Що буде з людиною під час польоту на Марс: серце може стиснутися, а кістки зруйнуватися

Поки що міжпланетні подорожі залишаються лише мрією, хоча той же Ілон Маск заявляє, що політ людей на Марс є лише питанням часу. Поки приватні космічні компанії та космічні агентства займаються розробкою нових ракет і кораблів, здатних доставити людей на Марс, більш серйозна проблема полягає не в техніці. Уявіть собі, що ви досягли Марса і звалилися від виснаження або зіткнулися з невидимим вбивцею, який деформував вашу ДНК. Це не наукова фантастика. Це біологічна реальність, яка чекає на перших людей, які вирушать у міжпланетну подорож. Учені з NASA розповіли, як космос може мати руйнівний вплив на тіло людини, пише Interesting Engineering.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Політ на Марс займає від 6 до 9 місяців в один бік. Подорож на Червону планету являє собою величезне випробування на витривалість людського організму. У космосі зникають умови, в яких розвивалося людське тіло. М'язи слабшають, кістки руйнуються, рідини перерозподіляються, і серце починає зменшуватися в розмірах. Навіть мозок та імунна система починають поводитися непередбачувано.

Невагомість — один із головних ворогів людини

Щойно астронавти потрапляють у невагомість, умови з дуже низькою гравітацією, кожна система органів у тілі починає змінюватися. На Землі гравітація забезпечує рівновагу тіла, активність м'язів і міцність кісток. Якщо прибрати гравітацію, все починає руйнуватися.

Перше, що відчувають астронавти, — це дезорієнтація. Без гравітації система рівноваги мозку не може працювати нормально. Зір говорить одне, а м'язові та суглобові сенсори — інше. У результаті в астронавтів виникає нудота, запаморочення, головні болі та втома.

Мозок з часом адаптується, але тіло продовжує руйнуватися. У невагомості кістки втрачають щільність зі швидкістю приблизно 1% на місяць, порівняно з приблизно 1% на рік у літньої людини з остеопорозом на Землі. М'язи, особливо в ногах і хребті, починають атрофуватися, оскільки їм більше не потрібна підтримка і рух.

Навіть сам хребет розтягується, внаслідок чого астронавти "виростають" на кілька сантиметрів, але ціною болю в спині. До моменту повернення на Землю їхні м'язи слабшають, кістки стають більш крихкими, а система рівноваги потребує перепідготовки.

Зміна в поведінці рідин у тілі людини

На Землі гравітація притягує рідини до нижньої половини тіла. У космосі цей розподіл вирівнюється. Кров та інші рідини зміщуються до голови, що призводить до появи опухлого обличчя і дуже худих ніг.

Зміщення рідин збільшує тиск у черепі та за очима, що іноді призводить до незворотних проблем із зором. Серце, що працює з меншим навантаженням, починає стискатися. Еритроцити руйнуються, щоб підтримувати рівновагу, а регуляція артеріального тиску стає більш нестабільною. У сукупності ці ефекти роблять повернення в умови з нормальною гравітацією болючим.

Вплив космосу на ДНК та імунну систему

Космос впливає також на фундаментальні процеси в організмі. Як показали дослідження, у генах астронавтів, пов'язаних із відновленням ДНК і реакцією імунної системи, спостерігаються зміни.

Піддаючись постійному впливу космічної радіації, імунна система стає непередбачуваною. У астронавтів спостерігаються зміни в поведінці лейкоцитів, запальні процеси і навіть алергічні реакції. Тривале перебування в космосі може збільшити ризик розвитку раку або аутоімунних захворювань.

Радіація — це невидима загроза в глибокому космосі

За межами магнітного поля Землі астронавти піддаються впливу космічної радіації, тобто постійного потоку високоенергетичних частинок, здатних пошкодити ДНК і тканини.

Сонячні бурі являють собою найбільшу небезпеку. Ці потужні викиди заряджених частинок, що виходять від Сонця, можуть за кілька годин призвести до отримання людиною смертельної дози радіації.

На Марсі астронавти завжди повинні будуть перебувати недалеко від захищеного житлового комплексу. Навіть короткочасний вплив сонячної бурі може призвести до променевої хвороби, внутрішніх пошкоджень або смерті.

На Марсі тривалий вплив галактичних космічних променів являє собою ще одну проблему. На відміну від сонячних частинок, ці високоенергетичні частинки практично неможливо повністю заблокувати, і з часом вони можуть значно збільшити ризик розвитку раку.

Ізоляція в космосі — ще одна проблема

Окрім фізичних небезпек, існує й психологічна проблема. Місяці життя в замкнутому просторі стануть випробуванням для психологічної витривалості людей.

Під час польоту на Марс затримки зв'язку можуть сягати 40 хвилин в обидва боки. Тому астронавти не можуть сподіватися на швидку підтримку із Землі.

Щоб вижити, екіпажам місій на Марс знадобиться повна медична і психологічна автономія. Це означає, що астронавтам доведеться діагностувати, лікувати і справлятися з кризовими ситуаціями без підтримки із Землі. Навантаження буде колосальним, як у фізичному, так і в емоційному плані.

Перспективи польоту людей на Марс

Політ на Марс туди і назад може зайняти три роки. За цей час астронавтам доведеться витримувати радіацію, втрату кісткової маси, атрофію м'язової маси, ізоляцію та обмежені запаси продовольства. Навіть маючи найкращі технічні рішення найбільшим обмежувальним фактором тривалого польоту в космосі може бути людський організм.

Захист від радіації при багаторічному впливі залишається недостатнім. А психологічний вплив тривалої ізоляції досі погано вивчений.

Незважаючи на ці величезні труднощі, прогрес триває. Космічні агентства і приватні компанії розробляють нові системи життєзабезпечення, медичні технології та космічні апарати, здатні забезпечити перебування людей за межами земної орбіти протягом тривалого часу.

Як уже писав Фокус, на Марсі з'являються свіжовириті канали, і вони нагадують піщаних черв'яків з "Дюни".

Також Фокус писав про те, що астрономи розкрили таємницю утворення нових зірок. Вперше в історії астрономи виявили місце зародження потужного газового струменя, який викидає новонароджена зірка. Це відкриття підтверджує, що ці струмені відіграють вирішальну роль у зростанні новонароджених зірок.