Има тревожна липса на хибернация в нашите планове за космическо планиране. Ако някога измислим някакъв вид хибернация, можем ли да се възползваме от него, за да се справим с по-малки космически кораби?
Европейската космическа агенция (ESA) работи, за да отговори на този въпрос.
ESA има това, което наричат „темен екип“, който работи върху хибернацията на човека. Тематичният екип работи под чадъра на Екипа за разширени концепции, който изучава идеи и технологии, които имат дългосрочно значение за усилията на ЕКА в космическите усилия. Това е като мозъчен тръст, който поддържа мултидисциплинарни изследвания.
Ако искаме бъдеще, в което екипираните мисии до други планети - или вероятно други слънчеви системи - са реалност, тогава човешката хибернация ще бъде част от нея. Или това, или звезден кораб с много поколения, с всичките му параметри, гладни за ресурси.
ESA казва, че са „идентифицирали контролираната употреба на изпотяване и хибернация като технология за промяна на играта за човешки космически полет.“ Те също така спекулират, че намаляването на метаболизма на астронавтите при дълги космически пътувания може не само да запази въздуха, водата и храната, но и да намали чувствителността им към радиационни щети.
ESA използва техния механизъм за съвместно проектиране (CDF), мултимедийно съоръжение, което позволява на различните им екипи да работят заедно, да изследват човешката хибернация за пътуване до близка планета, вероятно Марс. Членовете на екипа направиха равносметка на съвременната технология за космически пътувания за петгодишна мисия на Марс, която изпраща шестима астронавти до червената планета и обратно. Това е първият път, когато те изучават влиянието, което може да има хибернацията върху дизайна на мисията.
„Работихме по коригирането на архитектурата на космическия кораб, неговата логистика, защита от радиация, консумация на енергия и цялостна мисия дизайн“, коментира Робин Бийсброк от CDF.
Има какво да мислим. Различни научнофантастични филми и книги са изследвали човешката хибернация, така че повечето от нас могат да назоват много от проблемите. Какви психологически ефекти ще има? Със сигурност би било шокиращо да зимувате в продължение на седмица, месец, година, дори по-дълго и след това да се събудите някъде навън в космоса. Как е възможно човек да се подготви за това?
А какво да кажем за безопасността? Научната фантастика е затрупана с хора, които са се събудили твърде рано или твърде късно от хибернация. Слаби и пукащи, или може би покрити със студена пот, много главни герои са се събудили в неподходящо време и са намерили живота си обърнат с главата надолу от неправилно функционираща система за хибернация.
Но първо първо.
Как технологията на хибернация, ако можем да я разработим, ще се отрази на дизайна на космическия кораб?
„Разгледахме как екипът на астронавтите може да бъде най-добре поставен в хибернация, какво да прави в случай на извънредни ситуации, как да се справи с човешката безопасност и дори какво влияние ще има хибернацията върху психологията на екипа. Накрая създадохме първоначална скица на архитектурата на местообитанията и създадохме пътна карта, за да постигнем валидиран подход за хибернация на хората до Марс в рамките на 20 години “, каза Бисброк.
Вероятно първото нещо, което забелязваме, е размерът на модулите за обитаване. Екипажът за хибернация може да използва много по-малък модул за работа в сравнение с буден екипаж, както това изображение илюстрира.
Предварителното проучване показа, че масата на космическия кораб може да бъде намалена с една трета. Екипажът ще зимува в малки шушулки, които ще се удвоят като каюти за екипажа, докато са будни. Отстраняването на консумативите би помогнало чрез елиминиране на няколко тона маса.
Проучването разглеждаше 180 дневен круиз до Марс. Астронавтите ще трябва да си слагат допълнителна телесна мазнина преди мисията, а лекарството ще предизвика хибернация или изпотяване. Те ще зимуват вътре в потъмнелите си, охладени шушулки и когато се събудят, ще има 21-дневен период на възстановяване.
Една от най-известните опасности, пред които са изправени астронавтите при дълги космически полети, е радиацията. Високо енергийните частици изобилстват в пространството и защитата на екипажа е основна грижа. Но тъй като членовете на екипажа ще презимуват на едно място, това улеснява проектирането на защита. Защитите, като контейнери за вода, могат да бъдат изградени около шушулките.
Основното предположение зад хибернацията на човека в космоса е изградено около хибернацията на животните. В царството на животните има два типа хибернатори: задължителни хибернатори, които зимуват ежегодно без значение от температурата или условията; и факултативни хибернатори, които зимуват като отговор на стресорите в околната среда. Много видове животни зимуват, включително мечки, сумчакови, прилепи, някои гризачи и някои катерици.
„От известно време хибернацията е предложена като инструмент за промяна на играта за пътуване в космоса на човека“, обяснява ръководителят на екипа на SciSpacE Дженифър Нго-Ан. „Ако успяхме да намалим основния метаболизъм на астронавта със 75% - подобно на това, което можем да наблюдаваме в природата с големи хибернаторни животни, като някои мечки - бихме могли да завършим със значителна маса и разходи, правейки дългосрочни проучвателни мисии по-осъществима. “
Все пак това е голямо, ако. Хибернацията на мечката все още е някак загадъчна. Рециклират протеините и урината си, докато хибернират. И могат да зимуват до 7 месеца, без да губят костна маса. Други хиберниращи животни прекъсват изпората си с периоди с по-типична температура и сърдечна честота, наречени еутермични възбуди. Как ще се управлява всичко това при хора, вид, който не зимува по естествен начин, не се знае.
Все пак има някаква предпоставка за хибернация при хора и това идва от съвременната медицина.
„И основната идея за поставяне на астронавтите в продължителна хибернация всъщност не е толкова луда: широко сравними метод е тестван и прилаган като терапия при пациенти с травма при критична грижа и такива, които трябва да бъдат подложени на големи операции повече от две десетилетия“, каза Нго-Анх. „Повечето големи медицински центрове имат протоколи за предизвикване на хипотермия при пациенти, за да се намали метаболизма им, за да спечелят основно време, поддържайки пациентите в по-добра форма, отколкото биха били в противен случай.“
Така че изследователите не започват от нулата. Те поне имат отправна точка, за какво се отнасят тези видове мозъчни тръстове.
„Ние се стремим да надграждаме това в бъдеще, като изследваме мозъчните пътища, които се активират или блокират по време на започване на зимен сън, започвайки от животни и преминавайки към хора“, заключи Нго-Ан.
Повече ▼:
- Прессъобщение: Зимуващите астронавти ще се нуждаят от по-малки космически кораби
- ESA: Екип за разширени концепции; Биоинженеринг: хибернация
- JSTOR Daily: Тайните на хибернацията
