У наших планах космічного далекогляду тривожна відсутність сплячки. Якщо ми коли-небудь з'ясуємо сплячку, чи зможемо ми скористатися нею, використовуючи менші космічні апарати?
Європейське космічне агентство (ESA) працює над тим, щоб відповісти на це питання.
У ESA є те, що вони називають "тематичною командою", яка працює над сплячкою людини. Команда тематики працює під егідою Команди розширених концепцій, яка вивчає ідеї та технології, що мають довгострокове значення для космічних завдань ESA. Це як аналітичний центр, який підтримує багатодисциплінарні дослідження.
Якщо ми хочемо майбутнього, де цільові місії на інші планети - чи, можливо, інші сонячні системи - є реальністю, тоді сплячка людини буде її частиною. Або це, або зоряне судно з багатьма поколіннями, з усіма його параметрами, що голодують на ресурси.
ESA зазначає, що вони "визначили контрольоване використання споруди і сплячки як технологію зміни ігор для космічного польоту людини". Вони також припускають, що зниження швидкості метаболізму космонавтів на тривалих космічних подорожах може не тільки зберегти повітря, воду та їжу, але й знизити їх сприйнятливість до радіаційного ураження.
ESA використовує їх мультимедійний інструмент для одночасного проектування (CDF), який дозволяє різним командам працювати разом, вивчати сплячку людини для поїздки на сусідню планету, ймовірно, на Марс. Члени команди підбили підсумки поточної космічної технології подорожі для п'ятирічної місії на Марсі, яка відправляє шести космонавтів на Червону планету і назад. Це перший раз, коли вони вивчали вплив, який може спричинити сплячка на дизайн місії.
"Ми працювали над налаштуванням архітектури космічного корабля, його логістикою, захистом від радіації, енергоспоживання та загальним дизайном місії", - коментує Робін Бісброк із CDF.
Є над чим подумати. Різні науково-фантастичні фільми та книги досліджували сплячку людини, тому більшість із нас може назвати багато питань. Які психологічні наслідки будуть мати? Напевно було б шокуюче взимку взимку на тиждень, місяць, рік, навіть довше, а потім прокинутися десь у космосі. Як людина могла підготуватися до цього?
А як щодо безпеки? Наукова фантастика засмічена людьми, які прокинулися занадто рано чи занадто пізно зі сплячки. Слабкі і тріскаючі, або, можливо, вкриті холодним потом, багато головних героїв прокинулися в невідповідний час, і виявили, що їх життя перевернуте догори дном за несправної системи сплячки.
Але спочатку все.
Як технологія сплячки, якби ми могли її розробити, вплине на дизайн космічного корабля?
«Ми розглянули, як команду космонавтів можна найкраще ввести в сплячку, що робити в разі надзвичайних ситуацій, як поводитися з безпекою людини і навіть який вплив може спричинити сплячка на психологію команди. Нарешті ми створили початковий ескіз архітектури середовища існування та створили дорожню карту, щоб досягти затвердженого підходу до сплячого людей на Марс протягом 20 років », - сказав Бісброк.
Напевно, перше, що слід помітити, - це розмір модулів житла. Екіпаж, що зимує, може використовувати набагато менший модуль, ніж будний екіпаж, як показано на цьому зображенні.
Попереднє дослідження показало, що масу космічного корабля можна зменшити на третину. Екіпаж зимував у невеликих стручках, які б удвічі перевищували каюти для екіпажу під час неспання. Вилучення витратних матеріалів допомогло б, усунувши кілька тонн маси.
У дослідженні було розглянуто 180-денний круїз на Марс. Астронавти повинні були надіти зайвий жир до початку місії, і препарат спричинив би їх сплячку або зникнення. Вони будуть зимувати всередині своїх затемнених, охолоджених стручків, а коли прокинуться, настане 21-денний період одужання.
Однією з найбільш відомих небезпек, з якими стикаються космонавти на довгих космічних польотах, є радіація. Частинки високої енергії рясніють у просторі, а захист екіпажу - головна проблема. Але оскільки члени екіпажу зимують в одному місці, це спрощує розробку захисту. Екрани, такі як контейнери для води, можуть бути побудовані навколо стручків.
Основне припущення про сплячку людини в космосі будується навколо сплячки тварин. У тваринництві існує два типи сплячок: сплячі сплячки, які сплять щорічно, незалежно від температури та умов; та факультативні сплячки, які сплять як відповідь на стресові фактори навколишнього середовища. Багато видів тварин сплять, включаючи ведмедів, сумчастих, кажанів, деяких гризунів та деяких білок.
"Певний час сплячка пропонується як інструмент, що змінює ігри для космічних подорожей людини", - пояснює керівник команди SciSpacE Дженніфер Нго-Ан. "Якби нам вдалося знизити основну швидкість метаболізму космонавта на 75% - подібну до того, що ми можемо спостерігати в природі з великими зимуючими тваринами, такими як певні ведмеді, - ми могли б закінчитися значною масою та витратами, зробивши довготривалі розвідувальні місії більш здійсненним ».
Однак це все ще велике значення. Зимова сплячка все ще дещо загадкова. Вони переробляють свої білки та сечу під час зимування. І вони можуть зимувати до 7 місяців, не втрачаючи кісткової маси. Інші тварини, що перебувають у сплячому режимі, переривають їх спор у періоди більш типової температури та частоти серцевих скорочень, які називаються евтермічними збудженнями. Як би цим керували люди, вид, який природно не зимує, невідомо.
Існує певна передумова для сплячки людини, і це походить від сучасної медицини.
"І основна ідея введення астронавтів у тривалу сплячку насправді не настільки божевільна: широко порівнянний метод був випробуваний і застосований як терапія у пацієнтів із травмою критичної допомоги та тих, хто переніс великі операції більше двох десятиліть", - сказав Нго-Ань. "Більшість великих медичних центрів мають протоколи, що викликають переохолодження у пацієнтів, щоб зменшити їх метаболізм, щоб в основному отримати час, підтримуючи пацієнтів у кращій формі, ніж це було б інакше"
Тож дослідники починають не з нуля. Вони, принаймні, мають відправну точку, яка полягає у тому, про що ці типи аналітичних центрів.
"Ми прагнемо розвивати це в майбутньому, досліджуючи мозкові шляхи, які активуються або блокуються під час початку сплячки, починаючи з тварин і переходячи до людей", - підсумував Нго-Ан.
Більше:
- Прес-реліз: Зимовим космонавтам знадобляться менші космічні апарати
- ESA: Команда розширених концепцій; Біоінженерія: сплячка
- JSTOR Daily: Таємниці сплячки
