Подорож до Марса: що може статися з астронатом на шляху до планети і на її поверхні

Новий президент США Дональд Трамп, всупереч очікуванням, не вирізати бюджет НАСА. В цілому він залишив все, як це, підписуючи папір про розподіл коштів на проекти, заплановані фахівцями агентства. Одним з цих проектів є політ людей до Марса і посадка перших Марсанутів. Це не пізніше 2033 року.

У той час як деякі вчені розвивають надійні способи доставки людей до Марса, інші вивчають можливі небезпеки, які лежать в очікуванні астрономів і колоністів на шляху до мети. Є багато таких небезпек, як на шляху до планети, так і на її поверхні. Останні дослідження, проведені фахівцями Центру регенеративної медицини в Університеті Вейко Ліс, показують, що серед інших проблем астрономаути стикаються з загрозою лейкозії та зниженим імунітетом.

Результати попередніх досліджень свідчать про те, що Марсонаути загрожують дементії з втратою пам'яті від іонізуючого випромінювання. Які проблеми, які потенційні мандрівники на Марс?

Наприклад, рейс може закінчитися без реальних зусиль. Щоб подорожувати на Марсі, вам потрібен потужний запуск автомобіля, який не має аналогів. Він розроблений практично з нуля. Незважаючи на те, що ракета і кожен з її елементів піддається багаторазовому комплексному перевірці, проблеми все ще трапляються. З катастрофи нещодавньої історії космонавтики варто відзначити вибух ракети-носія Falcon 9 через непередбачувані пошкодження стінки композитного матеріалу, що розділяє паливо з окислювача. За словами Ельона Муска, голова SpaceX, яка розвивала цю ракету, аварія була запущена низкою збігів, рядом збої матеріалів і обладнання, аналогів яких ще не було. У цьому випадку було пошкоджено тільки обладнання, на борту немає людей. Ще більш серйозними були нещасні випадки місячної ракети СРСР "N-1", всі чотири тести яких були невдалими і супроводжувалися випадками.

Що робити, якщо непередбачені несправності відбувалися на борту пускового транспортного засобу на його першій місії до Марса? У найближчому майбутньому буде покладено сміливий хрест.

Авіаквитки в Марс
Радіація

Добре, ракета знімала, не проблема, люди заголовки для Марса. Шлях до планети займає близько 9 місяців в одному напрямку, тобто це справжній довгостроковий простір. І тут людина погрожує випромінюванням. Це те, що більшість іонізуючого випромінювання не досягне поверхні Землі через магнітне поле нашої планети і її атмосферу. Чим вище, тим більше щільність випромінювання. Ймовірно через випромінювання, космонавт Валентин Лебедєв, який провів 221 днів на орбіті Землі, втратив свій погляд.

Експерти порівняють захист від іонізуючого випромінювання товщиною 1 метра. Це, тільки частинки найвищої енергії можуть перерватися через такий захист. Що стосується ІСС або космічних апаратів, то тут захист обумовлений тільки товщиною стін тіла, а це, краще, кілька сантиметрів. За даними експертів НАСА, космічне випромінювання може призвести до розвитку хвороби Альцгеймера.

Деякі експерти вважають, що жінки не повинні йти до Марса. «Такі жінки, як правило, живуть довше чоловіків, НАСА прогнозує, що вони, швидше за все, отримують рак у своєму житті, під впливом тієї ж кількості випромінювання як чоловіків». Обчислення показали, що жінки не повинні летіти до Марса, так як примулятивний вплив випромінювання по всьому польотному житті перевищить максимальний допустимий 3% ризик раку, говорить Доріт Доновель, заступник директора Національного інституту космічної біомедичних досліджень (NSBRI).

Мікрогравітність

Всім способом Марса, людина буде майже повністю відсутністю ваги не менше 9 місяців. І є проблеми здоров'я. У людини на Землі організм адаптований до звичайної ваги, а також різних систем боротьби з нею, прагнучи довести кров та інші фізіологічні рідини до вершини. Відразу після удару ІСС (або ракети), ці системи продовжують працювати, тому навіть зовнішній вигляд людей трохи змінюється. Наприклад, за рахунок внутрішньочерепного тиску форму очних яблук дещо змінюється.



Смак і запах змін, м'язи тіла, включаючи м'язи серця, ослаблені. Робота вестибулярного апарату значно складна. У деяких людей без сили тяжіння, смаку і запаху повністю зникають або значно ослаблюють. Без вправ, людина втрачає близько 20% м'язової маси всього за пару тижнів.

Експерти відзначають прояв такого ефекту як синдром космічної адаптації. У деяких людей з мікрогравітністю виникає апетит, з'являються мігрені, запаморочення. Власне, ми говоримо про морську хворобу, яка в цьому випадку краще називається «космічна хвороба».

Чим довше людина залишається в космосі, тим більше кісткової тканини втрачається. У зв'язку з відсутністю звичайних навантажень кістки стають світлішими і більш крихкими. Про 1,5% кісткової тканини втрачається щомісяця. Це ще не зрозуміло, наскільки серйозним є проблема і чи є це незворотно. Звичайно, є тренажери на МІС, тому астрономи виконують фізичні вправи, намагаючись не втратити форму. Але буде таке обладнання, яке буде йти на Марс?

Спін також страждає - відстань між вершиною посилюється, а людина відчуває біль. Астронавти вирішили цю проблему, відпочивши руки і ноги на стінах станції, так що хребта стискається і приймав кілька хвилин, щоб полегшити біль.

Психологічні проблеми

Якщо кілька людей заблоковані в обмеженому просторі протягом декількох місяців, то буде проблема. Ні, не обов’язково буде виражатися в конфліктах, але психіки людини страждають на такі моменти. Деякі люди можуть відчувати себе постійно втомленими, дратівливими і слабкими. У зв’язку з порушенням звичного добового ритму, шуму агрегатів та інших чинників, люди не відчувають себе дуже комфортно. Деякі навіть повинні приймати таблетки сну.

Ще одна психологічна проблема ізоляція з зовнішнього світу. Зв'язок з Землі буде, але сигнал з дистанцією від планети почне відлякати. Крім того, Мартинські мандрівники чітко розуміють, що в разі виникнення будь-яких проблем ніхто не прийде на допомогу. Люди залишають собі, що, безсумнівно, кладуть багато тиску на психіку.

Гігієна

На ІСД люди не можуть приймати ванни або душ. Те ж можна сказати про космічних апаратах, які будуть літати до Марса. Особливі серветки і композиції, які чекають мандрівників по дорозі. Ви повинні змінити нижню білизну рідше, і вам доведеться забути про миття альтанки - брудний одяг можна мити вже на Марсі. Але, швидше за все, це просто розкладається з одного способу або іншого.

Прибуття на Марс
Сходження

Так Марсонаутс, які на дорозі 9 місяців, перехопивши всі проблеми і прибули на Марс. На планеті є необхідність висаджувати. Але тут, теж, все не так просто, як це може здатися. Основна проблема – спуск. Атмосфера Марса становить близько 100 разів менше, ніж на Землі. Відповідно, під час спуску, вам буде потрібно більш стійкість, щоб уникнути збою в поверхню на всіх швидкостях. Важкі об'єкти отримують дуже високу швидкість, тому є обмеження маси, яка може бути доставлена до Марса один раз.

Це, згідно з співробітниками НАСА Bret Drake, є тонною (тобто скільки зважувань Curiosity). «Як ми збираємося в атмосферу, залишається важливим завданням. З поточними методами посадки ми можемо лише зменшити метричний тон до Марса. «Це не достатньо для встановлення колонії, вона потребує більше», - сказав Дрейк.



Суперзвук низької щільності Розробники Decelerator перевіряють дно системи

Він також говорить про те, що при необхідності встановлення колонії на Марсі в часі доведеться знизити від 20 до 30 тонн вантажу. Зараз НАСА та різні приватні компанії, які працюють на посадці на Марсі, намагаються створити надійний спосіб привнести людей до поверхні планети. Він стане суперзвуком низької щільності.

Холодний і голодний

Якщо все вийшло з спуску, то варто пам'ятати, що середня річна температура на Марсі становить мінус 62 градусів Цельсієм. Температура від екватора поступово знижується до стовпів. Марс може бути гарячим протягом дня і холодно вночі. На ІСД існує проблема суттєвих змін температури. Так, ІСС нагрівається до 90 градусів Цельсієм, облицювання Сонця і охолоджується до -90 на протилежній стороні. Вчені та інженери знайшли вихід з цієї важкої ситуації, досягаючи створення спеціалізованих систем контролю температури.

