सितारों के रास्ते पर: अंतरिक्ष यात्रा का खतरा

मनुष्य ने हमेशा अज्ञात को दूर करने की कोशिश की है। हजारों सालों से, भौगोलिक खोजों को सीमा तक बनाया गया है, लेकिन परिवहन और उपकरण हमेशा खोजकर्ता की तुलना में थोड़ा अधिक पीड़ित होते हैं - जहाज एक तूफान में टूट गए, भोजन के साथ काफिला खाई में गिर गया, बेपहियों की गाड़ी बर्फ में जम गई, और आदमी अपने लक्ष्य की ओर बढ़ता रहा और आगे बढ़ता रहा।

जब ग्रह पर सफेद धब्बे नहीं थे, तो हमने अंतरिक्ष के बारे में सोचना शुरू किया। चंद्रमा और मंगल अन्वेषण कार्यक्रम कल्पना नहीं हैं, लेकिन अपरिहार्य भविष्य हैं। उनके पीछे निकटतम सितारों के लिए दूर की उड़ानें हैं। जितना अधिक एक व्यक्ति पृथ्वी से दूर जाता है, उतनी ही कठिनाइयों का सामना वह रास्ते में करेगा। हम एक ऐसे मील के पत्थर पर आ गए हैं जिसके आगे प्रौद्योगिकी नहीं है, लेकिन लोग खुद ही पारलौकिक अतिभार का सामना कर रहे हैं।

अंतरिक्ष में हमें किन खतरों का इंतजार है, और कौन सी प्रौद्योगिकियां हमें जीवित रहने देंगी - हम इस बारे में बाद में बात करेंगे।

गुरुत्वाकर्षण के बिना जीवन

6 सितंबर, 1522 को बैटल जहाज विक्टोरिया स्पेन लौट आया - दुनिया भर में मैगलन अभियान के पांच जहाजों में से एकमात्र, जिस पर चालक दल के 18 में से 18 सदस्य रवाना हुए। प्रसिद्ध सीफ़र को नेबु के फिलीपीन प्रांत के मेक्टन द्वीप से मूल निवासियों द्वारा मार दिया गया था।

मैगेलन के साथ कहानी अच्छी तरह से जोखिमों को प्रदर्शित करती है जो एक शोधकर्ता जो अज्ञात भूमि पर जाने की हिम्मत करता है। लेकिन उनके रास्ते में आने वाले यात्रियों को कुछ भी पूरी तरह से पता नहीं चला। तारों की यात्रा करते समय (और निकटतम ग्रहों की उड़ानों में), हमें एक नया विज्ञान - अंतरिक्ष बायोमेडिसिन बनाने की आवश्यकता होगी।

मंगल की यात्रा करने वाले अंतरिक्ष यात्री अपनी हड्डियों को तोड़ सकते हैं और यूरोलिथियासिस से पीड़ित हो सकते हैं, वे अनिद्रा और अवसाद का अनुभव करेंगे, और लंबी अवधि में - कैंसर से मृत्यु। यही कारण है कि विभिन्न अनुसंधान समूह अब आईएसएस पर विभिन्न परिकल्पनाओं का परीक्षण कर रहे हैं। हमें पहले से पता होना चाहिए कि अंतरिक्ष में लंबे समय तक रहना मानव शरीर और मानस को कैसे प्रभावित करता है।

वेस्टिबुलर तंत्र की प्रतिक्रिया के कारण मतली होती है, भटकाव की भावना प्रकट होती है। यहां तक ​​कि एक मजबूत तंत्रिका तंत्र वाले पायलटों के लिए, जिनके लिए एरोबेटिक्स प्रदर्शन करते समय वेस्टिबुलर तंत्र की जलन पेशेवर रूप से सामान्य होती है, गंभीर अभिविन्यास गड़बड़ी हो सकती है , भावनात्मक और विक्षिप्त ब्रेकडाउन के साथ। यह ज्ञात है कि अंतरिक्ष यात्री कक्षा में प्रवेश करने के पहले घंटों के बाद ठीक महसूस करते हैं, जिसके बाद उनमें से अधिकांश पर गुरुत्वाकर्षण की कमी से जुड़े प्रभाव होते हैं। कुछ दिनों के बाद, अनुकूलन होता है और अप्रिय घटनाएं गायब हो जाती हैं।

हम ईमानदार जीवों के रूप में विकसित हुए हैं। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में हमारे शरीर का निर्माण लाखों वर्षों से हो रहा है। हमारी हड्डियों और मांसपेशियों ने विकसित किया, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के प्रभावों का विरोध किया, और पूरी तरह से सीखा कि बाहरी दुनिया के साथ कैसे बातचीत की जाए।

माइक्रोग्रैविटी से शरीर फेल होने लगता है। हृदय प्रणाली को गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ रक्त पंप करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उदाहरण के लिए, पैरों की नसों में चेक वाल्व होते हैं जो पैरों में रक्त के संचय को रोकते हैं, लेकिन ऊपरी शरीर के जहाजों में ऐसे वाल्व नहीं होते हैं। गुरुत्वाकर्षण के बिना, रक्त छाती और सिर तक बढ़ जाता है, जो अंतरिक्ष यात्रियों को उनके चेहरे को सूजने और दबाव बढ़ाने का कारण बनता है। 6 महीने से अधिक समय तक शून्य गुरुत्वाकर्षण के तहत रहने से संचार प्रणाली का विघटन होता है। उदाहरण के लिए, केशिकाओं में गैस विनिमय का उल्लंघन था, जिसके परिणामस्वरूप ऊतकों और अंगों को बहुत कम ऑक्सीजन की आपूर्ति की गई थी।

इससे पहले कि शारीरिक सहायता कार्यक्रम की कक्षा में पेश किया जाता, अंतरिक्ष यात्रियों के पास विशेष रूप से कठिन समय था। सोयुज -9 अंतरिक्ष यान पर 18 दिनों की उड़ान के बाद, कॉस्मोनॉट एंड्रीयन निकोलाव ने हृदय की मात्रा में 12% की कमी दर्ज की। अस्थि ऊतक पोटेशियम और कैल्शियम खो दिया, ढीला हो गया। रक्त की संरचना बदल गई: हीमोग्लोबिन में 25% की कमी हुई, लाल रक्त कोशिकाओं की संख्या - 20% और प्लेटलेट की गिनती - 50% तक।

अंतरिक्ष यात्री सचमुच अपनी हड्डियों को खोना शुरू कर रहे हैं। सबसे पहले, शरीर कैल्शियम और फास्फोरस को हटा देता है, जिससे हड्डियों का क्रमिक कमजोर हो जाता है और ऑस्टियोपोरोसिस का खतरा बढ़ जाता है। हड्डी के द्रव्यमान का नुकसान प्रति माह 1.5% तक पहुंच सकता है, और पृथ्वी पर लौटने के बाद रिकवरी में कम से कम तीन से चार साल लगते हैं।

कैल्शियम केवल हड्डियों को नहीं छोड़ता है - यह रक्त और मूत्र में धोया जाता है, जिससे यूरोलिथियासिस हो सकता है। यह सब उड़ान के शुरुआती दिनों में होता है । लेकिन मंगल की उड़ान में लगभग एक साल लगेगा, और लैंडिंग के बाद, चालक दल को सहायता के बिना कार्य करना होगा।

गुरुत्वाकर्षण की कमी के कारण रीढ़ की हड्डी लंबी हो जाती है, जिससे पीठ दर्द होता है। अंतरिक्ष में रहने के दौरान पीठ की मांसपेशियों में काफी गिरावट होती है, जो 19% कम हो जाती है। आईएसएस चालक दल के आधे से अधिक लोगों ने कमर दर्द की शिकायत की। अंतरिक्ष यात्रियों को हर्नियेटेड डिस्क प्राप्त करने के लिए आम लोगों की तुलना में चार गुना अधिक संभावना होती है।


अल्ट्रासाउंड का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिक अंतरिक्ष यात्रियों के इंट्राक्रैनील दबाव का आकलन करने और मापने के लिए गैर-इनवेसिव तरीकों का परीक्षण कर रहे हैं। चित्र: नासा

एक और गंभीर समस्या दृष्टि संबंधी समस्या है। कारण, अध्ययनों के अनुसार, मस्तिष्कमेरु द्रव की मात्रा में वृद्धि है। इस वजह से, दबाव बढ़ता है, और द्रव पहले मामले में ऑप्टिक तंत्रिका को निचोड़ता है, और फिर नेत्रगोलक में ऑप्टिक तंत्रिका के तंतुओं के बीच रिक्त स्थान के साथ। नतीजतन, दूरदर्शिता विकसित होती है।

अब माइक्रोग्रैविटी की समस्या को हल करने के कई तरीके हैं। हड्डियों, मांसपेशियों और रक्त वाहिकाओं के क्षरण का मुकाबला करते हुए, आईएसएस पर कॉस्मोनॉट्स दिन में लगभग दो घंटे सिमुलेटर पर ट्रेन चलाते हैं। सबसे अच्छा समाधान कृत्रिम गुरुत्वाकर्षण है। सैद्धांतिक रूप से, यह एक जहाज पर अच्छी तरह से बनाया जा सकता है। व्यावहारिक रूप से - जबकि बहुत सारे संसाधनों की आवश्यकता होती है।

विकिरण

विकिरण जोखिम की तीव्रता निर्धारित करने के लिए जिज्ञासा में एक ऑन-बोर्ड आरएडी साधन है। यह मंगल की सतह पर विकिरण के हानिकारक रूपों पर डेटा एकत्र करने के लिए डिज़ाइन किया गया पहला उपकरण है।

लौकिक विकिरण के दीर्घकालिक संपर्क मानव स्वास्थ्य को बहुत नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकते हैं। पृथ्वी पर, हम ब्रह्मांडीय किरणों से सुरक्षित हैं, क्योंकि ग्रह का वातावरण और चुंबकीय क्षेत्र एक ढाल की तरह काम करते हैं, प्राथमिक कणों और परमाणु नाभिक को रोकते हैं। ऐसे कणों का सामना न करना बेहतर है - वे डीएनए क्षति, कोशिका उत्परिवर्तन और कैंसर का नेतृत्व करते हैं। और जब हम मंगल पर जाते हैं, तो हमें इस सोच के साथ रहना होगा कि ग्रह में ओजोन परत नहीं है - पराबैंगनी विकिरण से कुछ भी नहीं बचाता है।

आईएसएस पर अंतरिक्ष विकिरण की दैनिक खुराक 1 mSv है, अर्थात्, एक घेरे का एक हजारवां हिस्सा। तुलना में, 1 विकिरण sievert कैंसर के जोखिम में 5.5% की वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है। सामान्य तौर पर, इतना डरावना नहीं। जब हम पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर को छोड़ देते हैं तो सब कुछ बहुत खराब हो जाता है। यात्रा के दौरान, अंतरिक्ष यात्री विभिन्न प्रकार के अध्ययन के अधीन होंगे। सूर्य से उड़ने वाले उच्च-ऊर्जा उप-परमाणु कण, और एक सुपरनोवा विस्फोट के कारण विकिरण, सबसे अधिक संभावना जैविक ऊतकों को नष्ट करते हैं। कैंसर के अलावा, वे मोतियाबिंद और अल्जाइमर रोग भी पैदा कर सकते हैं।

जब ये कण किसी जहाज के पतवार की चपेट में आते हैं, तो कुछ धातु के परमाणु भी गिर जाते हैं, और भी तेज कण निकलते हैं; इसे द्वितीयक विकिरण कहते हैं।

एक अन्य अध्ययन के डेटा से पता चलता है कि एक सुरक्षात्मक चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति किसी व्यक्ति के संज्ञानात्मक कार्यों (सोचने की गति, सीखने की क्षमता आदि) को कम कर देती है और एलर्जी प्रतिक्रियाओं का कारण बनती है।

समस्या का समाधान? वैज्ञानिक जहाज के त्वचा में विभिन्न सुरक्षात्मक सामग्रियों का उपयोग करके, उदाहरण के लिए, जोखिम को कम करने के तरीके विकसित कर रहे हैं। लेकिन अभी के लिए, हमारे पास एकमात्र समाधान उड़ान की गति है। जितनी तेजी से हम लाल ग्रह पर पहुंचेंगे, उतने ही कम अंतरिक्ष यात्री पीड़ित होंगे।

इन्सुलेशन

मंगल पर उड़ानें तैयार करने के लिए एक वैज्ञानिक प्रयोग के हिस्से के रूप में, हवाई में एक गुंबददार घर में एक वर्ष के लिए छह लोग रहते थे।

अंतरिक्ष यात्रियों के लिए मानसिक बीमारी एक और बड़ा जोखिम है। मानसिक बीमारी का पता लगाना मुश्किल है और इलाज के लिए और भी मुश्किल।

जहाज पर रहना बहुत उबाऊ है। आपकी सभी गतिविधि में कार्य अनुसूची में निर्मित नियमित दोहराव होते हैं। नीरस, दोहराव वाले कार्यों से उदासीनता, रुचि की हानि, लापरवाही और गलतियां होती हैं।

एक अन्य जोखिम मनोवैज्ञानिक अनुकूलता से संबंधित है। आपको उन लोगों की कंपनी में एक सीमित क्षेत्र में रहने की आवश्यकता है जिनके साथ आप शुरुआत से कुछ महीने पहले मिले होंगे।

कॉस्मोनॉट्स, जो अच्छी तरह से प्रशिक्षित और उच्च प्रेरित लोग हैं, शिकायत करने या अपनी भावनाओं को तेजी से व्यक्त करने के लिए इच्छुक नहीं हैं। इसलिए, सुपरप्रिटेशनल के समूह में मनोवैज्ञानिक तनाव के संकेतों को पहचानना मुश्किल है। पृथ्वी पर, किसी को वास्तविक समस्याओं के बारे में पता नहीं हो सकता है जब तक कि एक भावनात्मक विस्फोट नहीं होता है, या, अधिक संभावना है, हमारे उत्तम दर्जे का विशेषज्ञ चुपचाप पीछे हट जाता है और अवसाद में डूब जाता है।



इसीलिए प्रयोग किए जाते हैं, जिसमें लोग एक-दूसरे के साथ एक ही कमरे में बंद रहते हैं। नासा के पास हवाई अंतरिक्ष अन्वेषण एनालॉग और सिमुलेशन परियोजना थी, रूस में उन्होंने मंगल -500 का आयोजन किया, जो मंगल पर मानवयुक्त उड़ान का अनुकरण करने के लिए एक प्रयोग था, जो रिकॉर्ड 519 दिनों तक चला।

दोनों प्रयोगों ने चालक दल के सदस्यों के बीच अच्छा संचार दिखाया, किसी भी समय अंतराल पर टीम के काम के लिए बातचीत और तत्परता में आसानी। प्रयोगकर्ताओं ने जो सबसे बड़ी मनोवैज्ञानिक समस्या का सामना किया, वह ऊब था, लेकिन इसने पूरे मिशन को खतरे में नहीं डाला।

हालाँकि, प्राप्त डेटा को उद्देश्य नहीं कहा जा सकता है। प्रायोगिक स्थितियां वास्तविक अंतर-उड़ान से बहुत दूर हैं। कोई भी प्रतिभागी किसी भी समय आगे की भागीदारी से इंकार कर सकता है और मंगल की वास्तविक उड़ान के विपरीत, जटिल छोड़ सकता है। प्रत्येक प्रतिभागी को पता था कि वह पृथ्वी पर है (और वायुहीन स्थान में नहीं मरेगा), और अनुकरण केवल तब तक जारी रहा जब तक कि वह खुद यह नहीं चाहता था। इसके अलावा, प्रतिभागियों में से कोई भी वास्तविक बीमारियों से पीड़ित नहीं था जो अंतरिक्ष यात्री मंगल के रास्ते पर उम्मीद कर सकते थे।
समस्या का एक भी हल नहीं है। टीम को तैयार करने के लिए परीक्षण और सावधान मनोवैज्ञानिक चयन में महीनों लगेंगे। और हल किया जाने वाला एक और महत्वपूर्ण प्रश्न: क्या यह अंतरिक्ष में समान-लिंग वाले लोगों या विभिन्न लिंगों के प्रतिनिधियों को भेजने के लिए है?

अंतरिक्ष में रहने वाले जीव

बैक्टीरिया आईएसएस पर बहुत अच्छा महसूस करते हैं और जाहिर है, हमारे साथ मंगल पर उड़ान भरेंगे, और फिर आगे भी। इसी समय, भारहीनता कुछ प्रतिरक्षा कार्यों को दबा सकती है, जिससे लोग बीमारी की चपेट में आ सकते हैं।

अंतरिक्ष स्टेशनों पर माइक्रोफ्लोरा सक्रिय रूप से वह सब कुछ खाने की कोशिश कर रहा है जो वह कर सकता है। यह उच्च आर्द्रता और पोषक तत्वों के लिए पर्याप्त है, ताकि बैक्टीरिया और कवक प्लास्टिक इन्सुलेशन खाने लगे, कांच पर बढ़े और विकास के दौरान स्रावित एसिड के साथ इसे नुकसान पहुंचाए।

जीवन हमेशा अपना रास्ता खोजेगा - जीव आईएसएस की बाहरी त्वचा पर भी रहते हैं।
नासा के ब्रायन क्रुशियान के नेतृत्व में वैज्ञानिकों के एक दल ने अध्ययन किया कि अंतरिक्ष में लंबे समय तक रहने से मानव प्रतिरक्षा प्रणाली के कामकाज पर क्या असर पड़ता है। यह पता चला कि लगभग छह महीने तक शून्य गुरुत्वाकर्षण में रहे लोगों की प्रतिरक्षा प्रणाली खराब काम करती थी: टी-लिम्फोसाइटों का उत्पादन करने की उनकी क्षमता कम हो गई, उनकी ल्यूकोसाइट गिनती गिर गई, और विदेशी सूक्ष्मजीवों और कोशिकाओं को पहचानने की उनकी क्षमता उदास हो गई। यह एक गंभीर समस्या होगी यदि खतरनाक बैक्टीरिया बोर्ड पर हैं।

जाहिर है, हम सभी बैक्टीरिया को नष्ट नहीं कर पाएंगे (इसके लिए लोगों को भी नष्ट करना आवश्यक होगा), लेकिन यह प्रतिरक्षा बनाए रखने के क्षेत्र में अधिक काम करने लायक है।

बड़ी जगह में बड़ी समस्याएं

अंतरिक्ष में सबसे बड़ा परीक्षण शरीर में उत्परिवर्तन है, जिसमें प्रतिरक्षा प्रणाली विफल हो जाती है, और दवाएं मदद नहीं करती हैं, क्योंकि माइक्रोग्रैविटी के प्रभाव में चयापचय बदल गया है।

हम म्यूटेशन और अन्य समस्याओं से कैसे निपट सकते हैं? आज तक, अंतरिक्ष यात्रा के सभी खतरों को खत्म करने के लिए कोई तैयार समाधान नहीं है, लेकिन एलोन मस्क द्वारा समर्थित कई अवधारणाएं हैं। विशेष रूप से, ब्रह्मांडीय विकिरण की समस्या को जहाज के चारों ओर चुंबकीय क्षेत्र द्वारा एक इष्टतम पतवार संरक्षण परत "प्रबलित" की मदद से हल किया जा सकता है, जो चार्ज कणों के प्रवाह को विक्षेपित करता है। इसके अलावा, प्रभावी कैंसर रोधी दवाओं की खोज जारी है।

आप केवल स्वयं ही तेजी से मंगल ग्रह पर जा सकते हैं - परिमाण के आदेशों द्वारा विशिष्ट आवेग में वृद्धि के साथ इंजनों को आधी सदी से अधिक पहले विकसित किया जाना था, और उचित धन और काम के संगठन के साथ, उन्हें लागू किया जा सकता है। लेकिन बहुत महान प्रयासों की आवश्यकता है - इसलिए, कोई भी 21 वीं शताब्दी की शुरुआत में चंद्रमा पर छुट्टी पर नहीं जाता है, हालांकि विज्ञान कथा लेखकों ने कई साल पहले इस बारे में लिखा था।