V našich vesmírnych plánoch je znepokojivý nedostatok hibernácie. Ak niekedy prídeme na nejaký druh hibernácie, môžeme ho využiť na prekonanie s menšou kozmickou loďou?
Európska vesmírna agentúra (ESA) sa snaží túto otázku zodpovedať.
ESA má to, čomu hovoria „tematický tím“ pracujúci na ľudskej hibernácii. Tematický tím pracuje pod záštitou tímu Advanced Concepts Team, ktorý študuje nápady a technológie, ktoré majú dlhodobý význam pre vesmírne snahy ESA. Je to ako think tank, ktorý podporuje multidisciplinárny výskum.
Ak chceme budúcnosť, v ktorej budú misie s posádkou na iných planétach - alebo možno aj na iné slnečné systémy - skutočnosťou, súčasťou bude ľudská hibernácia. Buď to, alebo multi-generačná hviezdna loď, so všetkými svojimi parametrami náročnými na zdroje.
ESA uvádza, že „identifikovali kontrolované používanie torpéda a hibernácie ako technológie meniace hru pre ľudský vesmírny let.“ Taktiež špekulujú, že zníženie rýchlosti metabolizmu astronautov na dlhých vesmírnych cestách by mohlo nielen chrániť vzduch, vodu a jedlo, ale tiež znížiť ich náchylnosť na poškodenie žiarením.
ESA používa svoje zariadenie na súbežné navrhovanie (CDF), multimediálne zariadenie, ktoré umožňuje ich rôznym tímom spolupracovať a skúmať ľudskú hibernáciu na cestu na blízku planétu, pravdepodobne na Mars. Členovia tímu zhodnotili súčasnú technológiu vesmírneho cestovania pre päťročnú misiu na Marse, ktorá vysiela šesť astronautov na červenú planétu a späť. Toto je prvýkrát, keď študovali vplyv, ktorý môže mať hibernácia na návrh misie.
„Pracovali sme na úprave architektúry kozmickej lode, jej logistike, ochrane pred žiarením, spotrebe energie a celkovom návrhu misie,“ komentuje Robin Biesbroek z CDF.
Je toho treba veľa premýšľať. Rôzne sci-fi filmy a knihy preskúmali ľudskú hibernáciu, takže väčšina z nás môže vymenovať mnohé z týchto problémov. Aké psychologické účinky to bude mať? Určite by bolo šokujúce hibernalovať týždeň, mesiac, rok, ešte dlhšie, a potom sa prebudiť niekde vo vesmíre. Ako by sa na to mohol človek pripraviť?
A čo bezpečnosť? Sci-fi je plná ľudí, ktorí sa prebudili príliš skoro alebo príliš neskoro z hibernácie. Slabé a zvraštené, alebo možno zakryté studeným potom, mnoho protagonistov sa prebudilo v nesprávny čas a zistilo, že ich život obrátil hore nohami nefunkčný hibernačný systém.
Ale prvé veci ako prvé.
Ako by mohla technológia hibernácie, ak by sme ju mohli rozvíjať, ovplyvniť dizajn kozmickej lode?
„Pozreli sme sa na to, ako najlepšie umiestniť tím astronautov do hibernácie, čo robiť v prípade mimoriadnych udalostí, ako zvládnuť bezpečnosť ľudí a dokonca aký vplyv bude mať hibernácia na psychológiu tímu. Nakoniec sme vytvorili počiatočný náčrt architektúry biotopu a vytvorili plán na dosiahnutie overeného prístupu k hibernácii ľudí na Mars do 20 rokov, “uviedol Biesbroek.
Pravdepodobne prvá vec, ktorú si všimnete, je veľkosť obytných modulov. Ako ukazuje tento obrázok, hibernačná posádka by mohla využívať omnoho menší modul návykov ako bdelá posádka.
Predbežná štúdia ukázala, že hmotnosť kozmickej lode sa mohla znížiť o jednu tretinu. Posádka by hibernácia v malých tobolkách, ktoré by sa prebudili ako kabíny pre posádku, keď boli hore. Odstránenie spotrebného materiálu by pomohlo odstránením niekoľkých ton hmoty.
Štúdia sa zamerala na 180-dennú plavbu na Mars. Astronauti by si pred misiou museli dať do tela ďalší tuk a droga by vyvolala ich hibernáciu alebo torporu. Hibernizovali by sa vo svojich zatemnených a ochladených strukoch a keď sa prebudili, mala by sa zotaviť 21 dní.
Jedným z najznámejších nebezpečenstiev, ktorým čelia astronauti na dlhých vesmírnych letoch, je žiarenie. Vysokoenergetické častice oplývajú vesmírom a ochrana posádky je prvoradým záujmom. Ale pretože členovia posádky budú hibernácie na jednom mieste, uľahčuje navrhovanie ochrany. Okolo toboliek by sa mohlo vybudovať tienenie, napríklad nádoby na vodu.
Základný predpoklad ľudskej hibernácie vo vesmíre je postavený na hibernácii zvierat. V živočíšnej ríši existujú dva typy hibernátorov: povinné hibernátory, ktoré hibernácie ročne, bez ohľadu na teplotu alebo podmienky; a fakultatívne hibernátory, ktoré hibernácie reagujú na stresory v životnom prostredí. Hibernuje mnoho druhov zvierat vrátane medveďov, vačkovcov, netopierov, niektorých hlodavcov a veveričiek.
„Hibernácia sa na chvíľu navrhuje ako nástroj na zmenu hry pre cestovanie ľudským vesmírom,“ vysvetľuje vedúca tímu SciSpacE Jennifer Ngo-Anh. „Ak by sme dokázali znížiť základnú rýchlosť metabolizmu astronautov o 75% - podobne ako to, čo môžeme pozorovať v prírode pri veľkých hibernáciách, ako sú napríklad niektoré medvede, mohli by sme skončiť so značnou úsporou hmotnosti a nákladov, čo by umožnilo dlhodobé prieskumné misie. uskutočniteľnejšie. “
To je ešte stále veľké. Hibernácia medveďov je stále trochu tajomná. Počas hibernácie recyklujú svoje proteíny a moč. A môžu hibernalovať až 7 mesiacov bez straty kostnej hmoty. Iné hibernácie prerušujú svoj torporu s obdobiami typickejšou teplotou a srdcovou frekvenciou, ktoré sa nazývajú eutermické vzrušenie. Nie je známe, ako sa to všetko dá zvládnuť u ľudí, čo je druh, ktorý sa prirodzene nespráva.
Existuje však predpoklad pre ľudský spánok, ktorý vychádza z modernej medicíny.
"A základná myšlienka umiestnenia astronautov do dlhodobého hibernácie v skutočnosti nie je taká šialená: zhruba porovnateľná metóda bola testovaná a aplikovaná ako terapia u pacientov s traumatickou starostlivosťou a tých, ktorí majú podstúpiť veľké operácie po viac ako dve desaťročia," uviedol Ngo-Anh. „Väčšina veľkých lekárskych stredísk má protokoly na vyvolanie podchladenia u pacientov, aby znížili svoj metabolizmus tak, aby v podstate získali čas, a tak udržujú pacientov v lepšom stave, ako by boli inak.“
Vedci teda nezačínajú od nuly. Prinajmenšom majú východiskový bod, o čom sú tieto typy think tankov.
„Naším cieľom je v budúcnosti stavať na tom, že budeme skúmať mozgové dráhy, ktoré sú aktivované alebo blokované počas iniciácie hibernácie, počnúc zvieratami a pokračujúc k ľuďom,“ uzavrel Ngo-Anh.
Viac:
- Tlačová správa: Hibernácia astronautov bude potrebovať menšie kozmické lode
- ESA: tím pre pokročilé koncepcie; Bioinžinierstvo: Hibernácia
- Denník JSTOR: Tajomstvá hibernácie
