Уже не фантастика: для полетов на Марс астронавтов будут погружать в сон

Ученые Европейского астрономического агентства (ESA) разрабатывают инновационную программу по обеспечению длительных космических перелетов. Исследователи пришли к выводу, что максимально уберечь психологическое и физическое здоровье астронавтов на время полетов поможет гибернация — состояние, подобное зимней спячке медведя. О текущих наработках агентства рассказало издание Phys.org.

Погружение астронавтов в сон позволит сократить расходы на миссию, уменьшить размер космического корабля на треть и сохранить здоровье экипажа на пути к Марсу. При этом речь идет не только о физическом благополучии космонавтов.

"Эта стратегия сведет к минимуму скуку, одиночество и уровни агрессии, связанные с заключением в космическом корабле", — рассказала Дженнифер Нго-Ань, координатор исследований ESA.

Имитация терапевтического оцепенения, известна в медицине с 1980-х годов — врачи могут вызывать гипотермию для снижения метаболизма во время длительных и сложных операций. Однако это не является достаточным снижением энергии. Для путешествия к Марсу процессы в организме необходимо замедлить до 25% от нормы. Такое состояние ученые назвали гибернацией. И оказалось, что в природе есть ее естественный аналог.

Медвежья загадка

Идею сна европейские ученые почерпнули вовсе не из популярных фильмов, а наблюдая за животными. Ведь некоторые звери впадают в спячку, чтобы пережить периоды холода, нехватку пищи или воды. При этом у них снижается частота сердечных сокращений, замедляется дыхание и другие жизненно важные функции, а температура тела опускается почти до температуры окружающей среды. Так происходит у земноводных и рептилий.

Однако, лучшим образцом для подражания стали медведи. У них такая же масса тела, как у человека, и они снижают температуру своего тела всего на несколько градусов — предел, который считается безопасным для человека.

Однако, есть и различия в физиологии. Во время спячки бурые и черные медведи прячутся в свои берлоги и испытывают шесть месяцев голодания и иммобилизации.

"Исследования показывают, что весной медведи покидают свое логово здоровыми, лишь с незначительной потерей мышечной массы. Им требуется всего около 20 дней, чтобы вернуться к нормальной жизни", — объясняет Александр Шукер, профессор медицины Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене, Германия.

Если человек проведет шесть месяцев в постели, произойдет значительная потеря мышечной массы, прочности костей и увеличивается риск сердечной недостаточности. Сейчас ученые пытаются разрешить вопрос, почему этого не происходит у медведей. Частично решить проблему, предполагают ученые, будет возможно с помощью медицинской капсулы для путешествий.

Та самая фантастическая капсула

Уже сейчас ученые Европейского агентства разработали ряд требований, которым должна отвечать такая капсула, и теперь пытаются воплотить их в жизнь. Предполагается, что у нее будет мягкое покрытие, звукоизоляция и приглушенное освещение, что позволит лучше переносить сон. Также устройству необходимо поддержание низкой температуры (менее 10 °C) и высокой влажности. Астронавты будут носит специальную одежду, исключающую перегрев тела. Перед погружением в капсулу к телу каждого члена экипажа прикрепят датчики, фиксирующие положение тела в капсуле, температуру и частоту сердечных сокращений.

Кроме того, исследователи пришли к выводу, что капсулу необходимо поместить в водную среду. Жидкость позволит защитить людей от воздействия космической радиации.

"Вдали от магнитного поля Земли повреждения, вызванные высокоэнергетическими частицами, могут привести к гибели клеток, лучевой болезни или раку", — подчеркивает профессор Шукер.

Вводить в состояние гибернации астронавтов будут медикаментозно, путем инъекций. Теоретически, экипаж должен будет находиться во сне все 180 дней полета на Марс.

Так кто же полетит?

Ученые пришли к выводу, что астронавтам, как и медведям, нужно набрать лишний жир, прежде чем погрузиться в сон. Это позволит увеличить внутренние ресурсы организма.

Кроме того, наработки ученых показывают, что более низкие уровни мужского гормона тестостерона, способствуют длительной спячке у млекопитающих. Женские же гормоны — эстрогены регулируют энергетический обмен в организме человека. Потому для межпланетных путешествий в режиме гибернации более целесообразно использовать женщин.

"Очень специфический и различный баланс гормонов у женщин и мужчин и их роль в регулировании обмена веществ позволяют предположить, что женщины могут быть предпочтительными кандидатами", — утверждает Александр Шукер.

О рационе космических колонизаторов сейчас задумалось NASA. Агентство дает 1 млн долларов на разработку технологий производства продуктов питания для астронавтов. Первый этап конкурса Deep Space Food Challenge завершился и показал, что в меню лидирую съедобные порошки и искусственное мясо.

Ранее Фокус сообщал, что вода на Марсе была позже, чем считалось. Благодаря орбитальному аппарату Mars Reconnaisance Orbiter, который проводит исследования на Марсе последние 15 лет, удалось выяснить — вода на планете была еще 2 млрд лет назад.