Mūsu kosmosa tālākajos plānos ir satraucošs ziemas guļas trūkums. Ja mēs kādreiz izdomājam kaut kādu hibernācijas veidu, vai mēs varam to izmantot, lai tiktu galā ar mazākiem kosmosa kuģiem?
Eiropas Kosmosa aģentūra (EKA) strādā, lai atbildētu uz šo jautājumu.
ESA ir tā, ko viņi sauc par “tēmu komandu”, kas strādā pie cilvēku hibernācijas. Tematiskā grupa strādā uzlaboto koncepciju grupas paspārnē, kas pēta idejas un tehnoloģijas, kurām ir ilgtermiņa nozīme EKA centieniem kosmosā. Tas ir kā ideju laboratorija, kas atbalsta daudzdisciplinārus pētījumus.
Ja mēs vēlamies nākotni, kurā apkalpoto cilvēku komandējumi uz citām planētām vai, iespējams, uz citām Saules sistēmām, ir realitāte, tad cilvēka pārziemošana būs tās sastāvdaļa. Vai nu tas, vai arī vairāku paaudžu zvaigžņu kuģis ar visiem saviem resursiem vajadzīgajiem parametriem.
ESA saka, ka viņi ir “identificējuši kontrolētu vilkšanas un hibernācijas izmantošanu kā spēli mainošu tehnoloģiju cilvēku kosmosa lidojumiem”. Viņi arī spekulē, ka, samazinot astronautu metabolisma ātrumu ilgstošos kosmosa ceļojumos, varētu ne tikai saglabāt gaisu, ūdeni un pārtiku, bet arī samazināt viņu uzņēmību pret radiācijas radītiem bojājumiem.
ESA izmanto viņu vienlaicīgo projektēšanas iespēju (CDF) - multimediju iespēju, kas ļauj dažādām komandām strādāt kopā, lai pārbaudītu cilvēku pārziemojumus ceļojumam uz tuvējo planētu, iespējams, uz Marsu. Komandas locekļi novērtēja pašreizējās kosmosa ceļojumu tehnoloģijas piecu gadu Marsa misijai, kas sešus astronautus nosūta uz sarkano planētu un atpakaļ. Šī ir pirmā reize, kad viņi ir izpētījuši hibernācijas ietekmi uz misijas plānošanu.
“Mēs strādājām pie kosmosa kuģa arhitektūras, loģistikas, aizsardzības pret radiāciju, enerģijas patēriņa un vispārējās misijas plānošanas pielāgošanas,” komentē Robins Biesbrūks no CDF.
Par to ir daudz jādomā. Cilvēku ziemas guļas ir izpētītas dažādas zinātniskās filmas un grāmatas, tāpēc lielākā daļa no mums var nosaukt daudzus no šiem jautājumiem. Kādas būs psiholoģiskās sekas? Noteikti būtu šokējoši pārziemot nedēļu, mēnesi, gadu, pat ilgāk, un pēc tam pamodināt kaut kur kosmosā. Kā cilvēks varētu tam sagatavoties?
Un kā ar drošību? Sci-fi ir piegružoti cilvēkiem, kuri pamodās pārāk agri vai pārāk vēlu no ziemas guļas. Vāji un pukingi, vai varbūt auksti sviedri, daudzi varonis ir pamodies nepareizā laikā un secinājis, ka viņu dzīvība ir apgriezta otrādi ar nepareizi funkcionējošu pārziemošanas sistēmu.
Bet vispirms viss.
Kā hibernācijas tehnoloģija, ja mēs to varētu attīstīt, ietekmētu kosmosa kuģa dizainu?
“Mēs apskatījām, kā astronautu komandu vislabāk varētu nodod hibernācijai, kā rīkoties ārkārtas gadījumos, kā rīkoties ar cilvēku drošību un pat to, kā hibernācija varētu ietekmēt komandas psiholoģiju. Visbeidzot mēs izveidojām sākotnējo biotopu arhitektūras skici un izveidojām ceļvedi, lai 20 gadu laikā sasniegtu apstiprinātu pieeju cilvēku pārziemošanai uz Marsu, ”sacīja Biesbrūks.
Droši vien pirmais, kas jāievēro, ir dzīvesvietas moduļu lielums. Hibernējošā apkalpe varētu izmantot daudz mazāku hab moduli nekā nomodā apkalpe, kā parādīts šajā attēlā.
