Viaje a Marte: qué le puede pasar al astronauta en el camino al planeta y en su superficie

El nuevo presidente de los Estados Unidos, Donald Trump, contrario a las expectativas, no ha reducido el presupuesto de la NASA. En general, dejó todo como está, firmando un documento sobre la asignación de fondos para proyectos planificados por expertos de la agencia. Uno de esos proyectos es el vuelo de personas a Marte y el aterrizaje de las primeras Marsonauts. Esto debería suceder a más tardar en 2033.

Mientras que algunos científicos están desarrollando formas confiables de llevar al hombre a Marte, otros están explorando los posibles peligros que esperan a los astronautas y colonos en su camino hacia la meta. Existen muchos peligros de este tipo tanto en el camino hacia el planeta como en su superficie. Estudios recientes realizados por especialistas del Centro de Medicina Regenerativa de la Universidad de Wake Forest muestran que, entre otros problemas de los astronautas, la amenaza de leucemia y baja inmunidad está al acecho.

Los resultados de estudios anteriores indican que Marsonauts también se verá amenazada por la demencia con pérdida de memoria por la radiación ionizante. ¿Qué problemas podrían enfrentar los potenciales viajeros a Marte?

Por ejemplo, un vuelo puede terminar sin comenzar realmente. Para viajar a Marte, necesitas un refuerzo potente, que no tiene análogos. Se está desarrollando desde cero. A pesar de que el cohete y cada uno de sus elementos están sujetos a múltiples comprobaciones exhaustivas, se producen problemas. De las catástrofes de la historia reciente de la astronáutica, vale la pena mencionar la explosión del vehículo de lanzamiento Falcon 9 debido a daños inesperados en la pared del material compuesto que separó el combustible del oxidante. Según Ilon Mask, el jefe de SpaceX, la compañía que desarrolló este cohete, el accidente fue provocado por una serie de coincidencias, una serie de fallas de materiales y equipos, que no tenían análogos. Es bueno que en este caso solo se dañó el equipo, no había personas a bordo. Aún más graves fueron los accidentes del cohete lunar de la URSS " N-1 ", cuyas cuatro pruebas no tuvieron éxito y fueron acompañadas por víctimas.

Pero, ¿qué pasaría si se produjeran fallos imprevistos a bordo del vehículo de lanzamiento, que partía para el primer vuelo a Marte en la historia de la humanidad? Habría habido bajas, un cohete extremadamente caro habría sido destruido y, muy probablemente, se habría puesto una cruz gorda en la exploración de Marte en el futuro cercano.

Vuelo a Marte

La radiación

Bueno, el cohete despegó, no hay problemas, la gente se dirige a Marte. El camino hacia el planeta tarda unos 9 meses en una dirección, es decir, este es un vuelo espacial real a largo plazo. Y aquí, la radiación amenaza a la persona. El hecho es que la mayor parte de la radiación ionizante no alcanza la superficie de la Tierra debido al campo magnético de nuestro planeta y su atmósfera. Cuanto mayor, mayor es la densidad de radiación. Quizás, debido a la radiación, el cosmonauta Valentin Lebedev, que pasó 221 días en la órbita de la Tierra, perdió la vista.

Los expertos comparan la protección que brinda la atmósfera contra la radiación ionizante con acero de 1 metro de espesor. Es decir, solo las partículas de la más alta energía pueden romper esa protección. En cuanto a la ISS o la nave espacial, aquí la protección se debe solo al grosor de las paredes del casco, y esto, en el mejor de los casos, es de unos pocos centímetros. Según los expertos de la NASA, la radiación espacial puede conducir al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer.

Algunos expertos creen que es mejor que las mujeres no vuelen a Marte. “Debido a que las mujeres generalmente viven más que los hombres, según el pronóstico de la NASA, tienen una mayor probabilidad de contraer cáncer en su vida, al estar expuestas a la misma cantidad de radiación que los hombres. Los cálculos mostraron que las mujeres no deberían volar a Marte en absoluto, porque el efecto acumulativo de la radiación durante toda la duración del vuelo excederá el riesgo máximo permisible del 3% de desarrollar cáncer ", dice Dorit Donoviel, subdirectora del Instituto Nacional de Investigación Biomédica Espacial (NSBRI).

Microgravedad

Durante todo el camino a Marte, el hombre estará en condiciones de ausencia casi total de gravedad durante al menos 9 meses. Y estos también son problemas de salud. En los humanos en la Tierra, el cuerpo está adaptado a la gravedad ordinaria, y diferentes sistemas de nuestro cuerpo luchan con él, tratando de llevar sangre y otros fluidos fisiológicos a la parte superior. Inmediatamente después de subirse a la EEI (o cohete), estos sistemas continúan funcionando, de modo que incluso la apariencia de las personas cambia un poco. Por ejemplo, debido a la presión intracraneal, la forma de los globos oculares cambia ligeramente.



El sabor y el olor cambian, los músculos del cuerpo, incluidos los músculos del corazón, se debilitan. El trabajo del aparato vestibular es muy complicado. En algunas personas, sin la fuerza de la atracción, el gusto y el olfato desaparecen por completo o se debilitan significativamente. Sin ejercicio, una persona pierde aproximadamente el 20% de la masa muscular en solo un par de semanas.

Los expertos también notan la manifestación de un efecto como el síndrome de adaptación espacial. En algunas personas, cuando se pierde la microgravedad, se pierde el apetito, aparece migraña y mareos. En realidad, estamos hablando de la enfermedad del mar, que en este caso se llama mejor "cósmica".

Cuanto más tiempo permanezca una persona en el espacio, más tejido óseo se pierde. Debido a la falta de cargas habituales, los huesos se vuelven más ligeros y más frágiles. Alrededor del 1.5% del tejido óseo se pierde cada mes. Todavía no está claro qué tan serio es este problema y si es reversible. Por supuesto, hay simuladores en la EEI, por lo que los astronautas realizan ejercicios físicos, tratando de no perder la forma. ¿Pero tal equipo cabe en una nave espacial que irá a Marte?

La columna también sufre: la distancia entre las vértebras aumenta y la persona siente dolor. Los astronautas resolvieron este problema apoyando sus manos y pies en las paredes de la estación, por lo que la columna se contrajo y fue suficiente durante varios minutos para aliviar el dolor.

Problemas psicologicos

Si varias personas están encerradas en un espacio cerrado durante varios meses, seguramente surgirán problemas. No, esto no se expresará necesariamente en conflictos, pero la psique humana sufre en esos momentos. Algunas personas pueden sentir cansancio constante, irritabilidad y dormir mal. Debido a la violación del ritmo diario habitual, el ruido de los agregados y otros factores, las personas no se sienten muy cómodas. Algunos incluso tienen que tomar pastillas para dormir.

Otro problema psicológico es el aislamiento del mundo exterior. Habrá una conexión con la Tierra, pero la señal con la distancia desde el planeta comenzará a retrasarse. Además, los viajeros marcianos comprenderán claramente que, en caso de cualquier problema, nadie acudirá en su ayuda. Las personas se quedan con sus propios dispositivos, lo que sin duda ejerce una gran presión sobre la psique.

Higiene

En la ISS, las personas no pueden bañarse ni lavarse en la ducha. Lo mismo puede decirse de la nave espacial que volará a Marte. Toallitas y composiciones especiales son lo que les espera a los viajeros espaciales a lo largo del camino. Uno tiene que cambiarse la ropa interior con menos frecuencia, y tendrá que olvidarse del lavado en general: la ropa sucia ya se puede lavar en Marte. Pero, muy probablemente, simplemente se elimina de una forma u otra.

Llegada a Marte

Descenso

Entonces, los Marsonauts, que habían estado en el camino durante 9 meses, superaron todos los problemas y llegaron a Marte. Hay una necesidad de aterrizar en el planeta. Pero aquí tampoco es tan simple como parece. El problema radica principalmente en el descenso. El hecho es que la atmósfera de Marte es aproximadamente 100 veces menos densa que la atmósfera de la Tierra. En consecuencia, durante el descenso, se necesita más resistencia para no chocar contra la superficie a toda velocidad. Los objetos pesados ​​están ganando velocidad muy alta, por lo que hay limitaciones en la masa que se puede enviar una vez a Marte.

Esto, según el empleado de la NASA Bret Drake, es una tonelada (eso es lo que pesa Curiosity). “Cómo descendemos por la atmósfera sigue siendo una tarea importante. Con los métodos de aterrizaje actuales, podemos bajar solo una tonelada métrica a Marte. Esto no es suficiente para establecer una colonia, se necesita más para la colonia ”, dijo Drake.


Los desarrolladores del desacelerador supersónico de baja densidad inspeccionan la parte inferior del sistema

También dice que si es necesario establecer una colonia en Marte, habrá que bajar de 20 a 30 toneladas de carga a la vez. Ahora la NASA y varias compañías privadas que trabajan para aterrizar en Marte están tratando de crear una forma confiable de bajar a las personas a la superficie del planeta. Quizás será un aparato en forma de disco de desacelerador supersónico de baja densidad .

Frio y hambre

Si todo funcionó con un descenso, vale la pena recordar que la temperatura media anual en Marte es de menos 62 grados centígrados. La temperatura del ecuador disminuye gradualmente a los polos. Puede hacer calor en Marte durante el día, y terriblemente frío en la noche. La ISS también tiene un problema de diferencias significativas de temperatura. Entonces, la EEI se calienta hasta 90 grados centígrados, se enfrenta al Sol y se enfría a -90 en su lado opuesto. Los científicos e ingenieros han encontrado una salida a esta difícil situación, habiendo logrado la creación de sistemas especializados de control de temperatura.



Pero el problema es que tales sistemas están diseñados para funcionar en el vacío. En cuanto a Marte, los científicos todavía están pensando en cómo garantizar una existencia cómoda para los Marsonautos o los colonos.

“Necesitamos una solución que proporcione un mejor aislamiento en condiciones de frío y otra forma de eliminar el calor en condiciones de calor. Un traje espacial en el vacío es como un termo, pero un traje espacial en Marte será más como una taza de café en la mesa de la cocina: el café en una taza se enfría mucho más rápido que el café en un termo ”, dijo Drake.

La comida para los humanos en Marte también es un problema. Si estamos hablando de aterrizar con un regreso, entonces puede sobrevivir con los productos alimenticios liofilizados habituales para astronautas. Si hablamos de colonos, entonces aquí tendremos que cultivar alimentos. Como? Todavía no se entiende completamente, los expertos todavía están trabajando en este tema. Algunos científicos creen que el suelo de Marte con la adición de ciertas sustancias puede ser adecuado para el cultivo.

En el segundo caso, tendrá que controlar la concentración de oxígeno liberado por las plantas en la atmósfera de la habitación donde viven los colonos. Demasiado oxígeno es la probabilidad de explosiones espontáneas o incluso envenenamiento de la tripulación.

Radiación nuevamente

Los especialistas del Departamento de Oncología Radioterápica de la Universidad de California realizaron investigaciones para evaluar cómo la radiación ionizada afectará a los astronautas en Marte. Al final resultó que, en 12-24 semanas después de la exposición a dosis débiles de radiación ionizante (5 o 30 dosis de ⁴⁸ Ti o ¹⁶ O) en animales experimentales, los signos de disfunción cognitiva persisten. El problema está asociado con un cambio en la estructura dendrítica, un cambio en el nivel de proteína en las sinapsis y la inflamación del tejido nervioso. El problema ha sido identificado en animales; Tal vez ocurra un problema similar en los humanos. Existe el riesgo de que, debido a una disminución de las funciones cognitivas en los humanos bajo la influencia de la radiación ionizante, las personas simplemente no puedan gestionar los sistemas que se les confían sin completar tareas científicas y de ingeniería o haber olvidado por completo lo que hay que hacer.

Otra manifestación del efecto de la radiación es una probabilidad bastante alta de leucemia en las personas y una disminución de la inmunidad. La razón es la misma radiación. Los científicos del Centro de Medicina Regenerativa de la Universidad Wake Forest han identificado el problema. Trasplantaron células madre humanas en ratones y expusieron a los animales a radiaciones ionizantes débiles. Este es un tipo especial de célula llamada hemocitoblastos . Estas células dan lugar a todas las demás células sanguíneas. Las células madre hematopoyéticas se encuentran en la médula ósea roja, que, a su vez, se encuentra dentro de las cavidades de la mayoría de los huesos.

Este estudio examinó los hematocitos de adultos sanos de 30 a 55 años. Al final resultó que, bajo la influencia de la radiación, la capacidad de estas células para producir cualquier tipo de células sanguíneas disminuyó en un 60-80%. Además, la radiación ha provocado mutaciones en los genes que participan en el proceso hematopoyético, lo que ha provocado una disminución en la capacidad de los hemocitoblastos para producir células sanguíneas maduras.

El siguiente paso fue verificar el funcionamiento de las células expuestas a la radiación. Al final resultó que, cuando se trasplantaron a sus ratones, estos últimos comenzaron a desarrollar leucemia. Los científicos creen que esto puede servir como evidencia de que la radiación cósmica puede causar leucemia en las personas.

Junto con la disminución de la inmunidad ya mencionada anteriormente durante una larga estadía de una persona en condiciones de microgravedad, afectará negativamente el resultado exitoso de una expedición a Marte de cualquier tipo: al menos un aterrizaje temporal de astronautas, al menos la llegada de colonos al planeta.

Y después de todo, uno no debe olvidar que en el primer caso, las personas también tendrán que regresar a la Tierra, lo que conducirá a la influencia repetida de la radiación, la microgravedad y otros problemas descritos anteriormente. Además, los expertos necesitan encontrar una manera confiable de despegar de la superficie de Marte para regresar a la Tierra.



Sea como fuere, los expertos no pierden la esperanza de desarrollar medidas de seguridad confiables que puedan proteger a las personas de algunos peligros y reducir el impacto negativo de otros. El hecho de que los científicos e ingenieros crean en un resultado exitoso del viaje se puede decir del vuelo tripulado planeado de la NASA a Marte para 2033 y los planes de Ilon Mask para un vuelo similar y la creación de una colonia en un planeta vecino.