V našich vesmírných plánech je znepokojivý nedostatek hibernace. Pokud někdy přijdeme na nějaký druh hibernace, můžeme ho využít k tomu, abychom se dostali s menší kosmickou lodí?
Evropská vesmírná agentura (ESA) se snaží odpovědět na tuto otázku.
ESA má to, čemu říkají „tematický tým“ pracující na lidské hibernaci. Tematický tým pracuje pod záštitou týmu Advanced Concepts Team, který studuje nápady a technologie, které mají dlouhodobý význam pro vesmírné úsilí ESA. Je to jako think tank, který podporuje multidisciplinární výzkum.
Chceme-li budoucnost, kde budou posádky s posádkou na jiných planetách - nebo možná jiných solárních systémech - skutečností, bude součástí toho i lidská hibernace. Buď to, nebo multi-generační hvězdná loď, se všemi svými parametry náročnými na zdroje.
ESA říká, že „identifikovali řízené používání torpéru a hibernace jako technologii měnící hru pro vesmírný let člověka“. Také spekulují, že snížení rychlosti metabolismu astronautů na dlouhých kosmických cestách může nejen šetřit vzduch, vodu a jídlo, ale také snížit jejich citlivost na radiační poškození.
ESA používá své zařízení pro souběžný návrh (CDF), multimediální zařízení, které umožňuje jejich různým týmům spolupracovat, zkoumat lidskou hibernaci na cestu na blízkou planetu, pravděpodobně na Mars. Členové týmu zhodnotili současnou technologii kosmického cestování pro pětiletou misi na Marsu, která vysílá šest astronautů na červenou planetu a zpět. Je to poprvé, co studovali dopad, který by mohl mít režim hibernace na návrh mise.
"Pracovali jsme na úpravě architektury kosmické lodi, její logistice, ochraně před zářením, spotřebě energie a celkovém designu mise," komentuje Robin Biesbroek z CDF.
Je toho na co myslet. Různé sci-fi filmy a knihy prozkoumaly lidskou hibernaci, takže většina z nás může pojmenovat mnoho problémů. Jaké psychologické účinky to bude mít? Určitě by bylo šokující hibernace na týden, měsíc, rok, ještě déle, a pak se probudit někde venku ve vesmíru. Jak by se na to mohl člověk připravit?
A co bezpečnost? Sci-fi je plná lidí, kteří se probudili příliš brzy nebo příliš pozdě z hibernace. Slabý a zvracený, nebo možná zakrytý studeným potem, se mnoho protagonistů probudilo ve špatnou dobu a zjistilo, že jejich život obrátil vzhůru nohama nefunkčním hibernačním systémem.
Nejdříve ale první.
Jak by hibernační technologie, pokud bychom ji mohli rozvíjet, ovlivnila design kosmické lodi?
"Zkoumali jsme, jak by mohl být tým astronautů nejlépe uveden do hibernace, co dělat v případě nouze, jak zvládat bezpečnost člověka a dokonce jaký dopad by hibernace měla na psychologii týmu." Nakonec jsme vytvořili počáteční náčrt architektury stanovišť a vytvořili plán, jak dosáhnout ověřeného přístupu ke spánku lidí na Marsu během 20 let, “uvedl Biesbroek.
Pravděpodobně první věcí, kterou si všimnete, je velikost obytných modulů. Hibernační posádka by mohla použít mnohem menší modul návyku než probuzená posádka, jak ukazuje tento obrázek.
Předběžná studie ukázala, že hmotnost kosmické lodi mohla být snížena o jednu třetinu. Posádka by hibernace v malých luscích, které by se vzbudily jako kabiny pro posádku. Odstranění spotřebního materiálu by pomohlo odstraněním několika tun hmoty.
Studie se zabývala 180denní plavbou na Mars. Astronauti by si museli před misí dát další tělesný tuk a droga by vyvolala jejich hibernaci nebo torporu. Hibernovali by uvnitř svých potemnělých chlazených lusků a když se probudili, došlo by k rekuperaci 21 dnů.
Jedním z nejznámějších rizik, kterým astronomové čelí na dlouhých kosmických letech, je záření. Vysokoenergetické částice oplývají vesmírem a ochrana posádky je primárním problémem. Ale protože členové posádky budou hibernaci na jednom místě, je snazší navrhnout ochranu. Okolo lusků by se dalo vybudovat stínění, jako například nádoby na vodu.
Základní předpoklad lidského hibernace ve vesmíru je postaven na hibernaci zvířat. V živočišné říši existují dva typy hibernací: povinná hibernace, která hibernace ročně bez ohledu na teplotu nebo podmínky; a fakultativní hibernace, které hibernace reagují na stresory v prostředí. Mnoho druhů zvířat hibernace, včetně medvědů, vačnatců, netopýrů, některých hlodavců a některých veverek.
„Hibernace je nyní navržena jako nástroj pro změnu hry pro cestování do vesmíru,“ vysvětluje vedoucí týmu SciSpacE Jennifer Ngo-Anh. "Kdybychom dokázali snížit základní metabolický poměr astronauta o 75% - podobně jako to, co můžeme pozorovat v přírodě u velkých hibernačních zvířat, jako jsou určití medvědi, mohli bychom skončit se značnou úsporou hmotnosti a nákladů, což by umožnilo dlouhodobé průzkumné mise proveditelnější. “
To je ale pořád velké. Hibernace medvědů je stále poněkud tajemná. Během hibernace recyklují své proteiny a moč. A mohou hibernaci až 7 měsíců bez ztráty kostní hmoty. Jiná hibernační zvířata přerušují jejich trup s obdobími typičtějšími teplotou a srdeční frekvencí nazývanými euthermické vzrušení. Jak se to všechno u lidí zvládne, druh, který se přirozeně nespí, není znám.
Existuje však předpoklad pro lidský spánek, a to pochází z moderní medicíny.
"A základní myšlenka uvedení astronautů do dlouhodobého hibernace ve skutečnosti není tak šílená: široce srovnatelná metoda byla testována a aplikována jako terapie u pacientů s traumatickou péčí a u těch, kteří mají podstoupit velké operace po více než dvě desetiletí," uvedl Ngo-Anh. "Většina hlavních lékařských center má protokoly pro vyvolání podchlazení u pacientů, aby snížili jejich metabolismus tak, aby v podstatě získali čas, udržují pacienty v lepším stavu, než by jinak byli."
Vědci tedy nezačíná od nuly. Mají alespoň výchozí bod, o čem jsou tyto typy think tanků.
"Naším cílem je stavět na tom v budoucnu zkoumáním mozkových drah, které jsou aktivovány nebo blokovány během zahájení hibernace, počínaje zvířaty a pokračováním k lidem," uzavřel Ngo-Anh.
Více:
- Tisková zpráva: Hibernační astronauti by potřebovali menší kosmickou loď
- ESA: tým pro pokročilé koncepty; Bioinženýrství: Hibernace
- JSTOR Daily: Tajemství hibernace
