In het volgende decennium, tegen 2033, willen NASA en China voor het eerst in de geschiedenis astronauten naar Mars sturen. Dit brengt tal van uitdagingen met zich mee, van logistieke en technische problemen tot ervoor zorgen dat astronauten kunnen omgaan met afval en voldoende voedsel en water hebben voor een vlucht van meerdere maanden naar Mars en terug.
Maar de gezondheid en veiligheid van astronauten die maanden in de ruimte zullen doorbrengen, zullen natuurlijk worden blootgesteld aan kosmische straling en microzwaartekracht. Er wordt zelfs gevreesd dat astronauten na enkele maanden in microzwaartekracht problemen zullen hebben om zich aan te passen aan de zwaartekracht van Mars.
Om te bepalen of deze angsten terecht zijn, heeft een team van ruimtegeneeskunde-experts van de Australian National University (ANU) een wiskundig model ontwikkeld om te voorspellen of astronauten veilig naar Mars kunnen reizen en hun taken kunnen uitvoeren bij aankomst op de Rode Planeet.
Het onderzoeksteam werd geleid door Dr. Lex Van Loon, een research fellow aan het ANU College of Health and Medicine (CHM). Zoals hij en zijn collega's in hun onderzoek opmerken, zijn de potentiële gevaren voor missies naar Mars talrijk, maar de grootste bedreiging kan de tijd zijn die astronauten in microzwaartekracht zullen doorbrengen. Gecombineerd met de destructieve straling van de zon en kosmische bronnen, zal deze ervaring fundamentele veranderingen in hun lichaam veroorzaken.
Op basis van uitgebreid onderzoek aan boord van het International Space Station (ISS), is bekend dat microzwaartekracht verlies van spier- en botdichtheid veroorzaakt en de orgaanfunctie, het gezichtsvermogen en het cardiopulmonale systeem beïnvloedt - het hart en zijn vermogen om bloed door het systeem van slagaders en bloedvaten te pompen. aderen lichaam
Zoals Wang Loong beschreef, is hun onderzoek niet alleen belangrijk vanwege de voorgestelde missies naar Mars, maar ook voor de groeiende commerciële ruimtesector: "We weten dat een reis naar Mars zes tot zeven maanden zal duren, en het kan de structuur van uw bloedvaten of de kracht van uw hart vanwege de gewichtloosheid die optreedt als gevolg van ruimtereizen. Met de komst van commerciële ruimtevaartagentschappen zoals Space X en Blue Origin hebben rijke maar niet per se gezonde mensen meer mogelijkheden om de ruimte in te vliegen, dus we willen wiskundige modellen gebruiken om te voorspellen of een persoon geschikt is om naar Mars te vliegen".
Co-auteur Dr. Emma Tucker, een astrofysicus en registrar voor spoedeisende geneeskunde, voegde toe dat langdurige gewichtloosheid ervoor kan zorgen dat het hart traag wordt omdat het niet zo hard hoeft te werken om de zwaartekracht te overwinnen en bloed door het lichaam te pompen: je bent op aarde, de zwaartekracht trekt vloeistof naar de onderste helft van je lichaam, dus de voeten van sommige mensen beginnen tegen het einde van de dag te zwellen. Maar als je de ruimte in gaat, is die aantrekkingskracht verdwenen, wat betekent dat vloeistof naar de bovenste helft van je lichaam verschuift, en dat veroorzaakt een reactie die het lichaam laat denken dat er te veel vloeistof is.
Als gevolg hiervan begin je veel naar het toilet te gaan, overtollig vocht kwijt te raken, geen dorst te hebben en minder te drinken, en daardoor raak je in de ruimte uitgedroogd."
Dat is de reden waarom, zei Tucker, astronauten die terugkeren van het ISS flauwvallen wanneer ze de aarde opnieuw binnenkomen of in rolstoelen moeten worden vervoerd. Hoe langer ze in de ruimte blijven, hoe groter de kans dat ze instorten wanneer ze terugkeren naar de aarde, en hoe moeilijker het proces van aanpassing aan de zwaartekracht van de aarde zal zijn.
Als het gaat om Mars-gebonden missies, is er de extra complicatie van communicatievertragingen tussen de aarde en Mars. Afhankelijk van de posities van de zon, de aarde en Mars, kunnen deze vertragingen oplopen tot 20 minuten, wat betekent dat astronauten hun taken moeten kunnen uitvoeren zonder onmiddellijke hulp van missiecontrollers of ondersteunende bemanningen (inclusief medische noodhulp).
Zoals Wang Loon uitlegde: “Als een astronaut het bewustzijn verliest de eerste keer dat hij het ruimtevaartuig verlaat, zal er niemand op Mars zijn om hem te helpen. Daarom moeten we er absoluut zeker van zijn dat de astronaut klaar is om te vliegen en zich kan aanpassen aan het zwaartekrachtveld van Mars. Ze moeten tijdens die cruciale eerste minuten effectief en efficiënt kunnen opereren met minimale ondersteuning.”
Hun model is gebaseerd op een machine learning-algoritme, dat op zijn beurt is gebaseerd op gegevens van astronauten die zijn verzameld tijdens eerdere expedities aan boord van het ISS en de Apollo-missies, om de risico's te modelleren die gepaard gaan met een reis naar Mars.
Testen hebben aangetoond dat het belangrijke hemodynamische veranderingen in het cardiovasculaire systeem kan nabootsen na langdurige ruimtevluchten en onder omstandigheden van verschillende zwaartekracht- en vloeistofbelastingen. En de resultaten zijn bemoedigend, omdat ze laten zien dat astronauten kunnen functioneren na maanden in microzwaartekracht te hebben doorgebracht.
Hoewel het huidige model is gebaseerd op gegevens van goed opgeleide astronauten van middelbare leeftijd, hopen de onderzoekers de mogelijkheden uit te breiden met gegevens van commerciële ruimtevluchten.
Uiteindelijk is hun doel om een model te creëren dat de effecten kan simuleren van langdurige ruimtereizen op relatief zieke mensen met een reeds bestaande hartziekte of gewoon ongetrainde burgers. Ze hopen dat dit model een compleet beeld geeft van wat er zou gebeuren als een "gewone" persoon de ruimte in zou gaan.
En wie weet? Het is wellicht mogelijk om de effecten van langetermijneffecten van microzwaartekracht op de ontwikkeling van kinderen en foetussen te modelleren. Dit onderzoek is van cruciaal belang als we ooit mensen naar de maan, Mars en andere plaatsen willen sturen om daar ooit te leven.
U kunt Oekraïne helpen vechten tegen de Russische indringers, de beste manier om dit te doen is door geld te doneren aan de strijdkrachten van Oekraïne via Red het leven of via de officiële pagina NBU.
Ook interessant: