Странните, смъртоносни последици на Марс върху тялото
Последно: 18 февруари 2014 г. в 07:05
За полета до Марс човечеството е мечтало много преди Гагариновия подвиг. Пионерът на германското и американското ракетостроене Вернер фон Браун е смятал, че човекът ще стъпи на Червената планета още през 1965 г.
Оттогава са назовавани различни дати и винаги те са били някъде двайсетина години след сегашния момент. Изминало е неприлично много време, но това утре така и не е настъпило.
Отчасти обяснението за това е, че няма няма такова местоназначение като Космоса. Излизането на земна орбита, полетите на Луната или Марс – всичко това са много различни неща. Ние сме още в самото начало на космическата ера и на първи план излиза задачата за построяване на кораби, които не се разпадат при старта – и тя досега далеч невинаги се решава успешно.
Пътешествието до Марс кара специалистите да си блъскат главите над проблеми от друго естество, тъй като това вече не е спринт, а маратон, и фокусът се измества от апаратурата към човешкия организъм. Дори изглеждащата като рутина безтегловност, която вече повече от петдесет години не учудва никого, става сериозно препятствие.
Земният живот в продължение на три и половина милиарда години е еволюирал при неизменна сила на тежестта. Махнете гравитацията и ще откриете, че имате съвсем друго тяло – непознато, чуждо.
Преди да разсъждаваме за опасностите, които носи със себе си космическото лъчение по време на полета до Марс, нека първо решим това, призовава в новата си книга „Екстремна медицина“ (Extreme Medicine) Кевин Фонг, професор от Лондонския имперски колеж (Великобритания) и специалист по космическа медицина, работещ включително с НАСА.
Докато ние ходим по Земята, силата на привличане остава незабележима. Струва ни се съвсем естествено, че сме залепени към повърхността на планетата. Но стига да повисим малко на лоста, да не говорим вече за скокове с парашут, и гравитацията незабавно започва да изисква внимание.
Всъщност цялото ни тяло е резултат от адаптацията към тази сила. Без четириглавия бедрен мускул, прасците, седалищните мускули, гръбначния стълб ние с вас сега не бихме стояли изправени, а бихме приели ембрионална поза. Тези мускули са създадени с постоянни упражнения, които ние извършваме всекидневно, без да придаваме на това значение.
Ето защо плътта, образуваща основна част от бедрата, както и укрепващата коленете, се износва по-рано от останалия организъм. В експерименти, в които мишки били изпращани в „космоса“, повече от една трета от масата на четириглавия бедрен мускул се губела само за девет дни!
Костите също са продукт на гравитацията. Струва ни се, че скелетът е просто основа, върху която са опънати нашите мускули, или нещо от рода на доспехи. Но на микроскопично ниво скелетът е динамична система, която постоянно се изменя в зависимост от гравитацията, стремейки се да защити костта от разтягане. Липсата на сила на тежест води до остеопороза. А тъй като 99% от нашия калций се съхранява именно в костите, той, ставайки ненужен, попада в кръвотока и предизвиква нови проблеми, от запек и бъбречнокаменна болест до психотична депресия.
С това биологичната адаптация към силата на тежестта не приключва. Когато ние ставаме от леглото, сърцето (а то е мускул) трябва да преодолее гравитацията, трябва да изпомпа кръв в сънната артерия, водеща към мозъка. Колкото повече се изтягаме на дивана, толкова по-трудно се справя сърцето с тази задача.
Радиацията: колко голяма е заплахата?
До последно оценките на реалното ниво на радиационна заплаха по пътя към Червената планета и върху самата нея баха приблизителни. Постепенно, благодарение на новите данни на Curiosity, ситуацията се променя.
Опасността от полет към Марс ни вълнува все по-силно. Ето защо учени начело с Дон Хаслер от Югозападния изследователски институт (САЩ) ни дават поредния повод за безпокойство. Средната доза радиация, получена в продължение на 180-дневен полет, се оказва равна на 300 милисиверта, а това е около 24 компютърни аксиални томографии на коремната кухина или 15 дози лъчение, смятани за допустими за работниците в АЕЦ.
