Την επόμενη δεκαετία, έως το 2033, η NASA και η Κίνα σκοπεύουν να στείλουν αστροναύτες στον Άρη για πρώτη φορά στην ιστορία. Αυτό θέτει μια σειρά από προκλήσεις, από υλικοτεχνικά και τεχνικά ζητήματα έως τη διασφάλιση ότι οι αστροναύτες μπορούν να αντιμετωπίσουν τα απόβλητα και να έχουν αρκετή τροφή και νερό για μια πολύμηνη πτήση προς τον Άρη και πίσω.
Αλλά, φυσικά, η υγεία και η ασφάλεια των αστροναυτών που θα περάσουν μήνες στο διάστημα θα εκτεθούν στην κοσμική ακτινοβολία και τη μικροβαρύτητα. Υπάρχουν μάλιστα φόβοι ότι μετά από αρκετούς μήνες σε συνθήκες μικροβαρύτητας, οι αστροναύτες θα αντιμετωπίσουν προβλήματα προσαρμογής στην βαρύτητα του Άρη.
Για να καθορίσουν εάν αυτοί οι φόβοι είναι δικαιολογημένοι, μια ομάδα ειδικών διαστημικής ιατρικής από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας (ANU) ανέπτυξε ένα μαθηματικό μοντέλο για να προβλέψει εάν οι αστροναύτες θα μπορούσαν να ταξιδέψουν με ασφάλεια στον Άρη και να εκτελέσουν τα καθήκοντά τους κατά την άφιξή τους στον Κόκκινο Πλανήτη.
Επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας ήταν ο Δρ Lex Van Loon, ερευνητής στο ANU College of Health and Medicine (CHM). Όπως σημειώνουν ο ίδιος και οι συνάδελφοί του στη μελέτη τους, οι πιθανοί κίνδυνοι για τις αποστολές στον Άρη είναι πολλοί, αλλά η μεγαλύτερη απειλή μπορεί να είναι ο χρόνος που θα περάσουν οι αστροναύτες στη μικροβαρύτητα. Σε συνδυασμό με την καταστροφική ακτινοβολία από τον Ήλιο και τις κοσμικές πηγές, αυτή η εμπειρία θα προκαλέσει θεμελιώδεις αλλαγές στο σώμα τους.
Με βάση εκτεταμένη έρευνα που διεξήχθη στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS), η μικροβαρύτητα είναι γνωστό ότι προκαλεί απώλεια μυϊκής και οστικής πυκνότητας και επηρεάζει τη λειτουργία των οργάνων, την όραση και το καρδιοπνευμονικό σύστημα – την καρδιά και την ικανότητά της να αντλεί αίμα μέσω του συστήματος των αρτηριών και φλέβες σώμα
Όπως περιέγραψε ο Wang Loong, η έρευνά τους είναι σημαντική όχι μόνο λόγω των προτεινόμενων αποστολών στον Άρη, αλλά και για τον αναπτυσσόμενο εμπορικό τομέα του διαστήματος: «Γνωρίζουμε ότι ένα ταξίδι στον Άρη θα διαρκέσει έξι έως επτά μήνες και μπορεί να αλλάξει τη δομή του τα αιμοφόρα αγγεία σας ή τη δύναμη της καρδιάς σας λόγω της έλλειψης βαρύτητας που εμφανίζεται ως αποτέλεσμα του διαστημικού ταξιδιού. Με την έλευση εμπορικών πρακτορείων διαστημικών πτήσεων όπως το Space X και η Blue Origin, οι πλούσιοι αλλά όχι απαραίτητα υγιείς άνθρωποι έχουν περισσότερες ευκαιρίες να πετάξουν στο διάστημα, επομένως θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε μαθηματικά μοντέλα για να προβλέψουμε εάν ένα άτομο είναι κατάλληλο για πτήση στον Άρη».
Η συν-συγγραφέας Δρ. Έμα Τάκερ, αστροφυσικός και γραμματέας επείγουσας ιατρικής, πρόσθεσε ότι η παρατεταμένη έλλειψη βαρύτητας μπορεί να κάνει την καρδιά να γίνει νωθρή επειδή δεν χρειάζεται να εργάζεται τόσο σκληρά για να υπερνικήσει τη βαρύτητα και να αντλήσει αίμα σε όλο το σώμα: «Όταν όταν βρίσκεστε στη Γη, η βαρύτητα έλκει υγρό προς το κάτω μισό του σώματός σας, έτσι τα πόδια ορισμένων ανθρώπων αρχίζουν να πρήζονται μέχρι το τέλος της ημέρας. Αλλά όταν πηγαίνετε στο διάστημα, αυτή η βαρυτική έλξη έχει φύγει, πράγμα που σημαίνει ότι το υγρό μετατοπίζεται στο πάνω μισό του σώματός σας και αυτό πυροδοτεί μια απόκριση που ξεγελά το σώμα να πιστεύει ότι υπάρχει πάρα πολύ υγρό.
Ως αποτέλεσμα, αρχίζεις να πηγαίνεις πολύ στην τουαλέτα, να διώχνεις τα περιττά υγρά, να μην διψάς και να πίνεις λιγότερο, και ως εκ τούτου, στο διάστημα, αφυδατώνεσαι».
Γι' αυτό, είπε ο Τάκερ, οι αστροναύτες που επιστρέφουν από τον ISS λιποθυμούν όταν εισέρχονται ξανά στη Γη ή πρέπει να μεταφερθούν σε αναπηρικά καροτσάκια. Όσο περισσότερο μένουν στο διάστημα, τόσο πιο πιθανό είναι να καταρρεύσουν όταν επιστρέψουν στη Γη και τόσο πιο δύσκολη θα είναι η διαδικασία προσαρμογής στη βαρύτητα της Γης.
Όταν πρόκειται για αποστολές με προορισμό τον Άρη, υπάρχει η πρόσθετη επιπλοκή των καθυστερήσεων επικοινωνίας μεταξύ Γης και Άρη. Ανάλογα με τις θέσεις του Ήλιου, της Γης και του Άρη, αυτές οι καθυστερήσεις μπορεί να διαρκέσουν έως και 20 λεπτά, πράγμα που σημαίνει ότι οι αστροναύτες πρέπει να μπορούν να εκτελούν τα καθήκοντά τους χωρίς άμεση βοήθεια από ελεγκτές αποστολής ή πληρώματα υποστήριξης (συμπεριλαμβανομένης της επείγουσας ιατρικής περίθαλψης).
Όπως εξήγησε ο Wang Loon: «Αν ένας αστροναύτης χάσει τις αισθήσεις του την πρώτη φορά που βγαίνει από το διαστημόπλοιο, δεν θα υπάρχει κανείς στον Άρη να τον βοηθήσει. Γι' αυτό πρέπει να είμαστε απολύτως σίγουροι ότι ο αστροναύτης είναι έτοιμος για πτήση και μπορεί να προσαρμοστεί στο βαρυτικό πεδίο του Άρη. Πρέπει να μπορούν να λειτουργούν αποτελεσματικά και αποδοτικά με ελάχιστη υποστήριξη κατά τη διάρκεια αυτών των κρίσιμων πρώτων λεπτών».
Το μοντέλο τους βασίζεται σε έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης, ο οποίος με τη σειρά του βασίζεται σε δεδομένα αστροναυτών που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια προηγούμενων αποστολών στο ISS και στις αποστολές Apollo, για τη μοντελοποίηση των κινδύνων που σχετίζονται με ένα ταξίδι στον Άρη.
Οι δοκιμές έχουν δείξει ότι μπορεί να μιμηθεί βασικές αιμοδυναμικές αλλαγές στο καρδιαγγειακό σύστημα μετά από μακροχρόνιες διαστημικές πτήσεις και υπό συνθήκες διαφόρων βαρυτικών και υγρών φορτίων. Και τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά, καθώς δείχνουν ότι οι αστροναύτες μπορούν να λειτουργήσουν αφού περάσουν μήνες στη μικροβαρύτητα.
Αν και το τρέχον μοντέλο βασίζεται σε δεδομένα από καλά εκπαιδευμένους μεσήλικες αστροναύτες, οι ερευνητές ελπίζουν να επεκτείνουν τις δυνατότητές του ώστε να συμπεριλάβουν δεδομένα από εμπορικές διαστημικές πτήσεις.
Τελικά, ο στόχος τους είναι να δημιουργήσουν ένα μοντέλο που μπορεί να προσομοιώσει τις επιπτώσεις του παρατεταμένου διαστημικού ταξιδιού σε σχετικά άρρωστους ανθρώπους με προϋπάρχουσα καρδιακή νόσο ή απλά μη εκπαιδευμένους πολίτες. Ελπίζουν ότι αυτό το μοντέλο θα δώσει μια πλήρη εικόνα για το τι θα συνέβαινε αν ένας «συνηθισμένος» άνθρωπος πήγαινε στο διάστημα.
Και ποιος ξέρει; Μπορεί να είναι δυνατή η μοντελοποίηση των επιπτώσεων των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων της μικροβαρύτητας στην ανάπτυξη των παιδιών και των εμβρύων. Αυτή η έρευνα είναι κρίσιμη εάν θέλουμε ποτέ να στείλουμε ανθρώπους στο φεγγάρι, στον Άρη και σε άλλα μέρη για να ζήσουν μια μέρα εκεί.
Μπορείτε να βοηθήσετε την Ουκρανία να πολεμήσει ενάντια στους Ρώσους εισβολείς, ο καλύτερος τρόπος για να το κάνετε αυτό είναι να δωρίσετε κεφάλαια στις Ένοπλες Δυνάμεις της Ουκρανίας μέσω Savelife ή μέσω της επίσημης σελίδας NBU.
Επίσης ενδιαφέρον: