Meie kosmoseuuringute kavades on häiriv puudumine talveunedest. Kui suudame kunagi välja mõelda mingi talveunerežiimi, kas saame seda ära kasutada väiksemate kosmoselaevade abil?
Sellele küsimusele töötab Euroopa Kosmoseagentuur (ESA).
ESA-l on see, mida nad kutsuvad teemade meeskonnaks, mis tegeleb inimeste talvitumisega. Teemameeskond töötab täiustatud kontseptsioonide meeskonna katusel, kes uurib ideid ja tehnoloogiaid, millel on ESA kosmosealase tegevuse jaoks pikaajalise tähtsusega roll. See on nagu mõttekoda, mis toetab multidistsiplinaarset uurimistööd.
Kui me tahame tulevikku, kus meeskonnaga seotud missioonid teistele planeetidele - või võib-olla muudele päikesesüsteemidele - on reaalsus, siis on selle osaks ka inimese talvitumine. Kas see või mitme põlvkonna tähelaev koos kõigi ressurssidega näljaste parameetritega.
ESA väidab, et nad on "tuvastanud ja talvitunud taimede kontrollitud kasutamise kui mängu muutvat tehnoloogiat inimeste kosmoselendude jaoks". Samuti spekuleeritakse, et astronautide ainevahetuse kiiruse alandamine pikkadel kosmosereisidel ei võimaldaks mitte ainult säilitada õhku, vett ja toitu, vaid ka vähendada nende vastuvõtlikkust kiirguskahjustustele.
ESA kasutab nende samaaegset disainilahendust (CDF), multimeediumvõimalust, mis võimaldab nende erinevatel meeskondadel koos töötada, et uurida inimeste talveunereise lähedalasuva planeedi, tõenäoliselt Marsi jaoks. Meeskonna liikmed tegid ülevaate praegusest kosmosereisitehnoloogiast viieaastase Marsi missiooni jaoks, mis saadab kuus astronauti punasele planeedile ja tagasi. See on esimene kord, kui nad on uurinud talvitumise mõju missiooni kujundamisele.
"Töötasime kosmoselaeva arhitektuuri, selle logistika, kiirguskaitse, energiatarbimise ja üldise missiooni kavandamise kohandamisel," kommenteerib Robin Biesbroek CDF-ist.
Mõelda on palju. Inimeste talveune on uurinud erinevad ulmefilmid ja raamatud, nii et enamik meist võib nimetada paljusid probleeme. Milliseid psühholoogilisi mõjusid see avaldab? Kindlasti oleks šokeeriv talvel nädala, kuu, aasta, isegi kauem talveuneda ja siis kuskil kosmoses ärgata. Kuidas saaks inimene selleks ette valmistuda?
Ja kuidas on ohutusega? Sci-fi on pesakond inimestega, kes ärkasid talveunest liiga vara või liiga hilja. Nõrk ja pudenev või võib-olla külma higiga kaetud, on paljud peategelased valel ajal ärganud ja leidnud, et rikkega talveuneesüsteem on nende elu tagurpidi pööranud.
Kuid kõigepealt asjad.
Kuidas mõjutaks talvitumistehnoloogia kosmoselaevade kujundamist, kui suudaksime seda arendada?
„Vaatasime, kuidas saaks astronautide meeskonna kõige paremini talvituma panna, mida teha hädaolukordade korral, kuidas käituda inimeste ohutusega ja isegi seda, kuidas talveunerežiim mõjutab meeskonna psühholoogiat. Lõpuks koostasime elupaigaarhitektuuri esialgse visandi ja koostasime teekaardi, et saavutada valideeritud lähenemisviis inimeste Marsile talvitumiseks 20 aasta jooksul, “ütles Biesbroek.
Tõenäoliselt on esimene asi, mida märgatakse, elukoha moodulite suurus. Talveune meeskond võiks kasutada palju väiksemat habemoodulit kui ärkvel olnud meeskond, nagu see pilt illustreerib.
