I det neste tiåret, innen 2033, har NASA og Kina til hensikt å sende astronauter til Mars for første gang i historien. Dette byr på en rekke utfordringer, fra logistiske og tekniske problemer til å sikre at astronauter kan håndtere avfall og ha nok mat og vann for en flermåneders flytur til Mars og tilbake.
Men selvfølgelig vil helsen og sikkerheten til astronauter som vil tilbringe måneder i verdensrommet bli utsatt for kosmisk stråling og mikrogravitasjon. Det er til og med frykt for at astronauter etter flere måneder under mikrogravitasjonsforhold vil få problemer med å tilpasse seg Mars gravitasjon.
For å avgjøre om denne frykten er berettiget, utviklet et team av rommedisinske eksperter fra Australian National University (ANU) en matematisk modell for å forutsi om astronauter ville være i stand til å reise trygt til Mars og utføre sine oppgaver ved ankomst til den røde planeten.
Forskerteamet ble ledet av Dr Lex Van Loon, en stipendiat ved ANU College of Health and Medicine (CHM). Som han og kollegene bemerker i sin studie, er de potensielle farene for oppdrag til Mars mange, men den største trusselen kan være tiden astronautene vil bruke i mikrogravitasjon. Kombinert med den destruktive strålingen fra solen og kosmiske kilder, vil denne opplevelsen forårsake grunnleggende endringer i kroppene deres.
Basert på omfattende forskning utført ombord på den internasjonale romstasjonen (ISS), er mikrogravitasjon kjent for å forårsake tap av muskel- og bentetthet og påvirke organfunksjonen, synet og det kardiopulmonale systemet – hjertet og dets evne til å pumpe blod gjennom arteriesystemet og vener kroppen
Som Wang Loong beskrev, er forskningen deres viktig ikke bare på grunn av de foreslåtte oppdragene til Mars, men også for den voksende kommersielle romsektoren: «Vi vet at en tur til Mars vil ta seks til syv måneder, og det kan endre strukturen til blodårene eller styrken til hjertet ditt på grunn av vektløsheten som oppstår som følge av romfart. Med ankomsten av kommersielle romfartsbyråer som Space X og Blue Origin, har rike, men ikke nødvendigvis friske mennesker flere muligheter til å fly ut i verdensrommet, så vi ønsker å bruke matematiske modeller for å forutsi om en person er skikket for å fly til Mars.
Medforfatter Dr. Emma Tucker, en astrofysiker og akuttmedisinsk registrar, la til at langvarig vektløshet kan føre til at hjertet blir tregt fordi det ikke trenger å jobbe like hardt for å overvinne tyngdekraften og pumpe blod gjennom kroppen: "Når du når du er på jorden, trekker tyngdekraften væske mot den nedre halvdelen av kroppen din, så noen menneskers føtter begynner å hovne opp mot slutten av dagen. Men når du går ut i verdensrommet, er gravitasjonskraften borte, noe som betyr at væske skifter til den øvre halvdelen av kroppen din, og det utløser en respons som lurer kroppen til å tro at det er for mye væske.
Som et resultat begynner du å gå mye på toalettet, kvitte deg med overflødig væske, føler deg ikke tørst og drikker mindre, og derfor blir du dehydrert i verdensrommet."
Det er derfor, sa Tucker, at astronauter som kommer tilbake fra ISS besvimer når de kommer inn på jorden igjen eller må transporteres i rullestoler. Jo lenger de oppholder seg i verdensrommet, jo mer sannsynlig er det at de kollapser når de kommer tilbake til jorden, og jo vanskeligere vil prosessen med å tilpasse seg jordens tyngdekraft være.
Når det gjelder Mars-bundne oppdrag, er det den ekstra komplikasjonen av kommunikasjonsforsinkelser mellom Jorden og Mars. Avhengig av posisjonene til Solen, Jorden og Mars, kan disse forsinkelsene vare opptil 20 minutter, noe som betyr at astronauter må kunne utføre sine oppgaver uten umiddelbar hjelp fra oppdragskontrollører eller støttemannskaper (inkludert akuttmedisinsk behandling).
Som Wang Loon forklarte: «Hvis en astronaut mister bevisstheten første gang de forlater romfartøyet, vil det ikke være noen på Mars som kan hjelpe dem. Derfor må vi være helt sikre på at astronauten er klar til å fly og kan tilpasse seg gravitasjonsfeltet til Mars. De må være i stand til å operere effektivt med minimal støtte i løpet av de avgjørende første minuttene.»
Modellen deres er basert på en maskinlæringsalgoritme, som igjen er basert på astronautdata samlet inn under tidligere ekspedisjoner ombord på ISS og Apollo-oppdragene, for å modellere risikoen forbundet med en tur til Mars.
Testing har vist at det kan etterligne viktige hemodynamiske endringer i det kardiovaskulære systemet etter langvarig romflyvning og under forhold med ulike gravitasjons- og væskebelastninger. Og resultatene er oppmuntrende, siden de viser at astronauter kan fungere etter å ha tilbrakt måneder i mikrogravitasjon.
Selv om den nåværende modellen er basert på data fra godt trente middelaldrende astronauter, håper forskerne å utvide mulighetene til å inkludere data fra kommersiell romfart.
Til syvende og sist er målet deres å lage en modell som kan simulere effekten av langvarig romfart på relativt syke mennesker med allerede eksisterende hjertesykdom eller rett og slett utrente sivile. De håper at denne modellen vil gi et fullstendig bilde av hva som ville skje dersom en «vanlig» person dro ut i verdensrommet.
Og hvem vet? Det kan være mulig å modellere effektene av langtidseffekter av mikrogravitasjon på utviklingen av barn og fostre. Denne forskningen er kritisk hvis vi noen gang ønsker å sende mennesker til månen, Mars og andre steder for en dag å bo der.
Du kan hjelpe Ukraina med å kjempe mot de russiske inntrengerne, den beste måten å gjøre dette på er å donere midler til Ukrainas væpnede styrker gjennom Redd livet eller via den offisielle siden NBU.
Også interessant: