Vi har forestillet os at sende folk til Mars siden længe før Gagarins første rumfart. Wernher von Braun, hovedarkitekt for Saturn V-løfteraket, der leverede Neil Armstrong og Buzz Aldrin til månen, forestillede sig 1965 som den dato, hvor de første mennesker måske ankom Mars. Siden da er der udført mere end tusind forskellige tekniske undersøgelser, hvoraf de fleste antager, at Mars ligger lidt mere end 20 år i fremtiden.
Men det er her Mars har været: altid i vores fremtid.
Rummet er ikke en enkelt destination. Jordens bane, Månen og Mars involverer meget forskellige rejser og udfordringer. Da farerne var mere øjeblikkelige og dramatiske for tidligere missioner – katastrofale eksplosioner, som ingen kunne håbe på at overleve – var menneskekroppens evne til at tilpasse sig ekstreme terrestriske miljøer stort set irrelevant.
Mars præsenterer dog en udfordring af en anden skala og karakter: Det er mere et maraton end en sprint. Her får fraværet af tyngdekraft en ny dimension, der omdannes fra en nyhed til en krybende trussel, fordi livet på Jorden har udviklet sig i løbet af de sidste tre og en halv milliard år i et uændret tyngdefelt. I den sammenhæng burde det ikke være en overraskelse, at så meget af vores fysiologi ser ud til at være defineret af – eller afhængig af – tyngdekraften.
Fjern tyngdekraften, og vores kroppe bliver virtuelle fremmede for os .
Dette er din krop. Dette er din krop på Mars
I vores daglige liv er tyngdekraften den fysiske kraft til fodgængere, der holder os klæbet til jorden. Du er nødt til at gå ud af din måde – klatre op på en klippe eller springe ud af et fly – inden det begynder at kræve din opmærksomhed.
Men vi mærker konstant virkningerne af tyngdekraften og arbejder imod dem, stort set ubevidst.
#### Kevin Fong
##### Om
(https://twitter.com/Kevin_Fong) er en læge i medicin, der også har grader i astrofysik og teknik. Han er æresdoktor i fysiologi ved University College London samt grundlægger og meddirektør for Center for Altitude, Space og Extreme miljømedicin. Fong arbejdede med NASAs Human Adaptation and Countermeasures Office i Johnson Space Center i Houston og Medical Operations Group i Kennedy Space Center i Cape Canaveral.
Uden quadriceps, balder, kalve og erector spinae der omgiver rygsøjlen og holder den stående høj, ville tyngdekraften kollapse den menneskelige krop i en føtale kugle og lade den krøllet tæt på gulvet. Disse muskelgrupper er formet af tyngdekraften, i en tilstand af konstant træning, vedvarende belastet og aflæst, når vi går om vores daglige liv. Derfor er massen af kød, der udgør hovedparten af vores lår og arbejder på at udvide og rette knæet, den hurtigste gruppe i kroppen.
I eksperimenter, der kortlagde ændringerne i quadriceps hos rotter, der blev fløjet i rummet, mistede mere end en tredjedel af den samlede muskelmasse inden for ni dage.
Vores knogler er også formet af tyngdekraften. Vi har tendens til at tænke på vores skelet som temmelig inaktivt – lidt mere end et stillads, hvorpå kødet kan hænges eller et system af biologisk rustning. Men på det mikroskopiske niveau, det er langt mere dynamisk: konstant at ændre dets struktur for at kæmpe med de tyngdekræfter, den oplever, og væve sig selv en arkitektur, der bedst beskytter knoglen mod belastning. Bortset fra tyngdekraften er knogler bytte for en slags rumflyvning-induceret osteoporose. Og fordi 99 procent af vores krops calcium er lagret i skelettet, når det spilder væk, finder calcium det i til blodbanen og forårsager endnu flere problemer fra forstoppelse til nyresten til psykotisk depression.
Medicinstuderende husker denne liste som: “knogler, sten, stød i maven og psykiske stønn”.
De biologiske tilpasninger til tyngdekraften stopper ikke der. Når vi står op, skal vores hjerte, i sig selv en muskelpumpe, arbejde mod tyngdekraften og skubbe blod lodret i halspulsårerne, der fører væk fra vores hjerte mod vores hjerne. Når det fratages behovet for at arbejde mod tyngdekraften, bliver hjertet og dets fartøjssystem dekonditioneret – langsomt tager atleter og forvandler dem til sofa kartofler.
Systemet med accelerometre i vores indre øre, otolitterne og de halvcirkelformede kanaler, er konstrueret til at give de fineste detaljer om bevægelse, der deler deres input og output med øjnene, hjerte, led og muskler. Disse organer betragtes ikke som “vitale” i den forstand, at de ikke kræves for at holde menneskekroppen i live.Som et resultat overses ofte den væsentlige rolle, de spiller i at levere en finkalibreret følelse af bevægelse.
Som alle de bedste ting i livet, sætter du ikke rigtig pris på, hvad du har, før du Miste det. Forestil dig en let oscillerende, kvalmeinducerende scene, hvorfra der ikke er nogen flugt. Sådan føles det, når organerne i det indre øre ikke fungerer. Og det kan være forårsaget af sygdom, stoffer, gift og – som det viser sig – fraværet af tyngdekraft.
Handicapene stopper ikke der. Der er andre mindre velkendte ændringer. Antallet af røde blodlegemer falder og fremkalder en slags rumanæmi. Immunitet lider, sårheling sænkes, og søvn forstyrres kronisk.
> Frataget behovet for at arbejde mod tyngdekraften bliver kroppen dekonditioneret – tage atleter og omdanne dem til sofa kartofler.
* * *
Der er en række formidable problemer, der ledsager missioner til længerevarende ophold. Den første er livsstøtte. Hvordan opfinder vi et system, der kan holde en besætning på fire i live i næsten tre år?
For rumstationer kræver ilt, som åndes, elektrolyse af en jævn tilførsel af vand. Men der er ingen nem måde at forsyne et team, der rejser til Mars, og derfor er der blevet foreslået en række geniale løsninger på dette problem.
Den ene involverer en vækst-din-egen tilgang til livsstøtte og ernæring. Det viser sig, at hvis du dyrker 10.000 hvedeplanter, kan du generere mere end nok ilt til at trække vejret, mens du fjerner den menneskelige affaldsgas af kuldioxid. Endnu bedre, du har en delvis ernæringskilde. I et stykke tid havde rumcentret et team på fire frivillige, der var låst inde i et hermetisk forseglet rør, der levede ret uafhængigt af dette selvregenererende, hydroponisk dyrkede livsstøttende system.
Og det er alt sammen fantastisk – indtil du indregner muligheden for afgrødesvigt.
En anden løsning, der blev diskuteret på et europæisk rumfartsagenturs humane rumforsknings symposium, ville være at dyrke kar af alger (som måske er lettere at opretholde end hvede og ville giver også en kilde til protein). Mellem det og hvedeplanterne kunne du komme halvvejs til en diæt af pizza-lignende mad – brød overtrukket med aromatiserede alger – og massivt reducere vægten og volumenet af det mad- og livsstøtteapparat, der kræves til en Mars-mission. En franskmand, der specialiserede sig inden for regenerativ livsstøtte, fortalte mig, hvordan dette kunne fungere, idet han gik så langt som at forklare genbrug af urin og brugen af afføring som en kilde til befrugtning.
“Ser du,” råbte han over bjælken, “disse mennesker, der gå til Mars, de vil bogstaveligt talt spise for deres egen lort.
Hvis det ikke allerede har afskrækket dig fra rejsen, så overvej strålingsfare. Så vidt nogen kan se, skulle baggrundsstrålingen, som vi ville blive udsat for, når vi rejser mellem Jorden og Mars, være inden for sikre grænser … medmindre der er en solstråle. En solstråle er som en neutronbombe, der går ud for dig. Energiske partikler – ladede heliumkerner, neutroner, protoner og lignende – ville passere gennem vores krop og forårsage kaos og skade irreversibelt celler. (Bly og anden belægning af tungmetal ville ikke hjælpe, når det kommer til meget energiske tunge partikler.)
Selvom vi finder ud af en måde at forhandle om stråling på og opbygge et livsstøttende system, der mindst er delvis regenerativ, fortsætter vi med at vende tilbage til det mest elementære problem: at skulle kæmpe med fraværet af tyngdekraft.
I vores daglige liv opretholdes vores fysiologi ved kun intermitterende eksponering for tyngdekraften – stående op og stampe rundt gør vi i løbet af dagen. Når forskere faktisk vil efterligne virkningerne af mikrogravitation her på Jorden, sender de simpelthen en masse mennesker i seng.
Fra denne erkendelse voksede ideen om, at vi måske ordinerede tyngdekraften som en lægemiddel, hvilket giver det i korte men store doser. NASA gik ud og byggede den. Tidlige resultater fra NASAs pilotprojekt om kunstig tyngdekraft antydede, at hjertet og musklerne muligvis kunne beskyttes på denne måde. Det ville være overraskende, hvis ikke ben også gavn. Men det indre øre og dets organer i accelerometri er en anden historie.
Desværre ser det ikke ud til, at vi finder ud af svarene når som helst snart. I 2009, ligesom det kunstige tyngdekraftsprojekt var klar til at gå ind i en mere omfattende fase af efterforskningen, rev en række budgetnedskæringer gennem NASA. Strategien, der ville have set en kortarmscentrifuge undersøgt grundigt på jorden og derefter gjort klar til flyvning ombord på rumstationen blev dåse.