Как пребывание в космосе влияет на человеческий организм и какие проблемы ожидают будущих колонистов на Марсе
В ближайшее десятилетие, в 2033 году, НАСА и Китай намерены впервые в истории отправить астронавтов на Марс. Это мероприятие порождает множество проблем, начиная от логистических и технических вопросов и заканчивая обеспечением того, чтобы астронавты могли справиться с отходами и иметь достаточно еды и воды для многомесячного полета на Марс и обратно.
Но, конечно же, важно сохранить здоровье и безопасность астронавтов, которые проведут месяцы в космосе, будут подвергаться воздействию космической радиации и микрогравитации. Медики опасаются, что после нескольких месяцев пребывания в условиях микрогравитации у астронавтов возникнут проблемы с адаптацией даже к марсианской гравитации.
Чтобы определить, обоснованы ли эти опасения, группа экспертов по космической медицине из Австралийского национального университета (ANU) разработала математическую модель, позволяющую предсказать, смогут ли астронавты безопасно отправиться на Марс и выполнять свои обязанности после прибытия на Красную планету.
Коварство гравитации
Исследовательскую группу возглавил доктор Лекс ван Лун, научный сотрудник Колледжа здоровья и медицины ANU (CHM). Как он и его коллеги отмечают в своем исследовании, потенциальные опасности для миссий, направляющихся на Марс, многочисленны, но наибольшая угроза, возможно, связана с временем, которое астронавты проведут в условиях микрогравитации.
В сочетании с разрушительным излучением Солнца и космических источников этот опыт вызовет фундаментальные изменения в их телах.
На основе обширных исследований, проведенных на борту Международной космической станции (МКС), известно, что микрогравитация вызывает потерю плотности мышц и костей и влияет на функции органов, зрение и сердечно-легочную систему — сердце и его способность перекачивать кровь через систему артерий организма и вены. Как описал Ван Лун в пресс-релизе ANU, их исследования важны не только из-за предполагаемых миссий на Марс, но и для растущего коммерческого космического сектора.
С появлением коммерческих агентств космических полетов, таких как Space X и Blue Origin, у богатых, но не обязательно здоровых людей появляется больше возможностей для полетов в космос, поэтому ученые хотят понять, переживут ли подготовленные астронавты полеты на сверхдальние дистанции.
Ленивое сердце
Соавтор доктор Эмма Такер, астрофизик и регистратор неотложной медицины, добавила, что длительное пребывание в невесомости может привести к тому, что сердце станет ленивым, потому что ему не нужно так усердно работать, чтобы преодолеть гравитацию и перекачивать кровь по всему телу.
«Когда вы находитесь на Земле, гравитация притягивает жидкость к нижней половине нашего тела, поэтому у некоторых людей ноги начинают опухать к концу дня. Но когда вы отправляетесь в космос, это гравитационное притяжение исчезает, а это означает, что жидкость смещается в верхнюю половину вашего тела, что вызывает реакцию, которая обманывает тело, заставляя его думать, что жидкости слишком много. В результате вы начинаете много ходить в туалет, избавляться от лишней жидкости, не чувствуете жажды и меньше пьете, а значит, обезвоживаетесь в космосе».
Именно поэтому, по словам Такера, астронавты, возвращающиеся с МКС, теряют сознание, когда снова ступают на Землю или нуждаются в транспортировке в инвалидных колясках. Чем дольше они остаются в космосе, тем больше вероятность того, что они рухнут, когда вернутся на Землю, и тем сложнее будет процесс приспособления к земной гравитации.
В случае с исследованием близнецов НАСА Марк Келли провел на орбите более года и по возвращении испытал ужасную боль, опухоль и другие симптомы.
Одни в космосе
Когда дело доходит до миссий, направляющихся на Марс, возникает дополнительная сложность, связанная с задержкой связи между двумя планетами. В зависимости от положения Солнца, Земли и Марса эти задержки могут длиться до 20 минут, а это означает, что астронавты должны иметь возможность выполнять свои обязанности без немедленной помощи со стороны диспетчеров миссии или вспомогательных бригад (включая неотложную медицинскую помощь).
Как объяснил Ван Лун: «Если астронавт потеряет сознание при первом выходе из космического корабля или возникнет неотложная медицинская помощь, на Марсе ему некому будет помочь. Вот почему мы должны быть абсолютно уверены, что астронавт готов к полету и может адаптироваться к гравитационному полю Марса. Они должны быть в состоянии работать эффективно и результативно с минимальными вспомогательными средствами».