Cesta na Mars: vedci skúmajú možnosti nového matematického modelu
Sonda ExoMars 2016 štartuje na rakete Proton-M v Bajkonure v Kazachstane 14. marca 2016. Jedným z vedeckých cieľov spolupráce medzi Európskou vesmírnou agentúrou a Ruskou federálnou vesmírnou agentúrou je pátranie po známkach minulého a súčasného života na Marse. (Stephane Corvaja/ESA via Getty Images)
Odborníci na vesmírnu medicínu z Austrálskej národnej univerzity (ANU) vyvinuli matematický model na vyhodnotenie vplyvu, ktorý by mohla mať cesta na Mars na ľudský organizmus.
Hlavný autor práce Lex van Loon, vedecký pracovník z Lekárskej fakulty ANU, vo svojej tlačovej správe uviedol, že s príchodom možnosti komerčných vesmírnych expedícií na Mars vyvstávajú viaceré otázky týkajúce sa zdravotných problémov spôsobených dlhodobým vystavením sa mikrogravitácii, často nazývanej „nulová gravitácia.”
Van Loon uviedol, že dlhodobý pobyt v nulovej gravitácii v kombinácii s vystavením sa škodlivému žiareniu zo Slnka môže spôsobiť „zásadné“ zmeny v ľudskom tele. Jedným z príkladov sú zmeny v štruktúre krvných ciev v ľudskom tele a zmenšenie srdcového svalstva, ku ktorým dochádza pri dlhodobom pobyte v beztiažovom stave, napríklad pri šesť až sedemmesačnej ceste na Mars.
Vedci z ANU simulovali, aký vplyv by malo dlhodobé vystavenie nulovej gravitácii na kardiovaskulárny systém – srdce, krv a cievy. Tieto informácie im potom umožnili vytvoriť model, o ktorom vedci predpokladajú, že bude môcť slúžiť ako dôležitý nástroj pri hľadaní spôsobu pristávania ľudí na povrch Marsu, keďže sa dá použiť na zhodnotenie vplyvu krátkodobého aj dlhodobého cestovania vesmírom.
Nulová gravitácia (beztiažový stav) nepriaznivo ovplyvňuje ľudské telo
Spoluautorka štúdie Dr. Emma Tuckerová, lekárka, astrofyzička a výskumná pracovníčka na ANU uviedla, že v nulovej gravitácii srdce zlenivie, pretože nemusí pracovať tak intenzívne, aby prečerpalo krv do celého tela. V prostredí s takmer nulovou gravitáciou nemusí srdce prekonávať gravitáciu, aby vypumpovalo krv nahor.
„Keď sa však dostanete do vesmíru, gravitačné pôsobenie sa vytratí, čo spôsobí, že tekutina sa presunie do hornej polovice tela, a to spustí reakciu vyvolávajúcu v tele dojem, že je v ňom príliš veľa tekutiny.”
„V dôsledku toho začnete častejšie chodiť na toaletu, budete sa zbavovať prebytočných tekutín, nebudete pociťovať smäd a ani toľko piť, čo spôsobí, že sa dehydratujete.” Podľa jej slov je účinok nulovej gravitácie dôvodom, prečo astronauti omdlievajú, keď sa vrátia na zemský povrch do vzpriamenej polohy.
„Je to celkom bežný jav spojený s cestovaním do vesmíru a čím dlhšie ste vo vesmíre, tým je pravdepodobnejšie, že po návrate do gravitačného pásma skolabujete. Účelom nášho modelu je s veľkou presnosťou predpovedať, či astronaut dokáže bezpečne doraziť na Mars bez toho, aby stratil vedomie. Veríme, že je to možné.”
Mdloby sú kritickým problémom pre vesmírny výskum
Astronauti musia byť schopní vykonávať svoje povinnosti bez okamžitej pomoci podporných posádok, pretože pri prenose správ medzi Marsom a Zemou dochádza ku komunikačnému oneskoreniu.
Podľa NASA trvá rádiovému signálu z Marsu zvyčajne päť až 20 minút, kým sa dostane na Zem, v závislosti od polohy planét. Van Loon uviedol, že dĺžka oneskorenia závisí od polohy planéty voči Slnku. Planéty obiehajú okolo Slnka rôznou rýchlosťou, Zem absolvuje jeden obeh za približne 365 dní, zatiaľ čo Marsu to trvá približne 687 dní, a počas tohto obehu sa k sebe obe tieto planéty približujú a zase sa od seba vzďaľujú.
„Ak astronaut pri prvom výstupe z vesmírnej lode omdlie alebo ak nastane nejaká zdravotná komplikácia, na Marse nebude nikto, kto by mu pomohol,” vraví Van Loon. „Preto si musíme byť absolútne istí, že astronaut je schopný letu a dokáže sa prispôsobiť gravitačnému poľu Marsu. Počas prvých rozhodujúcich minút musia byť schopní efektívne a účinne fungovať s minimálnou podporou.”
V e-maile pre The Epoch Times Van Loon uviedol, že samotná strata vedomia nie je až taký problém.
Dodal však, že vzhľadom k tomu, že pri omdlení dochádza k pádu, zvyšuje to riziko vzniku nepredvídateľných zdravotných problémov, a keďže tam úplne absentuje lekárska pomoc, je dôležité vedieť odhadnúť, do akej miery je pravdepodobné, že by astronaut mohol stratiť vedomie.
Zhotovenie modelu
„Ako základný model bol použitý klinicky overený matematický model,” povedal Van Loon. „Tento základný model sa v pozemskej medicíne vo veľkej miere používa pri simulácii, predikcii a výučbe zložitých fyziologických procesov.”
Povedal, že na odhad parametrov modelu sa použili údaje z NASA – podľa nich sa posudzovali údaje o astronautoch, ktorí vycestovali do vesmíru a späť.
„Napokon bol model overený na základe nahlásených údajov z testovania uskutočneného na astronautoch. Model presne zodpovedá potrebám, ktoré sme si stanovili počas jeho vývoja. To znamená: kardiovaskulárna fyziológia, vykonávanie testu v stoji, rôzne úrovne gravitácie a cestovanie vesmírom. Samozrejme, nepokrýva to celý rozsah zdravotných problémov spojených s cestovaním do vesmíru (t. j. žiarenie a iné).“
V roku 2019 vedci z Texaskej univerzity Southwestern Medical Centre zistili, že každodenné cvičenie by mohlo pomôcť zabrániť ochabovaniu srdcového svalu astronautov vo vesmíre.
„Viaceré štúdie ukazujú, že tieto cvičebné postupy sú dôležitým protiopatrením na udržanie funkcie kardiovaskulárneho systému,” uviedol Van Loon.
„Ukazuje sa, že ženy sú pri dodržiavaní takýchto postupov precíznejšie, a preto majú menej problémov pri návrate na Zem. Pri simulácii Marsu sme však predpokladali, že človek bude dodržiavať prísny cvičebný protokol.”
Ďalšie rozšírenie funkcií modelu
Hoci údaje použité na stanovenie parametrov modelu boli zozbierané od dobre trénovaných astronautov stredného veku, vedci majú v úmysle rozšíriť funkcie modelu, aby tak poskytli komplexnejší obraz o tom, čo by cestovanie vesmírom spôsobilo bežnému človeku.
Na tento účel plánujú nasimulovať, aký dopad by malo dlhodobé cestovanie vesmírom na relatívne nezdravých ľudí, ktorí už majú nejaké ochorenie srdca.
Van Loon uviedol, že vďaka vzostupu komerčných agentúr pre lety do vesmíru ako sú Space X a Blue Origin rastie počet príležitostí pre ľudí, ktorých zdravie nemusí byť nevyhnutne dobré, aby si vyskúšali cestovanie do vesmíru, vrátane potenciálnych komerčných letov na Mars.
Cieľom tímu je riešiť túto situáciu použitím modelov na predikciu, či je človek dostatočne zdravý na to, aby mohol cestovať na Červenú planétu.
Z anglického originálu pre The Epoch Times preložil Martin Konečný.