Sākotnējais pētījums parādīja, ka kosmosa kuģa masu varētu samazināt par vienu trešdaļu. Apkalpe pārziemos nelielās podiņās, kuras nomodā dubultosies kā apkalpes kajītes. Palīgmateriālu noņemšana palīdzētu likvidēt vairākas tonnas masas.
Pētījumā tika apskatīts 180 dienu kruīzs uz Marsu. Astronautiem pirms misijas vajadzēs uzvilkt papildu ķermeņa tauku daudzumu, un zāles izraisīs viņu pārziemošanu vai pārpūli. Viņi pārziemos aptumšoto, atdzesēto pākšu iekšpusē, un, kad viņi pamodīsies, būs 21 dienas atveseļošanās periods.
Viena no vispazīstamākajām briesmām, ar ko saskaras astronauti garos kosmosa lidojumos, ir starojums. Kosmosā ir daudz enerģijas saturošu daļiņu, un galvenā problēma ir apkalpes aizsardzība. Bet tā kā apkalpes locekļi pārziemos vienā vietā, tas atvieglo aizsardzības projektēšanu. Ap pākstīm varētu būvēt ekranējumu, piemēram, ūdens traukus.
Pamata pieņēmums par cilvēku hibernāciju kosmosā ir balstīts uz dzīvnieku hibernāciju. Dzīvnieku valstībā ir divu veidu pārziemotāji: obligāti pārziemot, kas pārziemo katru gadu neatkarīgi no temperatūras vai apstākļiem; un fakultatīvie pārziemotāji, kas pārziemo kā reakcija uz apkārtējās vides stresa faktoriem. Daudzu veidu dzīvnieki pārziemo, ieskaitot lāčus, zārkus, sikspārņus, dažus grauzējus un dažas vāveres.
“Jau kādu laiku ziemas guļas tiek piedāvātas kā spēles mainošs līdzeklis cilvēku ceļojumiem kosmosā,” skaidro SciSpacE komandas vadītāja Dženifera Ngo-Anha. “Ja mēs spētu samazināt astronautu metabolisma ātrumu par 75% - līdzīgi tam, ko mēs varam novērot dabā ar lieliem pārziemojošiem dzīvniekiem, piemēram, noteiktiem lāčiem -, mēs varētu nonākt pie ievērojamiem masas un izmaksu ietaupījumiem, veicot ilgtermiņa izpētes misijas vairāk iespējams. ”
Tomēr tas joprojām ir liels. Lāču ziemas guļas joprojām ir nedaudz noslēpumainas. Viņi pārziemo olbaltumvielas un urīnu, pārziemojot. Un viņi var pārziemot līdz 7 mēnešiem, nezaudējot kaulu masu. Citi pārziemojošie dzīvnieki pārtrauc savu gaisu ar raksturīgākiem temperatūras un sirdsdarbības periodiem, ko sauc par eitērisko uzbudinājumu. Kā tas viss tiks pārvaldīts cilvēkiem, sugai, kas dabiski neziemo, nav zināms.
Tomēr ir kāds priekšnoteikums cilvēku pārziemošanai, un tas nāk no mūsdienu medicīnas.
"Un pamatideja ievietot astronautus ilgtermiņa hibernācijā faktiski nav tik traka: plaši salīdzināma metode ir pārbaudīta un pielietota kā terapija kritiskās aprūpes traumu pacientiem un tiem, kuriem vairāk nekā divas desmitgades tiek veiktas lielas operācijas," sacīja Ngo-Anh. "Lielākajai daļai lielāko medicīnas centru ir protokoli, lai izraisītu hipotermiju pacientiem, lai samazinātu metabolismu, lai pamatā iegūtu laiku, saglabājot pacientus labākā formā, nekā viņi citādi būtu."
Tātad pētnieki nesāk no nulles. Viņiem vismaz ir sākumpunkts, par ko ir domāts šāda veida ideju laboratorijās.
"Mēs domājam to balstīt nākotnē, izpētot smadzeņu ceļus, kas tiek aktivizēti vai bloķēti pārziemošanas sākumā, sākot ar dzīvniekiem un beidzot ar cilvēkiem," secināja Ngo-Anh.
Vairāk:
- Paziņojums presei: Hibernējošajiem astronautiem būtu nepieciešami mazāki kosmosa kuģi
- ESA: Advanced Concepts Team; Bioinženierija: hibernācija
- JSTOR Daily: hibernācijas noslēpumi
