
Поделись видео:
