Susana Zanello ir eksperte cilvēku pielāgošanai dzīvei kosmosā. Uzaicināta kā viesis Ecole Federal Lausanne (EPFL), viņa dalījās ar savu perspektīvu par izpēti, kosmosa izpēti, turpmākajiem ceļojumiem uz Marsu un daudz ko citu. Šī ir intervija, kas ievietota vietnē Phys.org.
Ceļojumi kosmosā ietekmē cilvēka ķermeni daudz spēcīgāk, nekā mēs domājam. Susana Zanello specializējas šajos efektos. Bioloģe, viņa strādā Kosmosa dzīvības zinātņu nodaļā Hjūstonā, iestādē, kas atbalsta NASA darbu. Tās misija ir izpētīt cilvēka pielāgošanos dzīvei kosmosā, identificēt ar to saistītos riskus un izstrādāt pretpasākumus, lai astronauti būtu veseli, veicot izlūkošanas misijas.
Kā šī EPFL uzturēšanās palīdzēs jūsu pētījumos?
Es šeit ierados, lai uzzinātu vairāk par miniaturizāciju un apkopotu dažas idejas. Kosmosa medicīnā mums ir nepieciešamas ierīces ar maziem izmēriem, kas ļaus veikt analīzi lidojuma laikā un reāllaika veselības uzraudzību: lai mērītu astronautu pulsu, asinsspiedienu, elpošanas ātrumu un temperatūru. Turklāt ir jābūt zināmam veidam, kā apkopot veselības datus par visu apkalpi. Tas ir svarīgs punkts, jo kosmosā ir daudz ierobežojumu: pieejamā telpa, apkalpes laiks, objektu svars, ko mēs tur paņemam. Tādējādi mēs meklējam jaunas mikro un nanotehnoloģijas, lai izveidotu mazākas un labākas ierīces.
Kādas ir vissvarīgākās kosmosa lidojuma izpausmes ķermenī?
Dzīve ārpus Zemes ir izaicinājums. Evolūcijas procesā dzīve ir pielāgojusies šai planētai. Kosmosā viens no galvenajiem riskiem ir mikrogravitācija - gravitācijas neesamība. Acīmredzamas sekas ir kaulu minerālā blīvuma zudums. Tur augšā vienkārši nav nepārtraukti jācīnās ar gravitācijas spēku, kā mēs to darām uz Zemes.
Tādējādi skeletam vienkārši nav nepieciešams mūs atbalstīt. Cilvēka ķermenis sāk pielāgoties, samazinot kaulu matricas blīvumu un atšķirīgi apstrādājot kalciju. Tas noved pie kaulu spēka zaudēšanas, kas palielina lūzumu risku, atgriežoties uz Zemes, kā arī nierakmeņus.
Kosmiskais starojums ir vēl viens svarīgs risks dzīvībai kosmosā. Zemes magnētiskais lauks ir efektīvs vairogs, kas neļauj lielākajai daļai augstas enerģijas daļiņu sasniegt planētas virsmu. Ārpus Van Allena jostām vai uz citām planētām mūs pastāvīgi bombardēs spēcīgi Saules protoni un galaktiskie kosmiskie stari.
Reklāmas video:
Ir pārliecinoši pierādījumi, ka tie var iziet cauri mūsu ķermenim un mijiedarboties ar DNS. Ilgtermiņā pastāv risks, kas saistīts ar DNS izmaiņām, vēža parādīšanos, tāpēc ir vajadzīgi nopietni pētījumi.
Vai jūsu darbs ir vērsts uz izmaiņām astronautu redzējumā?
2000. gadu sākumā mēs sākām novērot astronautu redzes asuma samazināšanos pēc tam, kad viņi pavadīja laiku Starptautiskajā kosmosa stacijā ISS. Turpmākie pētījumi parādīja acu formas izmaiņas, acs ābola saplacināšanu un acs aizmugures sabiezēšanu redzes nerva sākumā. 60% astronautu redze ir samazināta, dažos gadījumos tas ir neatgriezenisks. Tāpēc NASA uzskata, ka tas ir ļoti svarīgs veselības apdraudējums.
