Olemme kuvitelleet ihmisten lähettämistä Marsille jo kauan ennen Gagarinin ensimmäistä avaruuslentoa. Neil Armstrongin ja Buzz Aldrinin Kuuhun toimittaneen Saturn V-kantoraketin pääarkkitehti Wernher von Braun suunnitteli vuoden 1965 päivämääräksi, jolloin ensimmäiset ihmiset saattavat saapua Marsille. Siitä lähtien on tehty yli tuhat erilaista teknistä tutkimusta, joista suurin osa olettaa, että Mars makasi tulevaisuudessa hieman yli 20 vuotta.
Mutta Mars on pysynyt siellä: aina meidän tulevaisuus.
Avaruus ei ole yksi määränpää. Maan kiertorata, Kuu ja Mars liittyvät hyvin erilaisiin matkoihin ja haasteisiin. Koska vaarat olivat välittömämpiä ja dramaattisempia aikaisemmissa tehtävissä – katastrofaalisissa räjähdyksissä, joita kukaan ei voinut toivoa selviytyvän -, ihmiskehon kyvyllä sopeutua maanpäällisten ympäristöjen ääriolosuhteisiin ei ollut lainkaan merkitystä.
Marsilla on kuitenkin erilainen laajuus ja luonne: se on enemmän maraton kuin sprintti. Täällä painovoimattoman kuormituksen puuttuminen saa uuden ulottuvuuden, joka muuttuu uutuudesta hiipiväksi uhaksi, koska elämä maapallolla on kehittynyt viimeisten kolmen ja puolen miljardin vuoden aikana muuttumattomassa painovoimakentässä. Tässä yhteydessä ei pitäisi olla yllätys, että niin suuri osa fysiologistamme näyttää olevan gravitaation määritelty tai riippuvainen siitä.
Ota painovoima pois, ja ruumiistamme tulee meille virtuaalisia vieraita. .
Tämä on sinun kehosi. Tämä on sinun ruumiisi Marsilla
Jokapäiväisessä elämässämme painovoima on jalankulkijoiden fyysinen voima, joka pitää meidät liimattuna maahan. Sinun täytyy mennä pois tietäsi – kiivetä kallion pinnalle tai hypätä ulos lentokoneesta – ennen kuin se alkaa vaatia huomiotasi.
Mutta aistimme jatkuvasti painovoiman vaikutukset ja työskentelemme niitä vastaan, suurelta osin tiedostamatta.
#### Kevin Fong
##### Tietoja
(https://twitter.com/Kevin_Fong) on lääketieteen tohtori, jolla on myös astrofysiikan ja tekniikan tutkinnot. Hän on fysiologian kunniajohtaja lehtori University College Londonissa sekä sen korkeus-, avaruus- ja äärimmäisen ympäristölääketieteen keskuksen perustaja ja johtaja. Fong työskenteli NASA: n Houstonissa sijaitsevan Johnsonin avaruuskeskuksen inhimillisen sopeutumisen ja vastatoimistoimiston sekä Kennedy Space Centerissä sijaitsevan lääketieteellisen toiminnan ryhmän kanssa Cape Canaveralissa. jotka ympäröivät selkäpylvästä ja pitävät sen pystyssä seisovana, painovoiman vetovoima romahtaisi ihmiskehon sikiön palloksi ja jättäisi sen käpristyneenä lähelle lattiaa. Nämä lihasryhmät ovat veistetty painovoiman avulla jatkuvassa liikunnassa, jatkuvasti kuormitettuina ja purkamattomina päivittäisessä elämässämme. Siksi lihan massa, joka muodostaa suurimman osan reidistämme ja joka toimii polven pidentämiseksi ja suoristamiseksi, on nopeimmin hukkaava ryhmä kehossa.
Kokeissa, jotka kartoittivat avaruudessa lentäneiden rottien nivelten muutoksia, yli kolmasosa lihasten kokonaismäärästä menetettiin yhdeksän päivän kuluessa.