р.

Але проблема полягає в тому, що ці системи призначені для роботи в вакуумі. Як для Марса, вчені ще думають про те, як забезпечити комфортне існування для Мартинаутів або колоністів.

«Ми потребуємо рішення, що забезпечує кращу теплоізоляцію в холодних умовах і різного способу видалення тепла в гарячих умовах». Комбінезон в вакуумі нагадує термос, але комбінезон на Марсі буде більш схожий на чашку кави на кухонному столі – кава в чашці охолоджується набагато швидше, ніж кава в термосі.

Також є проблема харчування для людини на Марсі. Якщо мова йде про висадку з поверненням, то можна зробити з звичайною для астронавтів їжі сухий заморозок. Якщо мова йде про колоністи, ми також повинні вирощувати їжу. Як? Не зрозуміло, що фахівці все ще працюють над цим питанням. Деякі вчені вважають, що грунт Марса з додаванням певних речовин можна зробити придатними для вирощування культур.

У другому випадку вам доведеться стежити за концентрацією кисню, випущених рослинами в атмосфері приміщення, де живуть колоністи. Занадто багато кисню є можливість спонтанних вибухів або навіть екіпажу.

І знову радіація.

Фахівці з відділу радіаційної онкології в Університеті Каліфорнія провели навчання з тестування, як іонізоване випромінювання буде діяти на астрономах на Марсі. Як виявилося, 12-24 тижнів після впливу низьких доз іонізуючого випромінювання (5 або 30 доз 48Ті або 16О), ознаки когнітивної дисфункції персистента в експериментальних тваринах. Проблема пов'язана з зміною структури дендриду, зміною рівня білків в синопсіях і запаленням нервової тканини. Проблема виявлена у тварин; може виникати аналогічна проблема у людини. У зв'язку з когнітивним відхиленням людини під впливом іонізуючого випромінювання люди просто не можуть впоратися з управлінням систем, які довірилися їм, без виконання науково-технічних завдань або навіть забуваючи, що робити.

Ще одним проявом впливу радіації є досить висока ймовірність лейкозії у людей і зниження імунітету. Причиною є однакове випромінювання. У Центрі регенеративної медицини в Університеті Вейк лісу визначено проблему. Вони пересаджують стовбурові клітини людини в мишей і піддаються впливу тварин на слабке іонізуюче випромінювання. Ми говоримо про особливий тип клітин, які називають гематопластами. Ці клітини дають піднятися на всі інші кров'яні клітини. У червоному кістковому мозку, які в свою чергу розташовуються всередині порожнини більшості кісток.

Цей дослідження виглядав на гемацитобластах у здорових дорослих віком 30-55 років. Як виявилося, під впливом випромінювання, здатність цих клітин виробляти будь-який вид клітин крові знизилася на 60-80%. Крім того, випромінювання призвело до мутацій в генах, які беруть участь в гемопоетичний процес, що призвело до зменшення здатності гемацитобластів виробляти зрілі клітини крові.

Наступним кроком було тестування клітин, що піддаються радіації. Як виявилося, під час пересадки їх мишей останній почав отримувати лейкозі. Вчені вважають, що це може слугувати доказами, що космічне випромінювання може викликати лейкозі у людини.

У поєднанні з вищезгаданим зниженням імунітету під час тривалого перебування людини в умовах мікрогравітності буде негативно впливати на успішний результат експедиції до Марса будь-якого типу - принаймні тимчасова посадка астронавтів, навіть прибуття колоністів на планеті.

І не варто забувати, що в першому випадку люди також повинні повернутися до Землі, що призведе до багаторазового впливу випромінювання, мікрогравітності та інших проблем, описаних раніше. Плюси, фахівці повинні знайти надійний спосіб відключення від поверхні Марса, щоб повернутися до Землі.



Тим не менш, фахівці не втрачають надії в розвитку надійних заходів безпеки, які можуть захистити людей від деяких небезпек і зменшити негативний вплив інших. Вчені та інженери вірять в успішний результат поїздки можна сказати, що запланований маніфестаційний рейс НАСА до Марса 2033 року і Плани Елона Муска для подібного рейсу і створення колонії на сусідній планеті.

Джерело: geektimes.ru/post/287358/