Eeluuring näitas, et kosmoselaeva massi saab vähendada kolmandiku võrra. Meeskond talvitub väikestes poodiumides, mis ärkvel olles kahekordistuvad meeskonna kajutitena. Tarbekaupade eemaldamine aitaks kõrvaldada mitu tonni massi.
Uuringus vaadeldi 180-päevast kruiisi Marsile. Astronaudid peaksid enne missiooni panema täiendavat keharasva ja ravim põhjustab nende talveunerežiimi või torporatsiooni. Nad talvituvad pimendatud, jahtunud kaunade sees ja kui nad ärkasid, saabub 21-päevane taastumisperiood.
Üks kõige tuntumaid ohte, millega astronaudid pika kosmoselennu ajal kokku puutuvad, on kiirgus. Kosmoses leidub rohkelt energiat vajavaid osakesi ja meeskonna kaitsmine on esmane mure. Kuid kuna meeskonnaliikmed talveunevad ühes kohas, on kaitse kavandamine hõlpsam. Kaunade ümber võiks ehitada varjestuse, näiteks veemahutid.
Inimese kosmoses talvitumise peamine eeldus on üles ehitatud loomade talvitumise ümber. Loomariigis on kahte tüüpi hibernaatoreid: kohustage hibernaatoreid, kes talvituvad igal aastal, olenemata temperatuurist või tingimustest; ja fakultatiivsed hibernaatorid, mis talvituvad vastusena keskkonna stressitekitajatele. Talvitub mitut tüüpi loomad, sealhulgas karud, soomuslased, nahkhiired, mõned närilised ja mõned oravad.
“Juba mõnda aega on talveunerežiimi pakutud kui mängu muutvat vahendit inimeste kosmoses reisimiseks,” selgitas SciSpacE meeskonna juht Jennifer Ngo-Anh. „Kui me suudaksime astronaudi ainevahetuse kiirust 75% võrra vähendada - sarnaselt sellele, mida võime looduses täheldada suurte talveunevate loomade, näiteks teatud karudega - korraldamisel, võiksime kokku hoida märkimisväärset massi- ja kulude kokkuhoidu, tehes pikaajalisi uurimismissioone teostatavam. ”
See on siiski suur, kui. Karu talveune on endiselt mõneti salapärane. Talvitumise ajal kordavad nad valke ja uriini. Ja nad saavad talvituda kuni 7 kuud ilma luumassi kaotamata. Teised talveunevad loomad katkestavad oma turse tüüpilisema temperatuuri ja pulsiga perioodidel, mida nimetatakse eutermiliseks erutuseks. Kuidas seda kõike inimestel, liigil, kes looduslikult ei talvitu, hallatakse, pole teada.
Inimeste talvitumiseks on siiski olemas eeldus, mis pärineb tänapäevasest meditsiinist.
"Ja astronautide pikaajalise talveunerežiimi panemise mõte pole tegelikult nii hull: laialt võrreldav meetod on testitud ja rakendatud teraapiana kriitilise abiga traumade patsientidel ja patsientidel, kellele tehakse suuremaid operatsioone rohkem kui kaks aastakümmet," ütles Ngo-Anh. "Enamikes suuremates meditsiinikeskustes on protokollid patsientide hüpotermia esilekutsumiseks, et vähendada ainevahetust põhimõtteliselt aja saamiseks, hoides patsiente paremas vormis kui nad muidu oleksid."
Nii et uurijad ei alusta nullist. Neil on vähemalt lähtepunkt, milleks seda tüüpi mõttekojad kõik on.
"Meie eesmärk on sellele tulevikus tugineda, uurides ajuteid, mis aktiveeritakse või blokeeritakse talveunerežiimi alustamisel, alustades loomadest ja jätkates inimestega," lõpetas Ngo-Anh.
Veel:
- Pressiteade: Talvituvad astronaudid vajaksid väiksemaid kosmoselaevu
- ESA: arenenud kontseptsioonide meeskond; Bioenergeetika: talveunerežiim
- JSTOR Daily: Talveune müsteeriumid
