Postoji jedan uznemirujući nedostatak hibernacije u našim planovima planiranja prostora. Ako ikad smislimo neku vrstu hibernacije, možemo li to iskoristiti za smanjenje svemirskog broda?
Europska svemirska agencija (ESA) radi na odgovoru na to pitanje.
ESA ima ono što nazivaju "timski tim" koji radi na ljudskoj hibernaciji. Tim teme radi pod okriljem tima za napredne koncepte koji proučava ideje i tehnologije koje su od dugoročnog značaja za ESA-ino svemirska nastojanja. To je poput istraživačkog centra koji podržava multidisciplinarna istraživanja.
Ako želimo budućnost u kojoj će misije na druge planete - ili možda u druge solarne sustave - biti stvarnost, tada će ljudska hibernacija biti dio nje. Ili to, ili zvijezda više generacija, sa svim svojim parametrima gladan.
ESA kaže kako su "identificirali kontroliranu upotrebu potpora i hibernacije kao tehnologiju koja mijenja igru ljudskog svemirskog leta". Oni također nagađaju da smanjivanje brzine metabolizma astronauta na dugim svemirskim putovanjima ne može samo sačuvati zrak, vodu i hranu, već i umanjiti njihovu osjetljivost na oštećenja zračenjem.
ESA koristi svoje objekte za istodobni dizajn (CDF), multimedijski uređaj koji omogućuje njihovim različitim timovima da zajedno rade na ispitivanju ljudske hibernacije radi putovanja na obližnji planet, vjerojatno Mars. Članovi tima pregledali su trenutnu svemirsku putničku tehnologiju za petogodišnju misiju na Marsu koja šestero astronauta šalje na crveni planet i natrag. Ovo je prvi put da su proučavali utjecaj koji hibernacija može imati na dizajn misije.
"Radili smo na prilagođavanju arhitekture svemirskog broda, njegove logistike, zaštite od zračenja, potrošnje energije i cjelokupnog dizajna misije", komentira Robin Biesbroek iz CDF-a.
Treba puno razmišljati. Različiti znanstveno-fantastični filmovi i knjige istraživali su ljudsku hibernaciju, tako da većina nas može imenovati mnoge teme. Koji će psihološki učinci biti? Zasigurno bi bilo šokantno hibernirati tjedan, mjesec, godinu, čak i duže, a zatim se probuditi negdje u svemiru. Kako bi se ljudsko biće moglo pripremiti za to?
A što je sa sigurnošću? Sci-fi je prepun ljudi koji su se od hibernacije probudili prerano ili prekasno. Slabi i pušući, ili možda prekriveni hladnim znojem, mnogi su se protagonisti probudili u pogrešno vrijeme i otkrili da je njihov život okrenut naopako zbog neispravnog sustava hibernacije.
Ali prvo stvari.
Kako bi tehnologija hibernacije, ako bismo je mogli razviti, utjecala na dizajn svemirskog broda?
„Gledali smo kako se astronautski tim može najbolje staviti u hibernaciju, što učiniti u hitnim slučajevima, kako se nositi s ljudskom sigurnošću i čak kakav bi utjecaj hibernacije imao na psihologiju tima. Napokon smo stvorili početnu skicu arhitekture staništa i napravili putokaz kako bi postigli potvrđeni pristup hibernacije ljudi na Mars u roku od 20 godina “, rekao je Biesbroek.
Vjerojatno prvo što ćete primijetiti su veličina modula stanovanja. Posada za hibernaciju mogla bi upotrijebiti mnogo manji modul za navigaciju nego budna posada, kao što prikazuje ova slika.
Preliminarna studija pokazala je da se masa svemirskog broda može smanjiti za jednu trećinu. Posada bi hibernirala u malim mahunama koje bi se udvostručile kao kabine za posadu dok su budne. Uklanjanje potrošnog materijala pomoglo bi eliminaciji nekoliko tona mase.
Studija je proučavala 180-dnevno krstarenje Marsom. Astronauti bi prije misije trebali staviti dodatnu tjelesnu masnoću, a lijek bi mogao izazvati hibernaciju ili torpor. Hibernirali bi unutar svojih zatamnjenih, hlađenih mahuna, a kad se probude, uslijedilo bi 21-dnevno razdoblje oporavka.
Jedna od najpoznatijih opasnosti s kojom se astronauti suočavaju na dugim svemirskim letovima je radijacija. Visokoenergetske čestice obiluju prostorom, a zaštita posade glavna je briga. No, budući da će članovi posade hibernirati na jednom mjestu, to olakšava dizajn zaštite. Oko podočnjaka mogu se graditi oklopi, poput spremnika za vodu.
Osnovna pretpostavka koja stoji iza hibernacije čovjeka u svemiru izgrađena je oko hibernacije životinja. U životinjskom carstvu postoje dvije vrste hibernatora: obligacijski hibernatori koji godišnje prezimuju bez obzira na temperaturu ili uvjete; i fakultativni hibernatori koji hiberniraju kao odgovor na stresore u okolini. Mnogo vrsta životinja prezimuje u stanju hibernacije, uključujući medvjede, grbače, šišmiše, neke glodavce i neke vjeverice.
„Već je neko vrijeme hibernacija predložena kao alat za promjenu igre za ljudsko putovanje u svemir,“ objašnjava vođa tima SciSpacE Jennifer Ngo-Anh. "Kad bismo uspjeli smanjiti osnovni metabolički postotak astronauta za 75% - slično onome što u prirodi možemo primijetiti kod velikih hibernacijskih životinja poput nekih medvjeda - mogli bismo završiti sa značajnom masom i troškovima, čineći dugotrajne istraživačke misije izvedivije. "
Ipak je to i dalje veliko. Hibernacija medvjeda još je pomalo tajanstvena. Oni recikliraju svoje bjelančevine i mokraću dok hiberniraju. I mogu hibernirati do 7 mjeseci bez gubitka koštane mase. Ostale životinje u stanju hibernacije prekidaju muku s vremenima tipičnijih temperatura i brzine otkucaja srca koja se nazivaju etermičnim uzbuđenjem. Kako bi se sve to upravljalo kod ljudi, vrste koja prirodno ne prezimi, nije poznato.
Postoje neke premise ljudske hibernacije, a dolazi iz moderne medicine.
"A osnovna ideja stavljanja astronauta u hibernaciju zapravo nije toliko luda: široko uporediva metoda testirana je i primjenjena kao terapija kod pacijenata s traumama kritične njege i onih koji su podvrgnuti velikim operacijama više od dva desetljeća", rekao je Ngo-Anh. "Većina većih medicinskih centara ima protokole za izazivanje hipotermije kod pacijenata kako bi se njihov metabolizam u osnovi smanjio, održavajući pacijente u boljem obliku nego što bi inače bili."
Znači istraživači ne počinju ispočetka. Oni barem imaju polazište, o čemu se zapravo radi u tim tipovima istraživačkih centara.
„Cilj nam je u budućnosti nadograditi to istraživanjem moždanih puteva koji se aktiviraju ili blokiraju tijekom pokretanja hibernacije, počevši od životinja i nastavljajući prema ljudima“, zaključio je Ngo-Anh.
Više:
- Priopćenje za javnost: Hibernatirajućim astronautima trebat će manje svemirske letjelice
- ESA: Tim za napredne koncepte; Bioinžinjering: hibernacija
- JSTOR Daily: Misterije hibernacije
