Один день Марс може стати домом для людей. Однак існують значні виклики у перетворенні Червоної планети на придатну для життя, зокрема труднощі безпечного транспортування людей у космос. Це ускладнює плани з переселення на Марс на фоні екстремальних змін клімату та інших екзистенційних ризиків на Землі.
Шлях до того, щоб стати астронавтом, часто ускладнюється медичними дискваліфікаціями, за словами Шонни Пандя, дослідниці-астронавта Міжнародного інституту астронавтичних наук (IIAS) та директора його групи космічної медицини. Історично склалося так, що дітям, у яких діагностували цукровий діабет 1 типу, часто говорили, що вони можуть обрати будь-яку професію, окрім астронавта.
Звичайні причини медичної дискваліфікації з кандидатури астронавта включають:
– Вживання тютюну
– Автоімунні захворювання
– Порушення функції скронево-нижньощелепного суглоба (TMJ)
– Апное під час сну
– Астма
– Гіпертонія
– Мігрень
– Тривога та депресія
Астронавти обираються за їх виняткове здоров’я, оскільки стрес мікрогравітаційних умов, таких як ті, що спостерігаються на Міжнародній космічній станції (МКС), може негативно вплинути на людське тіло. Астронавти стикаються з підвищеними ризиками раннього розвитку остеопорозу, інсулінорезистентності та значної втрати м’язової маси. Відповідно, космічні агентства віддають перевагу кандидатам, чиї тіла можуть витримати ці виклики та виконувати необхідні обов’язки з мінімальним медичним втручанням.
Хейг Айнтабліан, директор програми космічної медицини UCLA, зазначив, що космічні польоти викликають унікальні фізіологічні зміни, подібні до тих, що спостерігаються під час вагітності. Це призвело до виникнення спеціалізованої галузі, відомої як космічна медицина, для вирішення цих проблем.
Існує значний розрив у знаннях щодо фізичних і психологічних ефектів космічних подорожей, що становить виклик для майбутнього науки, космічних досліджень та виживання людства.
NASA має намір проводити дослідження на Марсі та планує відправити людей туди вже в 2030-х роках. Марс, будучи найбільш схожою на Землю планетою в сонячній системі, можливо, колись підтримував життя і може бути важливим для майбутнього людства.
Історично концепція колонізації Марса вважалася нереалістичною через технічні обмеження та пріоритетність вирішення проблем Землі. Ілон Маск, засновник SpaceX, є видатним прихильником колонізації Марса з початку 2000-х років. Маск, чий статок становить приблизно 410 мільярдів доларів, стверджує, що накопичує багатство виключно для мети марсіанського поселення. Він висловив бажання, щоб на Марсі проживало один мільйон людських поселенців до 2050 року.
Візія Маска тепер розділяється більш широкою групою експертів, включаючи вчених NASA, біологів, академіків і лікарів, які досліджують можливість перетворення людства на міжпланетний вид.
Айнтабліан підкреслив, що забезпечення виживання людства є критичним викликом, при цьому Марс є логічним рішенням.
Хоча деякі здоров’я ефекти місій на МКС відомі, вплив радіаційного опромінення на Марсі залишається в значній мірі недослідженим. Келлі Вайнерсміт, біолог і співавтор книги “Місто на Марсі”, стверджує, що поспішати з встановленням присутності на Марсі, не розуміючи та не зменшуючи ризики, може призвести до катастрофічних наслідків.
Прихильники поселення на Марсі прагнуть просунути космічну медицину, галузь, яка лише почала розвиватися протягом останніх 75 років.
Айнтабліан зазначив, що значні досягнення в цивілізації часто виникають з подолання складних викликів.
Обмежена кількість осіб, які подорожували в космос, створює труднощі для дослідників, які вивчають здоров’я людини в космосі. Юрій Гагарін став першим людиною в космосі в 1961 році, за ним слідувало понад 600 астронавтів, з яких лише приблизно одна шоста – жінки.
NASA визначила кілька ключових впливів на здоров’я космічних подорожей, включаючи радіаційне опромінення, ізоляцію, відстань від Землі, змінену гравітацію та зміни в імунній системі. Однак конкретні приклади того, як ці фактори впливають на здоров’я в реальних сценаріях, все ще відсутні.
Одне з найзначніших досліджень – це дослідження близнюків NASA 2019 року, яке порівнювало здоров’я ідентичних близнюків Скотта та Марка Келлі протягом року. Скотт провів час на орбіті на МКС, тоді як Марк залишався на Землі. Дослідження виявило значні відмінності в їхньому здоров’ї, включаючи зміни в теломерах Скотта, втрату маси тіла, пошкодження серцево-судинної системи та когнітивні зміни після повернення на Землю.
Дослідження підкреслило унікальні наслідки для здоров’я космічних подорожей, викликавши занепокоєння щодо наслідків для тих, хто може бути не таким фізично підготовленим, як професійні астронавти.
Зі зростанням космічного туризму не-астронавти також вирушають у космос, включаючи заможних осіб, таких як Джефф Безос, Гейл Кінг та Кеті Перрі, які здійснили короткі поїздки через Blue Origin.
Айнтабліан висловив ентузіазм щодо збільшення доступу цивільних осіб до космосу, що дозволить вивчати ширший спектр медичних станів.
