НАСА и Кинеската национална вселенска агенција (CNSA) планираат да испратат астронаути на Марс уште во следната деценија.
Секако, оваа амбициозна цел бара многу планирање, истражување и предвидување и подготовка за сите потенцијални предизвици однапред. Меѓу нив, здравјето и безбедноста на астронаутите се од најголема важност.
Покрај опасностите поврзани со долгото време на транзит – зрачењето и ефектите од долгите периоди во микрогравитација – тука е и проблемот со самиот Марс.
Освен изложеноста на зголемени нивоа на зрачење, гравитацијата на Марс е околу 38 проценти од Земјината.
Здравствени ризици од изложеноста на ваква гравитација
Ова има потенцијал да доведе до долгорочни здравствени ризици. Меѓународен тим истражувачи моментално проучува како гравитацијата на Марс ќе влијае на клучен аспект на здравјето на луѓето: скелетните мускули.
Овој мускул, кој е најзастапеното ткиво во човечкото тело (сочинува повеќе од 40 проценти од вкупната телесна маса), е од суштинско значење за движењето и метаболичкото здравје.
Покрај тоа, ова ткиво е особено чувствително. Помалата гравитација потенцијално би можела да резултира со значително губење на мускулната сила, големина и перформанси. Затоа е важно да се утврди како ова мускулно ткиво ќе се снајде во марсовската средина.
Истражувачкиот тим беше составен од научници од:
- Институтот за медицина на Универзитетот во Цукуба,
- Организацијата Тохоку Медицински Мегабанк,
- Напредниот истражувачки центар за иновации во медицината од следната генерација (INGEM),
- Медицинскиот центар Бет Израел Диконес,
- Болницата Бригам
- Центарот за користење на вселенската средина на Јапонската агенција за истражување на вселената (JAXA)
и повеќе универзитети.
Резултати
Резултатите од нивното истражување се појавија во списанието Science Advances.
За нивниот експеримент, тимот проучувал како помалата гравитација влијаела врз скелетното мускулно ткиво кај 24 глувци испратени во експерименталниот модул Кибо на JAXA.
Потоа овие глувци биле сместени во центрифугална направа развиен од JAXA наречена Систем за истражување со повеќекратна вештачка гравитација (MARS), каде што биле подложени на четири различни нивоа на гравитација – микрогравитација, 0,33 g, 0,67 g и 1 g – во период од 28 дена.
Глувците биле подложени на тестирање пред летот пред лансирањето во вселенскиот центар „Кенеди“ на НАСА, каде што биле вратени за земање примероци по летот.
Овие примероци потоа биле испитани од научници во Лабораторијата за метаболизам и мускулна биологија (MMBL) во Одделот за исхрана на Универзитетот во Род Ајленд (URI). Како што потврди професорката Мари Мортре, која го води MMBL, во вест за „Роди Тудеј“:
„Иако можеме да симулираме вселенски лет на Земјата кај луѓето, тоа е исклучително комплицирано и скапо. Имаме центрифуги што можат да се користат за привремено изложување на луѓето на одредени нивоа на гравитација, но тоа не е хомогено ниту константно.
Користевме нивоа на гравитација што беа подеднакво одделени за да имаме подобра слика за дозно-одговорот на секој систем на гравитацијата. Тест групата што била изложена на 0,33 g била исклучително блиску до марсовската гравитација (0,38 g). Нашите наоди за таа група можат да се преведат во дејства за да се овозможи истражување на Марс.“
Системски анализи на резултатите
Мортре и нејзиниот тим ја анализирале тежината, силата и движењето на глувците откако биле вратени во вселенскиот центар „Кенеди“ на НАСА. Нивната анализа покажа дека 0,33 g ја ублажуваат мускулната атрофија предизвикана од вселенските летови, со целосна превенција од 0,67 g.
Тие исто така ја измерија силата на зафат на предните екстремитети на глувците користејќи електрична импедансна миографија (EIM), која покажа дека 0,67 g е доволно за одржување на мускулните перформанси.
Нивните резултати колективно покажаа дека 0,67 g е критичен праг за ублажување на мускулната атрофија предизвикана од продолжениот вселенски лет.
Дополнително, анализата на крвната плазма на глувците идентификуваше 11 метаболити кои покажаа промени зависни од гравитацијата. Ова сугерира дека тие би можеле да послужат како потенцијални биомаркери за следење на физиолошките адаптации кај астронаутите.
Оваа работа се темели на претходно истражување што Монтре го спроведе со професорката Мери Буксен (коавтор на студијата) на Медицинскиот факултет Харвард.
Додека Буксен го разви моделот на делумна гравитација на глувци на земја на почетокот на 2010-тите. Монтре го разви моделот на делумна гравитација на стаорци на Харвард. Како такви, двајцата се добро запознаени со влијанието што различните нивоа на гравитација го имаат врз мускулно-скелетните ткива.
Цел на мисијата
„Бидејќи оваа мисија имаше за цел да ја процени гравитацијата како континуум, бевме совршено позиционирани да видиме дали нашите резултати од Земјата имаат слични исходи кога се применува намалено механичко оптоварување во орбитата“, рече Монтре.
„Работата со меѓународен тим беше предизвикувачка и возбудлива. Мислам дека моето искуство од работа во Италија, Франција и САД ме подготви за тие големи соработки.“
Еден заклучок од оваа студија е дека идните мисии на Марс ќе треба да бидат внимателни. Особено за ублажување на губењето на скелетните мускули за време на долгиот транзит помеѓу Земјата и Марс.
Астронаутите извршуваат редовни научни операции и треба да ја одржуваат мобилноста и мускулната сила. Истото важи и за нивното физичко здравје по враќањето на Земјата.
Овие наоди сугерираат дека ротирачките торуси би биле мудар додаток на сите идни планови за вселенски летови, слично на проектот на НАСА „Неатмосферски универзален транспорт наменет за долги истражувања на Соединетите Држави“ (NAUTILUS-X) и слични аспекти.
