Představili jsme si, že budeme lidi posílat na Mars již dávno před prvním Gagarinovým letem do vesmíru. Wernher von Braun, hlavní architekt spouštěče Saturn V, který na Měsíc dopravil Neila Armstronga a Buzze Aldrina, předpokládal rok 1965 jako datum, kdy by první lidé mohli dorazit na Mars. Od té doby bylo provedeno více než tisíc různých technických studií, přičemž většina z nich předpokládá, že Mars bude v budoucnosti ležet jen něco málo přes 20 let.
Ale tam zůstal Mars: vždy v našem budoucnost.
Vesmír není jediný cíl. Oběžná dráha Země, Měsíc a Mars zahrnují velmi odlišné cesty a výzvy. Jelikož nebezpečí byla pro dřívější mise bezprostřednější a dramatičtější – katastrofické výbuchy, v které nikdo nemohl doufat, že přežijí – schopnost lidského těla přizpůsobit se extrémům pozemského prostředí byla do značné míry irelevantní.
Mars však představuje výzvu jiného rozsahu a charakteru: je to spíše maraton než sprint. Absence gravitačního zatížení zde získává novou dimenzi, která se transformuje z novinky na plíživou hrozbu, protože život na Zemi se za posledních tři a půl miliardy let vyvinul v neměnném gravitačním poli. V tomto kontextu by nemělo být překvapením, že se zdá, že tolik naší fyziologie je definováno gravitací nebo na ní závisí.
Vezměte gravitaci pryč a naše těla se pro nás stanou virtuálními cizími lidmi .
Toto je vaše tělo. Toto je vaše tělo na Marsu
V našem každodenním životě je gravitace tou fyzickou silou chodce, která nás drží přilepenou k zemi. Než začne vyžadovat vaši pozornost, musíte jít z cesty – vylézt na skalní stěnu nebo vyskočit z letadla.
Ale neustále cítíme účinky gravitace a pracujeme proti nim, převážně nevědomě.
#### Kevin Fong
##### About
(https://twitter.com/Kevin_Fong) je doktor medicíny, který také vystudoval astrofyziku a inženýrství. Je čestným docentem fyziologie na University College London a zakladatelem a spoluautorem jejího Centra pro nadmořskou, vesmírnou a extrémní medicínu. Fong pracoval s Úřadem pro lidskou adaptaci a protiopatření NASA v Johnsonově vesmírném středisku v Houstonu a Medical Operations Group v Kennedyho vesmírném středisku v Cape Canaveral.
Bez čtyřhlavého svalu, hýždí, lýtek a erektorových spinaů které obklopují páteř a udržují ji ve vysoké výšce, gravitační síla by zhroutila lidské tělo do fetální koule a nechala by ji stočenou blízko k podlaze. Tyto svalové skupiny jsou formovány gravitační silou, ve stavu neustálého cvičení, neustále naloženými a vyloženými během každodenního života. Proto je masa masa, která tvoří většinu našich stehen a pracuje na prodloužení a narovnání kolena, nejrychleji plýtvající skupinou v těle.
V experimentech, které mapovaly změny v kvadricepsu potkanů přeletěných ve vesmíru, došlo během devíti dnů ke ztrátě více než třetiny celkového svalového objemu.
Naše kosti jsou také formovány gravitační silou. Máme tendenci si myslet, že naše kostra je docela inertní – něco víc než lešení, na které visí maso nebo systém biologického brnění. Ale na mikroskopické úrovni, je mnohem dynamičtější: neustále mění svou strukturu, aby se vypořádala s gravitačními silami, které zažívá, a vytváří si architekturu, která nejlépe chrání kosti před namáháním. Kosti zbavené gravitačního zatížení se stávají kořistí jakési osteoporózy vyvolané vesmírným letem. A protože 99 procent vápníku našeho těla je uloženo v kostře, protože se ztrácí, tento vápník si najde cestu i do krevního oběhu, což způsobuje ještě více problémů od zácpy přes ledvinové kameny po psychotickou depresi.
Studenti medicíny si tento seznam pamatují jako: „kosti, kameny, břišní sténání a psychické sténání“.
Biologické adaptace na gravitaci tím nekončí. Když stojíme, naše srdce, samo svalová pumpa, musí pracovat proti gravitaci a svisle tlačit krev do krčních tepen, které vedou od našeho srdce k našemu mozku. Když se zbaví nutnosti pracovat proti gravitační síle, srdce a jeho systém cév se zbaví stavu – pomalu vezme sportovce a promění je v gaučové brambory.
Systém akcelerometrů v našem vnitřním uchu, otolity a půlkruhové kanály, jsou navrženy tak, aby poskytovaly co nejjemnější podrobnosti o pohybu, sdílející jejich vstupy a výstupy očima, srdce, klouby a svaly. Tyto orgány nejsou považovány za „životně důležité“ v tom smyslu, že nejsou nutné k udržení lidského těla naživu.Výsledkem je, že zásadní role, kterou hrají při poskytování jemně kalibrovaného pohybu, je často přehlížena.
Stejně jako všechny ty nejlepší věci v životě, ani nevíte, co máte, dokud ztratit to. Představte si jemně oscilující scénu vyvolávající nevolnost, ze které není úniku. Takový je to pocit, když selhávají orgány vnitřního ucha. A to může být způsobeno nemocí, drogami, jedy a – jak se ukázalo – absencí gravitace.
Poruchy tím nekončí. Existují i jiné, méně dobře pochopené změny. Počet červených krvinek klesá, což vyvolává jakousi vesmírnou anémii. Imunita trpí, hojení ran se zpomaluje a spánek je chronicky narušován.
> Tělo zbavené nutnosti pracovat proti gravitační síle se stává bez podmínek – přijetí sportovců a jejich přeměna na gaučové brambory.
* * *
Dlouhodobé mise doprovází řada impozantních problémů. První je podpora života. Jak vymyslíme systém, který dokáže udržet čtyřčlennou posádku naživu téměř tři roky?
U vesmírných stanic vyžaduje prodyšný kyslík elektrolyzování stálého přísunu vody. Neexistuje však snadný způsob, jak znovu zásobit tým cestující na Mars, a proto byla navržena řada důmyslných řešení tohoto problému.
Jedním z nich je přístup k podpoře života a výživě založený na vašem pěstování. Ukazuje se, že pokud vypěstujete 10 000 rostlin pšenice, můžete vygenerovat více než dostatek kyslíku k dýchání a současně odstraňovat lidský odpadní plyn z oxidu uhličitého. Ještě lepší je, že máte částečný zdroj výživy. Na chvíli mělo vesmírné středisko tým čtyř dobrovolníků zavřený v hermeticky uzavřené zkumavce, která existovala docela nezávisle na tomto samoregeneračním, hydroponicky pěstovaném systému podpory života.
A to je všechno skvělé – dokud nezohledníte možnost neúrody.
Dalším řešením, o kterém se diskutovalo na sympoziu o průzkumu lidského vesmíru Evropskou kosmickou agenturou, by bylo pěstování sudů s řasami (které by se snadněji udržovaly než pšenice a také poskytnout zdroj bílkovin). Mezi tím a rostlinami pšenice byste mohli dostat do poloviny stravu jako pizzu – chléb potažený ochucenými řasami – a masivně snížit váhu a objem potravin a aparátů na podporu života potřebných pro misi na Marsu. Francouz, který se specializuje na oblast regenerativní podpory života, mi řekl, jak by to mohlo fungovat, a to tak daleko, že vysvětlím recyklaci moči a použití výkalů jako zdroje oplodnění.
„Víte,“ křičel nad barem baru, „tito lidé, kteří jdou na Mars, budou doslova ‚av jíst své vlastní hovno.”
Pokud vás to již z cesty nevyvedlo, zvažte radiační rizika. Pokud kdokoli může říct, záření pozadí, kterému bychom byli vystaveni při cestování mezi Zemí a Marsem, by mělo být v bezpečných mezích … pokud nedojde k sluneční erupci. Sluneční erupce je jako neutronová bomba, která vybuchla vedle vás. Energetické částice – nabitá jádra hélia, neutrony, protony a podobně – by procházely naším tělem a způsobily by zmatek a nenávratně by poškodily buňky. (Povlak olova a jiných těžkých kovů by nepomohl, pokud jde o vysoce energetické těžké částice.)
I když přijdeme na způsob, jak vyjednat záření a vybudovat systém podpory života, který bude alespoň částečně regenerativní, stále se vracíme k nejelementárnějšímu problému: potýkat se s absencí gravitace.
V našem každodenním životě je naše fyziologie udržována pouze přerušovaným vystavením gravitačnímu zatížení – vstávání a dupání kolem děláme během dne. Pokud skutečně chtějí vědci napodobit účinky mikrogravitace zde na Zemi, jednoduše pošlou spoustu lidí do postele.
Z této realizace vyrostla myšlenka, že bychom mohli gravitaci předepsat jako lék, dávat to v krátkých, ale velkých dávkách NASA vyšla a postavila ji. První výsledky pilotního projektu umělé gravitace NASA naznačovaly, že srdce a svaly by mohly být takto chráněny. Bylo by překvapivé, kdyby kosti příliš neprospěly. Ale vnitřní ucho a jeho orgány akcelerometrie jsou jiný příběh.
Bohužel se nezdá, že se odpovědi brzy dozvíme. V roce 2009, kdy byl projekt umělé gravitace připraven vstoupit do komplexnější fáze vyšetřování, proběhla prostřednictvím NASA řada rozpočtových škrtů. Strategie, která by viděla centrifugu s krátkým ramenem, důkladně vyšetřenou na zemi a poté připravenou k letu na palubu vesmírné stanice, byla konzervována.