Однак короткі поїздки в космос суттєво відрізняються від умов на МКС, а Марс представляє ще більші виклики, включаючи токсичний пил, відсутність дихальної атмосфери та знижену гравітацію. Відстань від Землі ускладнює медичні надзвичайні ситуації, оскільки астронавти стикатимуться з затримками в комунікації та обмеженим доступом до медичної допомоги.
Екіпажна місія на Марс вимагатиме від астронавтів взяти всі необхідні запаси, і вони не матимуть того ж рівня підтримки, що й під час повернення на Землю.
Хоча люди відправляли роботи на Марс, розуміння умов планети для живих організмів залишається в значній мірі спекулятивним. Земні аналоги не можуть повністю відтворити ворожу середу космосу, що може негативно вплинути на психічне здоров’я.
Космічна медицина стає критично важливою галуззю, зосередженою на забезпеченні безпеки людини під час тривалих космічних місій. Розробляються програми для вирішення унікальних медичних викликів, які виникають під час тривалих космічних подорожей. UCLA планує запустити програму космічної медсестри та навчання космічних парамедиків, тоді як SpaceMed є європейською магістерською програмою, зосередженою на здоров’ї людини в космічних польотах.
Наразі астронавти отримують медичну допомогу від лікарів аерокосмічної медицини на Землі через телемедицину. Айнтабліан уявляє майбутнє, в якому медичні працівники супроводжують астронавтів під час місій, підтримуючи їх штучним інтелектом для допомоги в медичних надзвичайних ситуаціях.
Google співпрацює з NASA для розробки системи штучного інтелекту, яка могла б допомогти астронавтам у діагностиці та лікуванні медичних станів під час польотів.
Однак залишаються виклики, зокрема необхідність великих наборів даних для точного навчання моделей штучного інтелекту. Поточний ландшафт досліджень є гендерно упередженим, з значними прогалинами в розумінні людського розмноження та розвитку в космосі.
Жодна людина не була в космосі під час вагітності, і наслідки космічних вагітностей залишаються в значній мірі невідомими. Розуміння цих ризиків є критично важливим перед встановленням самодостатнього поселення на Марсі.
NASA планує розпочати своє друге дослідження аналогів здоров’я екіпажу та продуктивності в жовтні, річну місію для моделювання умов на Марсі та збору даних про поведінкове здоров’я. Дослідники також проводять дослідження постільного режиму, щоб змоделювати ефекти зміненої гравітації.
Оскільки скорочення фінансування загрожує науковим дослідженням, дослідники космічної медицини виступають за продовження інвестицій у космічну та біомедичну науку.
Маєд Мознеб, біомедичний інженер, підкреслила мету відправлення “аватарів” астронавтів у космос шляхом створення 3D-клітинних культур з їхніх стовбурових клітин. Це може призвести до персоналізованих контрзаходів для потреб здоров’я астронавтів.
Сподівання полягає в тому, що всі медичні дисципліни будуть представлені в космічній медицині, оскільки людство просувається далі в космос.
Дослідження космічної медицини є дорогими, але вже принесло користь для здоров’я на Землі. Досягнення в цифровій візуалізації з місії Apollo 17 покращили КТ та МРТ, а інструменти дистанційного моніторингу здоров’я, розроблені для астронавтів, тепер широко використовуються в лікарнях.
Айнтабліан зазначив, що розробка механізмів захисту від радіації є ключовим напрямком для майбутньої космічної медицини.
Дослідження в космосі також має потенціал покращити доступ до космосу для більшої кількості осіб. У 2023 році команда Пандя продемонструвала безпеку безперервного монітора глюкози в космосі, що може бути корисним для астронавтів з діабетом і покращити розуміння метаболізму глюкози в космосі.
Крім того, вивчення втрати м’язів у космосі може надати уявлення про лікування таких станів, як м’язова дистрофія Дюшена, тоді як дослідження нейродегенеративних захворювань можуть бути прискорені в мікрогравітації.
Ефекти радіаційного опромінення на ризик раку також викликають занепокоєння, оскільки астронавти зазвичай є здоровими особами у віці 30-40 років. Програма моніторингу здоров’я астронавтів NASA контролює довгострокове здоров’я астронавтів.
Опромінення космічною радіацією пов’язане з раком та дегенеративними захворюваннями, і NASA обмежує опромінення астронавтів, щоб зменшити ці ризики.
Розробка механізмів захисту від радіації очікується як значний прогрес у космічній медицині. Компанії в галузі наук про життя також досліджують мікрогравітацію як платформу для відкриття ліків, деякі фармацевтики демонструють покращену синтезу в космосі.
Рафаель Реттген, співзасновник Prometheus Life Technologies, зазначив, що органоїди, вирощені в космосі, можуть зменшити потребу в тестуванні на тваринах і потенційно призвести до регенерації органів для пацієнтів, які потребують трансплантації.
Мікрогравітація є дорогою, але цінною інструментом для досліджень, і зростаюча комерціалізація може знизити витрати на запуск експериментів на орбіту.
Поточне розуміння космічної медицини є лише початком, з багатьма відкриттями, які ще попереду, оскільки все більше людей вирушає в космос.
Мознеб порівняла поточний стан досліджень космічної медицини з ранніми днями генетики, підкреслюючи потенціал для революційних відкриттів.
Залишити відповідь