Luumme ovat myös painovoiman muokkaamia. Meillä on tapana ajatella luurankoamme melko inertiksi – vähän enemmän kuin teline, johon liha tai biologinen haarniska voidaan ripustaa. Mutta mikroskooppisella tasolla, se on paljon dynaamisempi: jatkuvasti muuttamalla rakennettaan kamppailemaan kokeneen painovoiman kanssa, kudoten itselleen arkkitehtuurin, joka suojaa parhaiten luua rasitukselta.Painovoimasta kuormittamattomat luut joutuvat eräänlaisen avaruuslennon aiheuttamaan osteoporoosiin. Ja koska 99 prosenttia kehomme kalsiumista varastoituu luurankoon, kun se hukkuu, kalsium löytää tiensä i verenkiertoon aiheuttaen vielä enemmän ongelmia ummetuksesta munuaiskiviin psykoottiseen masennukseen.
Lääketieteen opiskelijat muistavat tämän luettelon seuraavasti: ”luut, kivet, vatsan huokailut ja psyykkiset moanit”. > Biologiset mukautukset painovoimaan eivät lopu tähän. Kun seisomme, sydämemme, itsensä lihaspumpun, on toimittava painovoimaa vastaan työntämällä verta pystysuoraan kaulavaltimoissa, jotka johtavat pois sydämestämme kohti aivojamme. Kun sydän ja sen verisuonijärjestelmä vaurioituu tarpeesta työskennellä painovoimaa vastaan, he vievät hitaasti urheilijat ja muuttavat heistä sohvaperunoita.
Sisäkorvan kiihtyvyysmittarijärjestelmä, otoliitit ja puolipyöreät kanavat, on suunniteltu tarjoamaan hienoimmat yksityiskohdat liikkumisesta, jakamalla tulot ja lähdöt silmille, sydän, nivelet ja lihakset. Näitä elimiä ei pidetä ”elintärkeinä” siinä mielessä, että niitä ei vaadita pitämään ihmiskehoa hengissä.Seurauksena on, että heidän keskeinen roolinsa hienosti kalibroidun liiketajun tuottamisessa jätetään usein huomiotta.
Kuten kaikki elämän parhaat puolet, et arvosta sitä mitä sinulla on, ennen kuin olet menettää sen. Kuvittele kevyesti värähtelevä, pahoinvointia aiheuttava kohtaus, josta ei ole paeta. Siltä tuntuu, kun sisäkorvan elimet toimintahäiriössä. Ja tämä voi johtua taudeista, lääkkeistä, myrkkyistä ja – kuten käy ilmi – painovoiman puuttumisesta.
Vammat eivät lopu tähän. On muitakin, vähemmän ymmärrettyjä muutoksia. Punasolujen määrä laskee aiheuttaen eräänlaisen avaruusanemian. Immuniteetti kärsii, haavojen paraneminen hidastuu ja uni häiriintyy kroonisesti.
> Kehosta tulee tarvetta työskennellä painovoimaa vastaan. kunnostamaton – urheilijoiden ottaminen ja muuttaminen sohvaperunoiksi.
* * *
Pitkäaikaiseen oleskeluun liittyy useita valtavia ongelmia. Ensimmäinen on elämän tuki. Kuinka keksimme järjestelmän, joka voi pitää neljän hengen miehistön elossa lähes kolmen vuoden ajan?
Avaruusasemille hengittävä happi vaatii tasaisen vesivarannon elektrolyysin. Mutta ei ole helppoa tapaa hankkia Marsiin matkustavaa tiimiä uudelleen, joten tähän ongelmaan on ehdotettu useita nerokkaita ratkaisuja.