След кацането на Марс ситуацията за щастие се подобрява – независимо от липсата на магнитосфера и доста разредената атмосфера космическите лъчи ще атакуват пришълците не от всички страни, тъй като долу те ще бъдат защитени от планетарната дебелина. И все пак около половината от лъчението все пак остава, макар количеството му рязко да се колебае в зависимост от интензивността на слънчевия вятър.
Като цяло ситуацията не е толкова лоша: половингодишно пътешествие към Марс по получена сумарна доза е равно на следващото 500-дневно пребиваване там, едното и другото поотделно са близки към дозата, получавана от жителите на МКС за половин година на орбита.
Но според нормите на НАСА тези цифри са неприемливо високи и несъмнено ще станат един от факторите, на които агенцията ще се опира, отговаряйки на въпроса „Защо още не сте на Марс?“.
Макар че това не е неразрешим проблем: преди известно време НАСА инициира работа с пълни с водород борни нанотръбички, способни във всички смисли да облекчат ефективна антирадиационна защита на космическите кораби и екипажа.
Изводите от новото изследване са важни и за търсенето на органични съединения на Марс. Ако животът там някога е съществувал, то търсенето на неговите останки в почвата на дълбочина повече от 1 метър е безполезно, тъй като за милиони години лъчението просто би разрушило всичко.
От друга страна, ако явни следи от минал живот бъдат открити на по-малка дълбочина, това ще означава, че условните марсианци са измрели относително скоро.
Отчет за изследването е публикуван в сп. Science.
След това – във вътрешното ухо е разположена система акселерометри – отолити и полукръгли канали. Тя споделя своите данни с очите, сърцето, ставите и мускулите и това също е резултат от гравитацията. Представете си, че светът около вас отвратително се люлее – до подобно състояние може да ви докарат не само болести, наркотици и отрова, но и попадането в безтегловност.
Има и други неприятности, чиято природа не е съвсем ясна – спада количеството еритроцити, провокирайки анемия, влошава се имунитетът, забавя се зарастването на рани, разстройва се сънят.
Накрая, необходимо е някак да се реши въпросът с живота като такъв. От какво екипажът ще живее в Космоса почти три години? Кислород може да се произвежда с електролиза, но запасите със скъпоценната течност вода трябва да се попълват през цялото време. Друг вариант е да се отглежда пшеница, която ще дава не само необходимото количество кислород, но и ще отстранява от въздуха въглеродния диоксид, а също ще стане източник на храна. Само че каква е вероятността пшеницата да не загине?
Трето предложение е обсъждано сериозно на един от симпозиумите на Европейската космическа агенция. Водорасли! С тях е по-лесно, отколкото с пшеницата, а в останалото те са също толкова изгодни във всички отношения. Водораслите са източник на белтъчини, а ще се отглеждат с естествените отходи на самите космонавти.
И чак на последно място Фонг предлага да помислим за радиацията. Нивото на облъчване по пътя към Марс се оценява в пределите на нормата, но само в случай че няма изригвания на Слънцето. Обвивка на космическия кораб от олово и други тежки метали няма да спаси пътниците от високоенергийните тежки частици.
Но дори да успеем да се защитим от радиацията и да си осигурим жизнената дейност, така или иначе ще се наложи да се върнем към безтегловността. За щастие специалистите прекрасно разбират това. Най-простият начин да се имитира липсата на гравитация е да се постави човекът в постелята за продължително време.
От тези експерименти назряла следната идея: да се предписва на бъдещите космонавти безтегловност в малки, но мощни дози. НАСА вече е провеждала такива опити и първите резултати са обнадеждаващи: сърцето и мускулите успяват да се защитят. Това вероятно ще е от полза и за костите, но вътрешното ухо ще трябва да се тренира някак различно.
Уви, всички тези смели мероприятия са провеждани, преди бюджетът на НАСА рязко да бъде съкратен.
