NASA aviācijas un kosmosa aģentūra un SpaceX mēģina ne tikai noskaidrot, kā cilvēku nogādāt uz Marsa, bet arī domāt par to, kā 200 dienu ceļojums un patiesībā pati dzīve uz Sarkanās planētas var ietekmēt cilvēka ķermeni un kā ar to rīkoties. Acīmredzot cilvēki sagaida visus ilgtermiņa uzturēšanās kosmosa apstākļos "priekus": muskuļu atrofiju, kaulu blīvuma zudumu, paaugstinātu intrakraniālo spiedienu un citas fizioloģiskas problēmas. Kopā ar resursu trūkumu un ilgstošu kosmiskā starojuma iedarbību ceļojums solās būt ārkārtīgi aizraujošs un interesants.
Lai atrisinātu problēmu, NASA un aģentūras partneri strādā pie sistēmas, kas ļaus cilvēkiem nokļūt pilnīgā neaktivitātes stāvoklī, kas faktiski būs tāds pats ziemas guļas laiks, kāds mums tiek rādīts zinātniskās fantastikas filmās. Turklāt notiek tādu aizsardzības metožu un līdzekļu izstrāde, kas ļaus cilvēkiem izdzīvot uz Marsa. Nesen Parīzē notikušajā zinātnes simpozijā Hello Tomorrow Engadget reportieri noķēra NASA Lauru Kerberi un kosmosa tehnoloģiju uzņēmuma Spaceworks vadītāju Džonu Bredfordu, lai uzzinātu sīkāku informāciju.
"Mēs saskaramies ar daudzām grūtībām, kas neļauj mums nokļūt uz Marsa veselīgā stāvoklī," - runas laikā šajā pasākumā sacīja Bredfords.
Kā eksperts cilvēku kosmosa izpētē Bredfords izstrādā metodi, kas ļaus izvairīties no daudzām šī raksta sākumā aprakstītajām problēmām, ievietojot personu "pilnīgas neaktivitātes stāvoklī" vai ilgstošā hipotermijā. Šīs tehnoloģijas izmantošana ne tikai samazinās ar astronautu veselību saistītos riskus, bet arī atrisinās daudzas tehniskas un inženiertehniskas problēmas.
No medicīniskā viedokļa tehnoloģija atrisinās jebkura veida tā sauktos psihosociālos traucējumus (piemēram, atrodoties pastāvīgā miega stāvoklī, varēsiet izvairīties no tāda stāvokļa kā depresija), mazinās intrakraniālā spiediena problēmu, un citu metožu, piemēram, elektriskās stimulācijas, izmantošana samazinās muskuļu atrofijas procesu. kaulu blīvuma zudums un ilgtermiņā pat pozitīvi ietekmēs kosmiskā starojuma ietekmes uz ķermeni problēmas risināšanu.
No tehniskā viedokļa tehnoloģijas izmantošana organisma ievadīšanai pilnīgas neaktivitātes stāvoklī ievērojami vienkāršos NASA un SpaceX uzdevumu nogādāt cilvēkus uz Marsu. Pirmkārt, tas ievērojami samazinās nepieciešamību pēc pārtikas, kā arī samazinās prasības attiecībā uz dzīvojamās telpas apjomu kosmosa kuģa iekšienē un līdz ar to arī enerģijas līmeni, kas nepieciešams tā darbināšanai.
“Visas šīs lietas kosmosa kuģim piešķir papildu slodzi. Nepieciešamajai enerģijai ir eksponenciālā funkcija (masas funkcija), tāpēc jebkura masas samazināšanās mums pavērs ievērojamus ieguvumus,”sacīja Bredforda.
Frāze "pilnīga ķermeņa neaktivitāte" var izklausīties rāpojoša. Bet šī lieta patiešām darbojas. Normāla cilvēka ķermeņa temperatūra parasti ir ap 36,6 grādiem pēc Celsija, tomēr cilvēkiem, kuri atrodas neaktīvā stāvoklī, lietojot terapeitiskās hipotermijas metodi, ķermeņa temperatūra parasti ir 32-34 grādi pēc Celsija. Šo metodi bieži izmanto, lai samazinātu išēmisko audu bojājumu risku, un, piemēram, to izmantoja Formulas 1 čempionā Maiklā Šūmaherā, lai mazinātu iekaisuma fokusu bojātajās smadzenēs.
Reklāmas video:
Atšķirībā no medicīniskās hipotermijas, kas parasti ilgst tikai dažas dienas, astronautus plānots uz divām nedēļām ievietot pilnīgā neaktivitātes stāvoklī, pēc tam pāris dienas pamodināt, lai viņi varētu atbrīvot visas savas vajadzības, un pēc tam atkārtot procesu. Un tā tālāk, līdz viņi nonāk Marsā. Tas var radīt zināmus riskus. Ilgtermiņa sedācija (cilvēks visu šo laiku būs kā "dārzenis"), uztura, mitrināšanas, atkritumu apglabāšanas un pareizas klimata kontroles jautājums ir tikai dažas no problēmām, kas būs jāatrisina pirms šīs metodes izmantošanas.
Lai risinātu šo jautājumu, Spaceworks un NASA vēlas aplūkot trīs dažādu pieeju kombināciju: medicīnisko, fizioloģisko un farmaceitisko. Pirmkārt, tiek apsvērta iespēja lietot īpašus medikamentus, kas liks ķermenim domāt, ka temperatūra 32-34 grādi pēc Celsija tam ir "normāla". Un, otrkārt, tiek apsvērta PEG metodes (perkutānas endoskopiskās gastrostomijas) izmantošanas iespēja. Tas ir tad, kad caurule ir tieši savienota ar kuņģi, lai tajā ienestu pārtiku. Tas izklausās ārkārtīgi radikāli, taču, pēc ekspertu domām, šī pieeja ievērojami vienkāršos ķermeņa pāreju no pilnīgas bezdarbības uz pamošanos.
Apspriestas arī visa ķermeņa elektriskās stimulācijas metodes muskuļu atrofijas mazināšanai, elpošanas atbalsta aparāta izmantošana (lai uzturētu pareizu skābekļa un oglekļa dioksīda līdzsvaru), sensori vitālo pazīmju uzraudzībai, datora kontrolēta temperatūras vide un, protams, sistēma atkritumu izvadīšanai no ķermeņa. Kā redzams augšējā attēlā, kopējā sistēma drīzāk atgādinās ziemas guļas kameras, kuras esam pieraduši redzēt dažādās zinātniskās fantastikas filmās.
Šādas sistēmas izmantošanas rezultātā (zinātnieki cer) mēs iegūsim pilnīgi veselus un laimīgus astronautus, kā arī kompaktākus un vienlaikus efektīvākus kosmosa kuģus. Šajā gadījumā Marsa kosmosa transporta izmēru var samazināt gandrīz uz pusi, samazinot tā masu no 45,5 līdz 25,5 tonnām, kā arī gandrīz uz pusi samazinot nepieciešamo dzīvojamo platību kosmosa kuģa iekšienē, vienlaikus samazinot tā sistēmu enerģijas patēriņu par ceturtdaļu. Tūkstošiem cilvēku nogādāt pilnvērtīgas Marsa kolonijas izveidošanai patiešām būtu reāla iespēja.
Es ticu, ka šī pieeja pavērs iespēju lidot kosmosā uz Marsu un citos virzienos. Nelietojot patiešām modernu tehnoloģiju (piemēram, to, ko mēs piedāvājam), jums vienkārši neizdosies,”saka Bredforda.
Varbūt šajā gadījumā jūs ieradīsieties uz Marsa laimīgs un vesels, bet jūsu patiesās problēmas tikai sāksies.
"Viens no vissmagākajiem izaicinājumiem, ar kuriem jāsaskaras, ir augstspiediena vide, kas liek jums izmantot neērtu, zem spiediena atstātu kosmosa uzvalku un ārkārtīgi aukstu temperatūru naktīs," saka NASA / JPL planētu ģeoloģe Laura Kerbere.
Lai risinātu šo problēmu, NASA speciālisti izstrādā vieglākus kosmosa tērpus, atbalstot zemāku iekšējo spiedienu, kompensējot tā mehānisko saspiešanu uz ķermeņa.
Arī kosmiskā radiācija ir liela problēma, jo Marsam, atšķirībā no Zemes, nav sava aizsargājošā magnētiskā lauka. Smagums šeit ir tikai 1/3 no Zemes, un zinātnieki vēl nav pārliecināti, kā tas tieši ietekmēs kolonistus. Pētniekiem ir arī jāzina vairāk par Marsa putekļiem - cik bīstami tie ir cilvēka elpošanas sistēmā un ādā.
Papildus vides problēmām ir arī ģeogrāfiskas. Marsam ir lielas zemes rezerves, taču topoloģiskā aina ir diezgan aptuvena.
“Marinera ielejas kanjona sistēmas garums šeit ir līdzvērtīgs ASV lielumam. Braucot šeit ar savu roveri, jūs varētu domāt apiet apkārtni, jo kanjons ir trīs reizes lielāks par Lielā kanjona dziļumu. Tūlīt aizmirst. Šeit nav iespējas apiet apkārt."
Zemes nogruvumi, triecienkrateri (šeit sastopami daudz biežāk nekā uz Zemes), oglekļa dioksīda geizeri, putekļu vētras visā planētas virsmā un daudz kas cits - cita starpā ar to nāksies saskarties. Resursi ir cits jautājums.
"Galvenā nozveja ir tāda, ka lielākā daļa Marsa ūdensapgādes koncentrējas vietās, kur dzīvot vienkārši nav iespējams," saka Kerbere.
“Pie planētas poliem, kur ir ļoti auksts, ir daudz ūdens. Bet, ja jūs dodaties lejā tuvāk ekvatoram, šeit ir daudz siltāk, un ir daudz vieglāk nokļūt orbītā. Tiesa, šeit nav ūdens. Pilnīgi. Nu vai gandrīz pilnībā,”piebilst zinātnieks.
Pat ja astronautiem izdosies šeit atrast ūdeni, viņiem būs izvēle - izmantot to kā dzeramo avotu vai kā ūdeņraža un skābekļa ražošanas avotu raķešu degvielai.
Dzīvē uz Marsa ir pozitīvā puse, joko Kerbere. Jūs nekavējoties zaudēsiet divas trešdaļas no savas masas, katru dienu jums būs 40 minūtes vairāk laika, un jūs arī būsiet jaunāki par zemniekiem, jo gads šeit ilgst gandrīz divreiz ilgāk.
NASA izmanto roverus, lai pētītu Sarkanās planētas radiācijas līmeni, atmosfēru un ģeoloģiju, taču joprojām ir daudz neatrisinātu jautājumu par šo vietu. Lai savāktu papildu informāciju un pārbaudītu tos pašus rādītājus dažādās pasaules daļās, būs nepieciešamas jaunas misijas. Kerbere atzīmē, ka milzīgs ieguvums būtu jauna orbītā esoša kosmosa kuģa ar augstākas izšķirtspējas kamerām, lai meklētu vērtīgas minerālvielas, kas varētu būt noderīgas izdzīvošanai uz planētas.
Bagnoldas kāpas Šarpe kalnā
Tātad, kur uz Marsa ir vispiemērotākā dzīvesvieta? Saskaņā ar to pašu Kerberi, viņai patika reģions netālu no ekvatora. Ir dažādi smalkgraudaini materiāli, kurus var izmantot ceļu būvei. Akmeņu klātbūtne šajā vietā paver iespēju urbt tajās alas, kuras var izmantot kā mājokļus.
“Dzīvojot uz Marsa, jūs būsiet tehnoloģiju priekšgalā, kas nozīmē, ka jums būs vismodernākā pieejamā tehnoloģija. Tomēr šī dzīve, visticamāk, būs kā primitīva eksistence,”saka Kerbere.
“Es to iedomājos kā laiku mūsu vēsturē, kad visi cilvēki dzīvoja alās. Mūsu gadījumā, atrodoties alā, jūs būsiet pasargāts no kosmiskā starojuma un pēkšņām temperatūras izmaiņām. Tuvojoties izejai, jūs gaidīs fantastisks apkārtējās pasaules attēls un svaiga kosmiskā starojuma straume. Katru dienu.
Kopumā, pirmkārt, lidojot uz Sarkano planētu, cilvēkam būs jābūt hipotermiskas komas stāvoklī, drīzāk kā dārzenim, kurā ir iestrēdzis daudz vadu, un, ierodoties, jāuzkāpj alā un jāskaita dienas līdz viņa nožēlojamās esamības nāvei. Tikai lieliskas izredzes! Kurš, pie velna, kādreiz uzdrošinātos to izdarīt? Noteikti ne persona, kas vienkārši vēlas būt jaunāka un iegūt vairāk brīvā laika, kā iepriekš atzīmēja Kerbere.
Šim nolūkam ir piemēroti tikai reāli izmisīgi drosminieki, piemēram, tie (un vienlīdzīgi abu dzimumu pārstāvji), kurus 1900. gadu sākumā meklēja Anglo-Īrijas Antarktīdas pētnieks sers Enrests Henrijs Šakletons, kurš avīzes sludinājumā ierakstīja:
"Ārkārtīgi bīstamam piedzīvojumam ir vajadzīgi cilvēki, kuri nebaidās no mazas algas, rūgta aukstuma, ilgiem pilnīgas tumsas mēnešiem, pastāvīgas briesmu klātbūtnes, maz ticams, ka mājās atgriezīsies dzīvi, kā arī slava un atzinība, ja tas izdosies."
Nikolajs Hizhnyak