Yksi liittyy oman kasvun lähestymistapaan elämän tukemiseen ja ravitsemukseen. On käynyt ilmi, että jos kasvatat 10000 vehnäkasvia, voit tuottaa enemmän kuin tarpeeksi happea hengittämistä varten samalla kun poistat ihmisen jätekaasun hiilidioksidia. Vielä parempi, sinulla on osittainen ravinnon lähde. Avaruuskeskuksella oli jonkin aikaa neljä vapaaehtoista, jotka oli suljettu ilmatiiviisti suljettuun putkeen, ja elivät melko itsenäisesti tässä itsestään uudistuvassa, hydroponisesti kasvatetussa elämäntukijärjestelmässä.
Ja se on kaikki hienoa – kunnes otat huomioon sadon epäonnistumisen mahdollisuuden.
Toinen ratkaisu, josta keskusteltiin Euroopan avaruusjärjestön inhimillisen avaruuden tutkimuksen symposiumissa, olisi leväsäiliöiden kasvattaminen (joita voi olla helpompi ylläpitää kuin vehnää ja jotka myös proteiinin lähde). Sen ja vehnäkasvien välissä voit päästä puoliväliin pizzan kaltaisen ruokavalion – maustetuilla levillä päällystetyn leivän – ruokavalioon ja vähentää massiivisesti Marsin operaatioon tarvittavien ruokien ja hengenvaarallisten laitteiden painoa ja määrää. Eräs regeneratiivisen elämäntuen alalle erikoistunut ranskalainen kertoi minulle, kuinka tämä voisi toimia, selittäen virtsan kierrätyksen ja ulosteiden käytön lannoituslähteenä.
”Näet”, hän huusi baarin yli, ”nämä ihmiset, jotka mene Marsille, he kirjaimellisesti syövät omaa paskaaan. ”
Jos se ei ole vielä vienyt matkaa, harkitse säteilyvaarat. Sikäli kuin kukaan voi kertoa, taustasäteilyn, jolle altistumme matkustaessamme maapallon ja Marsin välillä, tulisi olla turvallisissa rajoissa … ellei aurinko heijastu. Aurinkovoima on kuin neutronipommi, joka lähtee vierestäsi. Energiset hiukkaset – varautuneet heliumytimet, neutronit, protonit ja vastaavat – kulkisivat kehomme läpi, aiheuttaen tuhoa ja vahingoittamatta peruuttamattomasti soluja. (Lyijy ja muut raskasmetallipinnoitteet eivät auttaisi, kun on kyse erittäin energisistä raskaista hiukkasista.)
Vaikka keksitään tapa neuvotella säteilystä ja rakentaa vähintään yhtä osittain regeneratiivisesti, palaamme aina alkeellisimpaan ongelmaan: meidän on taisteltava painovoiman puuttuessa.
Jokapäiväisessä elämässämme fysiologiamme ylläpitää vain ajoittainen altistuminen painovoimalle – seisomaan nousu ja polkemista ympäri päivän. Kun tutkijat haluavat jäljitellä mikropainovoiman vaikutuksia täällä maapallolla, he yksinkertaisesti lähettävät joukon ihmisiä nukkumaan.
Tästä oivalluksesta kasvoi ajatus, että voimme määrätä painovoiman kuin lääkettä, ja antaa sen lyhyinä mutta suurina annoksina NASA meni ulos ja rakensi sen. NASA: n keinotekoisen painovoiman pilottihankkeen varhaiset tulokset viittasivat siihen, että sydäntä ja lihaksia voidaan suojata tällä tavalla. Olisi yllättävää, jos luusta ei myöskään olisi hyötyä. Mutta sisäkorva ja sen kiihtyvyysmittarit ovat eri juttu.
Valitettavasti ei tunnu siltä, että löydämme vastaukset milloin tahansa pian. Vuonna 2009, kun keinotekoinen painovoima oli valmis aloittamaan kattavamman tutkimuksen vaiheen, sarja budjettileikkauksia repi NASA: n läpi. Strategia, jonka mukaan lyhytvarsiinen sentrifugi olisi tutkittu perusteellisesti maassa ja valmistautunut sitten lentoon avaruusasemalla, purettiin.