Невероятное исследование на тему гибернации поможет нам добраться до Марса
Путешествие на Марс сегодня обсуждается везде и всюду. Частные и общественные организации серьезно намерены покорить Красную планету. Илон Маск представил свои планы по созданию новой ракеты, которая позволит SpaceX первой добраться до Марса, а NASA готовит новый марсоход в рамках миссии Mars 2020. Но космический полет с участием человека представляет собой во много раз более серьезную задачу, чем просто отправка роботов и проведение экспериментов за пределами Земли. Нужно не только построить подходящую ракету, рассчитать путешествие в условиях микрогравитации и удаленно осуществить идеальную посадку на Марс, также придется сделать все возможное, чтобы экипаж из людей оставался в живых без какой-либо помощи извне.
Также остаются вопросы о том, как собрать достаточно пищи и воды, чтобы поддерживать экипаж и чтобы ракета оставалась не слишком тяжелой, но при этом было свободное для жизни место. А что, если кому-нибудь станет смертельно плохо либо разовьется клаустрофобия? За полгода может всякое произойти, и не только в космосе — на Земле.
Джон Брэдфорд работает в SpaceWorks Enterprises в Атланте.
Используя грант в 500 000 долларов, полученный от NASA, команда Брэдфорда работает над адаптацией многообещающей медицинской процедуры, которая могла бы разрешить многие связанные с космосом ограничения. На ежегодном Hello Tomorrow Summit в Париже Брэдфорд поделился концепцией своей команды по погружению экипажа в так называемое «состояние с низким метаболизмом». Иными словами, речь идет о погружении экипажа в спячку.
В основе идеи лежит уже существующая медицинская практика терапевтической гипотермии, или направленного контроля температуры. Она применяется в случае остановки сердца и неонатальной энцефалопатии. Пациента охлаждают до 33 градусов по Цельсию в течение 48 часов, чтобы предотвратить повреждение тканей из-за отсутствия кровотока. Затем вводят седативные препараты, вызывающие сон. Бывший гонщик «Формулы-1» Михаэль Шумахер был погружен в такое состояние после лыжной аварии в 2013 году.
Адаптировав эту процедуру к космическому полету, экипаж будут кормить и поить прямо в желудок, используя эндоскопическую гастрономическую трубку. Таким образом устраняется потребность в еде и стандартном пищеварении. Также будет использоваться электрическая стимуляция всего тела, чтобы избежать мышечной атрофии.
Команда Брэдфорда обнаружила, что в состоянии такого сна организму требуется на треть меньше пищи и воды для самоподдержания, что значительно уменьшает вес полезной нагрузки для марсианских миссий.
Большая часть концепции посвящена ротации спящих и бодрствующих. В настоящее время медицинские процедуры длятся от двух до трех дней, поэтому план состоит в том, чтобы продлить время, в течение которого человек находится в анабиозе, до восьми дней. За счет добавление двухдневного периода бодрствования, можно составить график так, чтобы отдельный член экипажа следил за остальными, а остальные находились восемь дней в режиме сна и два — в режиме бодрствования.
Это не значит, что люди будут спать на протяжении всего путешествия, но такие периоды позволят облегчить путешествие для большей части экипажа, снизить вес психологической и физической нагрузки, а также грамотнее распределить ресурсы на борту. Также есть надежда, что время в подобном анабиозе удастся увеличить до нескольких недель.
Не только SpaceWorks изучает идею погружению человека в сон на время космического путешествия. Европейское космическое агентство поручило своей команде Advanced Concepts заняться, в числе прочего, и этими исследованиями. Но последняя работа на эту тему была опубликована аж в 2004 году.
Скептики, как правило, сомневаются в способности человеческого тела эффективно и безопасно «просыпаться» после долгих периодов спячки, а также в том, могут ли наши тела адаптироваться к здоровой работе при пониженных температурах. Мы эволюционировали, чтобы работать определенным образом (сутки через трое, ага), и последствия долгосрочного воздействия низких температур пока до конца не изучены.
У исследовательской группы SpaceWorks есть краткосрочные и долгосрочные перспективы. Знания, которые мы получим на пути исследования гибернации, могут быть полезными и в медицинской сфере, например, при трансплантации органов и оказания неотложной помощи в экстремальных условиях.
Конечно, все это будет не скоро. По оценкам Брэдфорда, мы начнем использовать анабиоз в пилотируемых миссиях не ранее 2030 года. А поскольку Илон Маск планирует отправить первых поселенцев с ракетой уже в 2024 году, придется использовать уже проверенные методы.