Már jóval Gagarin első űrrepülése előtt elképzeltük, hogy embereket küldünk a Marsra. Wernher von Braun, a Neil Armstrongot és Buzz Aldrint a Holdra szállító Saturn V hordozórakéta főépítésze 1965-öt tervezte annak az időpontnak, amikor az első emberek megérkezhetnek a Marsra. Azóta több mint ezer különböző műszaki tanulmány készült, amelyek többsége azt feltételezi, hogy a Mars alig több mint 20 évig fekszik a jövőben.
De a Mars itt maradt: mindig a mi jövő.
Az űr nem egyetlen cél. A Föld, a Hold és a Mars pályája nagyon különböző utakat és kihívásokat jelent. Mivel a veszélyek közvetlenebbek és drámaibbak voltak a korábbi küldetéseknél – katasztrofális robbanások, amelyek túlélését senki sem remélhette -, az emberi test azon képessége, hogy alkalmazkodjon a földi környezetek szélsőségeihez, nagyrészt nem volt releváns.
A Mars azonban más léptékű és jellegű kihívást jelent: ez inkább egy maraton mint egy sprint. Itt a gravitációs terhelés hiánya új dimenziót kap, átalakulva az újdonságból kúszó fenyegetéssé, mert az élet a Földön az elmúlt három és fél milliárd év alatt változatlan gravitációs térben alakult ki. Ebben az összefüggésben nem lehet meglepő, hogy élettanunk nagy részét a gravitáció határozza meg – vagy függ attól -.
Vegye el a gravitációt, és testünk virtuális idegenné válik számunkra. .
Ez a tested. Ez a tested a Marson
Mindennapjainkban a gravitáció az a gyalogos fizikai erő, amely a földhöz ragaszt minket. Menned kell az utadból – fel kell mászni egy sziklafalra vagy kiugrani a repülőgépről -, mielőtt az elkezdné követelni a figyelmedet.
De folyamatosan érzékeljük a gravitáció hatásait és ellenük dolgozunk, nagyrészt öntudatlanul.
#### Kevin Fong
##### Névjegy
(https://twitter.com/Kevin_Fong) orvosdoktor, aki asztrofizikai és mérnöki diplomával is rendelkezik. A londoni University College fiziotanának tiszteletbeli előadója, valamint a Magasság, Űr és Extrém Környezetgyógyászat Központjának alapítója és társigazgatója. Fong a NASA humán alkalmazkodási és ellenintézkedési irodájával dolgozott a houstoni Johnson Űrközpontban és az orvosi műveleti csoporttal a Cape Canaveral-i Kennedy Űrközpontban.
A quadriceps, a fenék, a borjak és a gerincoszlopok nélkül amelyek körülveszik a gerincoszlopot, és magasan tartják, a gravitációs erő az emberi testet magzati gömbbé varázsolja, és a padlóhoz közel görbülve hagyja. Ezeket az izomcsoportokat a gravitációs erő formálja, állandó testmozgás állapotában, állandóan terhelve és kirakva mindennapi életünk során. Ezért a hús tömege, amely a combjaink legnagyobb részét képezi, és a térd meghosszabbításán és kiegyenesítésén dolgozik, a test leggyorsabban pazarló csoportja.
Azokban a kísérletekben, amelyek az űrben repült patkányok quadricepusának változását ábrázolták, a teljes izomtömeg több mint egyharmada elveszett kilenc napon belül.
Csontjainkat is a gravitációs erő alakítja. Hajlamosak vagyunk csontvázunkat eléggé inertnek gondolni – alig több, mint egy állvány, amelyre a húst vagy a biológiai páncélzat rendszerét fel lehet függeszteni. De mikroszkopikus szinten, sokkal dinamikusabb: szerkezetét folyamatosan megváltoztatja, hogy küzdjön az általa tapasztalt gravitációs erőkkel, olyan szövést szőve magának, amely a csontot a legjobban védi a megterheléstől. A gravitációs terheléstől megfosztva a csontok egyfajta űrrepülés okozta csontritkulás áldozatává válnak. És mivel testünk kalciumának 99 százaléka a csontvázban tárolódik, amint elpazarolódik, ez a kalcium megtalálja az utat i a vérkeringésbe, még több problémát okozva a székrekedéstől a vesekövön át a pszichotikus depresszióig.
Az orvostanhallgatók erre a listára emlékeznek: “csontok, kövek, hasi nyögések és pszichés nyögések”.
A gravitációhoz való biológiai alkalmazkodás nem áll meg itt. Amikor felállunk, a szívünknek, önmagában izomszivattyúnak kell működnie a gravitáció ellen, függőlegesen nyomja a vért a nyaki artériákban, amelyek a szívünktől az agyunk felé vezetnek. Ha elveszítik a gravitációs erő elleni munka szükségességét, a szív és az érrendszere nem lesz megfelelő – lassan elviszi a sportolókat, és kanapé krumplivá változtatja őket.
A belső fülünkben található gyorsulásmérők rendszerét, az otolitokat és a félkör alakú csatornákat úgy terveztük, hogy a mozgás legfinomabb részleteit biztosítsák, be- és kimeneteiket megosszák a szemekkel, a szív, az ízületek és az izmok. Ezeket a szerveket nem tekintik “létfontosságúnak” abban az értelemben, hogy nem kötelesek életben tartani az emberi testet.Ennek eredményeként gyakran figyelmen kívül hagyják azt a lényeges szerepet, amelyet a finoman kalibrált mozgásérzet biztosításában játszanak.
