Отбросив романтику освоения космических просторов. Насколько опасна для человеческого организма высадка на Марс. Трудно предвидеть все проблемы со здоровьем, которые могут возникнуть в многолетнем путешествии к Марсу. Но NASA пытается. У них есть список из 100 состояний или происшествий, наиболее вероятных во время космического полёта, включая панкреатит, перелом поясничного отдела позвоночника и травмы ногтей от перчаток скафандра, не подходящих по размеру.
Агентство выделило 23 конкретных риска для здоровья в дальних космических полётах. Они требуют дальнейшей работы по смягчению, прежде чем экипаж космического корабля вылетит на Марс в 2030-е годы (по графику NASA) или раньше (по графику Илона Маска). Но девять рисков из списка в настоящее время отмечены «красными», то есть имеют как высокую вероятность происходящего — определяются как более вероятные, чем 1 процент, так и сопряжены с серьёзными травмами (например, смерть, постоянная инвалидность или долгосрочное воздействие на здоровье). В список опасностей входят
- космическое излучение,
- нарушения зрения,
- когнитивные или поведенческие условия,
- долговременное хранение лекарств,
- неполноценное питание и нехватка питательных веществ,
- проблемы командного взаимодействия,
- медицинские условия в полёте,
- проблемы пользователей с бортовой технологией и
- переломы костей.
Радиация опасна. Солнечные частицы могут сильно облучить астронавтов, если те не будут защищены обшивкой корабля, специальным отсеком, либо большим объемом воды — говорит Дорит Доновьель, заместитель главного научного сотрудника Национального института космических биомедицинских исследований, исследовательского заведения, финансируемого NASA.
Потоки солнечных частиц можно предсказать, но лишь за 20 минут до столкновения с ними. Проблема в том, что если в этот момент вы будете находиться на поверхности Марса в скафандре, либо в наземном транспортном средстве, этого времени может не хватить для того чтобы добраться до безопасного места. И если вы попадёте под такую бомбардировку частицами, вы ощутите симптомы, схожие с теми, которые чувствовали люди, попавшие под ядерный взрыв в Хиросиме. Например, сильную тошноту.
«Если вас стошнит в скафандре, вы — труп», — говорит Доновьель. Даже если вы переживёте сам удар, радиация убьёт клетки в вашей крови, сделав вас уязвимыми к смертельным инфекциям. По её словам, наилучшим решением этой проблемы может стать разработка более точных и заблаговременных инструментов извещения о приближении солнечных частиц — таких, которые позволят вовремя добраться до укрытия. Если ужасной смерти в скафандре вам недостаточно, подумайте о галактических космических лучах — продуктах таких событий, как взрыв звезды. «Представьте, что каждый элемент периодической таблицы очень заряжен, радиоактивен и путешествует со скоростью света», — говорит Доновьель. Эти частицы состоят из высокоэнергитических протонов и ядер тяжёлых ионов. Из-за своей энергии они могут проникать куда угодно глубоко, быстро и беспощадно. И если наша защита будет содержать материалы вроде свинца, которые взаимодействуют с ядрами тяжёлых ионов и разделяют излучение на ещё большее количество частиц, это может даже ухудшить ситуацию. Потенциально эту проблему может решить искусственное магнитное поле, но оно тоже может сыграть с астронавтами злую шутку: если частицы всё-таки пробьют его, они не выберутся наружу и останутся внутри, раз за разом нанося людям и аппаратуре вред.
Космические лучи повреждают и убивают клетки организма, могут вызывать катаракту, обострение хронических заболеваний, развитие рака в будущем. В более коротком сроке они могут разрушить или повредить достаточное количество клеток мозга, чтобы нарушить когнитивную функцию. «Даже небольшие дозы излучения способны привести к потере памяти и испортить способность создавать новые воспоминания», — говорит Доновьель. «Совершить ошибку просто потому, что вы больше не можете ясно думать — само по себе опасно для жизни».
Лёгкого решения этой проблемы всё ещё не существует. NASA работает над различными экранирующими материалами. Другая стратегия заключается в разработке радиозащитных медицинских препаратов или продуктов, способных усилить иммунную систему. Но до этого нам пока далеко. NASA всё ещё пытается выяснить, чем именно грозит облучение космическими лучами, а в ближайшем будущем начнёт испытания защитных мер.
Другой риск далёких миссий — изменение внутричерепного давления и необратимые проблемы со зрением, известные как нарушения зрения. По словам Палоски, эти проблемы, связанные с повреждением зрительного нерва, не проявлялись у космонавтов, пока миссии не стали длиться дольше полугода. Поначалу считалось, что их виновником является замедление движения сосудистой жидкости в условиях микрогравитации вверх, к голове. Но, похоже, это не все причины. «Сейчас мы изучаем другие факторы, вроде влияния спинномозговой жидкости или высокой доли углекислого газа».
Среди других актуальных проблем, занесённых в «красный» список, — невозможность обеспечить корабль необходимым количеством пищи и медикаментов для обеспечения здоровья космонавтов. Это особенно сложная задача. Вам понадобятся питательные продукты и лекарства с высоким сроком хранения, при этом такие продукты не должны занимать много места или много весить. «Одним из решений может стать новая технология 3D-печати, которая позволит создавать еду или лекарства из простейших компонентов», — говорит Палоски.
Медицинская помощь в космосе сложна сама по себе. «Мы пытаемся выяснить, что должно быть в любой аптечке». И её содержимое ограничено инструментами и препаратами, которые должен иметь возможность использовать немедицинский персонал с минимальной подготовкой или простой инструкцией, которую он прочтёт непосредственно перед применением. Кроме того, медицина должна работать в условиях микрогравитации. По словам Доновилла, даже простой анализ крови для выяснения природы инфекции, вирусной, либо бактериальной, невозможно провести в невесомости. Сейчас проводится тестирование мини-рентгена, который позволит «просвечивать» отдельные части тела во время путешествия. Помимо этого, NASA профинансировало исследование в Вашингтонском университете. Оно позволит использовать портативный ультразвуковой зонд для диагностирования камней в почках, их проталкивания в более безопасную область органа, или даже полного разрушения.
Вы могли заметить, что такие проблемы как снижение мышечной массы или аэробной способности не входят в этот «красный» список. Всё потому, что «наука потихоньку справляется с такими изменениями», — говорит Джей Баки, астронавт, врач, профессор медицины в Медицинской школе Гейзеля в Дартмуте. «Устройство Advanced Exercise Device (усовершенствованное устройство для упражнений), используемое сейчас на МКС, вполне успешно нагружает все основные группы мышц».
Но есть и другие вопросы: инженер биомедицины из Университета Калгари Стивен Бойд изучает эффект ослабления костей у астронавтов во время продолжительных миссий и их восстановления после возвращения на Землю. Потеря плотности костной ткани обратима, но он пытается узнать, все ли части кости восстанавливаются одинаково быстро и эффективно.
Данные, необходимые для изучения этих вопросов, до сих пор поступают с МКС. Полученная от Скотта Келли и Михаила Корниенко в 2016 году информация (они оба участвовали в первой в истории годовой миссии на МКС) даёт определённые ответы, но NASA потребуются данные от ещё 10-12 астронавтов, участников будущих продолжительных миссий. Это позволит заполнить существующие пробелы и подтвердить выбранный путь решения уже определённых задач. Тем не менее, даже таких объёмов информации может быть недостаточно для определения всех потенциальных проблем со здоровьем в долгом путешествии на Марс.
Этот материал является переводом прекрасного текста Катрин Хобсон под названием «What Going To Mars Will Do To Our Bodies».
Перевод Павла Поцелуева