Kas izraisa šo redzes zudumu?
Mēs domājam, ka tas ir saistīts ar šķidruma pārvietošanos organismā. Uz Zemes šķidrumiem ir tendence virzīties uz pēdām. Viņu kustība un vārsti mūsu kāju vēnās palīdz asinīm atgriezties sirdī. Mikrogravitācijā šī sistēma vairs nav vajadzīga, un tā vietā jūsu šķidrums tiek iesūknēts galvā.
Tas noved pie uzpūstas sejas un vistas kāju parādīšanās, kā arī, iespējams, ar paaugstinātu intrakraniālo spiedienu. Zinātnieki pieļauj hipotēzi, ka, paaugstinoties spiedienam cerebrospinālajā šķidrumā, tas maina spiedienu acīs, kas ietekmē redzes asumu.
Kādu pētījumu jūs gatavojaties veikt nākotnē?
Ir adaptācijas fizioloģiskās pazīmes, kuras mēs varam novērot, kā arī tās, kas to pamatā ir molekulārā līmenī. Gēnus telpā var izteikt dažādos veidos, kas izraisa noteiktas fizioloģiskas izmaiņas. Pētījumam, kuru šobrīd veicu, vajadzētu atbildēt uz šiem jautājumiem. Bet atkal ir daudz ierobežojumu eksperimentu veikšanai kosmosā.
Tagad astronauti tur dzīvo līdz sešiem mēnešiem, un tikai divi no viņiem nolēma veikt viena gada misiju. Bet, kad mēs runājam par citiem attāliem galamērķiem, piemēram, Marsu, tas runā par vajadzību pēc garām misijām. Lai uzzinātu, kas var notikt šādos reisos, mums jāveic eksperimenti ne tikai ar ISS, bet arī ar kosmosa bāzes zemes analogiem platformās, kas simulē kosmosa apstākļus.
Kādi ir galvenie izaicinājumi ceļojot uz Marsu?
Šāda misija prasīs vismaz trīs gadus. Pirmais risks ir fizioloģisks. Lai to izmērītu, mums jāņem vērā ilgums, attālums, izolācija, ierobežošana ar ierobežotu cilvēku skaitu, lielas slodzes stress un spiediens uz panākumu gūšanu. Kad esat ieradies uz Marsa, tas ir labāk: daļēja gravitācija. Jūsu kauli tiks nekavējoties stimulēti, un kaulu blīvuma samazināšanās ātrums samazināsies. Bet atkal uz virsmas astronauti saskaras ar augstas enerģijas starojuma risku. Nemaz nerunājot par skarbo klimatu, putekļiem un nepieciešamību pēc laba ēdiena.
Kā ar citām planētām?
Protams, mēs sākam domāt par attālākiem objektiem, piemēram, par Jupitera pavadoni Europa, uz kura tika atklāts ūdens. Bet viņš ir daudz tālāk. Turklāt ticiet vai nē, lai gan Marss šķiet mirusi planēta, tomēr tas joprojām ir salīdzinoši draudzīgs salīdzinājumā ar pārējiem. Tās lielums un rotācija ir līdzīga Zemei. Diena ilgst gandrīz 24 stundas. Tas ir svarīgi cilvēkiem, kuri pieraduši dzīvot šādos apstākļos. Piemēram, dzīvošana uz planētas ar 10 stundu dienām var izraisīt daudzas ķermeņa blakusparādības.
Vai mēs esam pārāk pieraduši pie zemes apstākļiem, lai lidotu kosmosā?
Pieredze rāda, ka mēs varam pielāgoties jaunai videi. Protams, vienmēr būs noteikti riski. Mums rūpīgi jānosaka šo iespējamo risku līmeņi. Bet mēs nevaram ignorēt slāpes pēc cilvēku izpētes. Pat ar lielu risku vienmēr ir kāds, kurš vēlas ieskrieties jaunajā un nezināmajā.