Az élet legjobb dolgaihoz hasonlóan, addig sem igazán értékeli, amit kapott elveszít. Képzeljen el egy gyengéden oszcilláló, émelygést kiváltó jelenetet, ahonnan nincs menekvés. Ez az az érzés, amikor a belső fül szervei meghibásodnak. És ezt okozhatják a betegségek, a gyógyszerek, a mérgek és – mint kiderült – a gravitáció hiánya.
A károsodások itt nem állnak meg. Vannak más, kevésbé jól érthető módosítások is. A vörösvértestek száma csökken, ami egyfajta űr vérszegénységet okoz. Az immunitás szenved, a sebgyógyulás lelassul, és az alvás krónikusan zavart.
> A gravitációs erő elleni munka szükségességétől eltekintve a test dekontionált – sportolók felvétele és kanapés burgonyává alakítása.
* * *
Számos félelmetes probléma kíséri a hosszú távú tartózkodást. Az első az életfenntartás. Hogyan találhatunk ki egy rendszert, amely közel négy évig életben tudja tartani a négyfős személyzetet?
Az űrállomások számára a lélegző oxigénhez állandó vízellátás szükséges. De a Marsra utazó csapat utánpótlásának nincs egyszerű módja, ezért számos ötletes megoldást javasoltak erre a problémára.
Az egyik magában foglalja az életfenntartás és a táplálkozás megközelítését. Kiderült, hogy ha 10 000 búzanövényt termeszt, akkor több mint elegendő oxigén keletkezhet a lélegzéshez, miközben eltávolítja az emberi szén-dioxid hulladékgázt. Még jobb, ha van egy részleges táplálékforrásod. Egy ideig az űrközpont négy önkéntesből álló csapatát bezárta egy hermetikusan lezárt csőbe, és elég önállóan élt ezen az önregeneráló, hidroponikusan megnövekedett életfenntartó rendszeren.
És ez minden remek – amíg nem veszi figyelembe a terméshiány lehetőségét.
Egy másik megoldás, amelyet az Európai Űrügynökség emberi űrkutatási szimpóziumán tárgyaltak, az lenne, ha algatartályokat növesztenének (ami talán könnyebben fenntartható, mint a búza, és fehérjeforrást is biztosítanak). Ez és a búzanövények között félúton eljuthat a pizza-szerű ételek – ízesített algákkal bevont kenyér – étrendjébe, és jelentősen csökkentheti a Mars-misszióhoz szükséges élelmiszer- és életfenntartó készülékek tömegét és térfogatát. Egy francia, aki a regeneratív életellátás területére szakosodott, elmondta nekem, hogyan működhet ez, egészen odáig, hogy elmagyarázza a vizelet újrafeldolgozását és a széklet trágyázási forrásként való felhasználását.
“Látod” – kiáltotta a rúd dübörgője fölött -, ezek az emberek, akik menj a Marsra, szó szerint megeszik, hogy megeszik a saját szart.
Ha ez még nem tett le az utazásról, akkor fontold meg sugárzási veszélyek. Amennyire bárki meg tudja mondani, a háttérsugárzásnak, amelynek ki lennénk téve a Föld és a Mars között utazva, biztonságos határokon belül kell lennie … hacsak nincs napkitörés. A napkitörés olyan, mint egy neutronbomba, amely melletted megy. Az energetikai részecskék – töltött héliummagok, neutronok, protonok és hasonlók – áthaladnának a testünkön, pusztítást okozva és visszafordíthatatlanul károsítva a sejteket. (Az ólom és más nehézfém bevonat nem segítene, ha nagyon energikus nehéz részecskékről van szó.)
Még akkor is, ha kitalálunk egy módot a sugárzás tárgyalására és egy életet támogató rendszer kiépítésére, amely legalább részben regeneratív módon visszatérünk a legelemibb problémához: a gravitáció hiányával kell megküzdenünk.
Mindennapi életünkben fiziológiánkat csak a gravitációs terhelés időszakos kitettsége – a felállás állja fenn. és a nap folyamán taposni. Amikor a kutatók utánozni akarják a mikrogravitáció hatásait itt, a Földön, egyszerűen egy csomó embert ágyba küldenek.
Ebből a felismerésből nőtt ki az az ötlet, hogy a gravitációt úgy írhatjuk fel, mint egy gyógyszer, rövid, de nagy adagokban adva. A NASA kiment és megépítette. A NASA mesterséges gravitációs kísérleti projektjének korai eredményei azt sugallták, hogy a szív és az izmok ily módon hasznos védelemben részesülhetnek. Meglepő lenne, ha a csont sem lenne előnyös. De a belső fül és a gyorsulásmérő szervei egy másik történet.
Sajnos nem tűnik úgy, hogy hamarosan megtudjuk a válaszokat. 2009-ben, amikor a mesterséges gravitációs projekt készen állt arra, hogy átfogóbb vizsgálati szakaszba lépjen, költségvetési megszorítások sora szakadt át a NASA-n. Konzerválták azt a stratégiát, amelynek eredményeként egy rövid karú centrifugát alaposan megvizsgáltak volna a földön, majd felkészültek az űrállomás fedélzetén való repülésre.