Вже не фантастика: для польотів на Марс астронавтів занурюватимуть у сон

Вчені Європейського астрономічного агентства (ESA) розробляють інноваційну програму забезпечення тривалих космічних перельотів. Дослідники дійшли висновку, що максимально вберегти психологічне та фізичне здоров'я астронавтів на час польотів допоможе глибокий сон — стан, подібний до зимової сплячки ведмедя. Про напрацювання агентства розповіло видання Phys.org.

Занурення астронавтів у сон дозволить скоротити витрати на місію, зменшити розмір космічного корабля на третину та зберегти здоров'я екіпажу на шляху до Марса. При цьому йдеться не лише про фізичний добробут космонавтів.

"Ця стратегія зведе до мінімуму нудьгу, самотність та рівні агресії, пов'язані з ув'язненням у космічному кораблі", — розповіла Дженніфер Нго-Ань, координатор досліджень ESA.

Імітація терапевтичного заціпеніння відома в медицині з 1980-х років — лікарі можуть викликати гіпотермію для зниження метаболізму під час тривалих і складних операцій. Однак це не є достатнім зниженням енергії. Для подорожі до Марсу процеси в організмі необхідно сповільнити до 25% норми. Такий стан вчені назвали глибоким сном. І виявилося, що у природі є його природний аналог.

Ведмежа загадка

Ідею сну європейські вчені почерпнули не з популярних фільмів, а спостерігаючи за тваринами. Адже деякі звірі впадають у сплячку, щоб пережити періоди холоду, нестачу їжі чи води. При цьому вони знижують частоту серцевих скорочень, уповільнюють дихання та інші життєво важливі функції, а температура тіла опускається майже до температури навколишнього середовища. Так відбувається у земноводних та рептилій.

Проте, найкращим зразком для наслідування стали ведмеді. У них така ж маса тіла, як у людини, і вони знижують температуру свого тіла всього на кілька градусів — межу, яка вважається безпечною для людини.

Проте, є й розбіжності у фізіології. Під час сплячки бурі та чорні ведмеді ховаються у свої барлоги та відчувають шість місяців голодування та іммобілізації.

"Дослідження показують, що навесні ведмеді залишають своє лігво здоровими, лише з незначною втратою м'язової маси. Їм потрібно лише близько 20 днів, щоб повернутися до нормального життя", — пояснює Олександр Шукер, професор медицини Університету Людвіга-Максимиліана у Мюнхені, Німеччина.

Якщо людина проведе шість місяців у ліжку, відбудеться значна втрата м'язової маси, міцності кісток та збільшується ризик серцевої недостатності. Наразі вчені намагаються вирішити питання, чому цього не відбувається у ведмедів. Частково вирішити проблему, припускають вчені, можливо за допомогою медичної капсули для подорожей.

Та сама фантастична капсула

Вже зараз вчені Європейського агентства розробили низку вимог, яким має відповідати така капсула, і тепер намагаються втілити їх у життя. Передбачається, що вона матиме м'яке покриття, звукоізоляцію і приглушене освітлення, що дозволить краще переносити сон. Також пристрій повинен підтримувати низьку температуру (менше 10 °C) і високу вологість. Астронавти будуть носити спеціальний одяг, що виключає перегрів тіла. Перед зануренням у капсулу до тіла кожного члена екіпажу прикріплять датчики, що фіксують положення тіла у капсулі, температуру та частоту серцевих скорочень.

Крім того, дослідники дійшли висновку, що капсулу необхідно помістити у водне середовище. Рідина дозволить захистити людей від впливу космічної радіації.

"Далеко від магнітного поля Землі пошкодження, спричинені високоенергетичними частинками, можуть призвести до загибелі клітин, променевої хвороби або раку", — наголошує професор Шукер.

Вводити в стан глибокого сну астронавтів будуть медикаментозно, шляхом ін'єкцій. Теоретично, екіпаж повинен перебувати уві сні всі 180 днів польоту на Марс.

То хто ж полетить?

Вчені дійшли висновку, що астронавтам, як і ведмедям, потрібно набрати зайвий жир, перш ніж поринути у сон. Це дозволить збільшити внутрішні ресурси організму.

Крім того, напрацювання вчених показують, що нижчі рівні чоловічого гормону тестостерону сприяють тривалій сплячці у ссавців. Жіночі гормони — естрогени регулюють енергетичний обмін в організмі людини. Тому для міжпланетних подорожей у режимі глибокого сну доцільніше використовувати жінок.

"Дуже специфічний і різний баланс гормонів у жінок і чоловіків та їхня роль у регулюванні обміну речовин дозволяють припустити, що жінки можуть бути кращими кандидатами", — стверджує Олександр Шукер.

Про раціон космічних колонізаторів зараз задумалося NASA. Агентство дає 1 млн. доларів на розробку технологій виробництва продуктів харчування для астронавтів. Перший етап конкурсу Deep Space Food Challenge завершився і показав, що в меню переважають їстівні порошки та штучне м'ясо.

Раніше Фокус повідомляв, що вода на Марсі була пізніше, ніж вважалося. Завдяки орбітальному апарату Mars Reconnaisance Orbiter, який проводить дослідження на Марсі останні 15 років, вдалося з'ясувати, що вода на планеті була ще 2 млрд років тому.