Journey to Mars: apa yang bisa terjadi pada astronot dalam perjalanan ke planet ini dan di permukaannya

Presiden baru AS Donald Trump, bertentangan dengan harapan, belum memangkas anggaran NASA. Secara umum, dia meninggalkan segalanya seperti apa adanya, menandatangani makalah tentang alokasi dana untuk proyek yang direncanakan oleh para pakar agensi. Salah satu proyek tersebut adalah penerbangan orang ke Mars dan pendaratan Marsonaut pertama. Ini harus terjadi paling lambat tahun 2033.

Sementara beberapa ilmuwan sedang mengembangkan cara-cara yang dapat diandalkan untuk mengantarkan manusia ke Mars, yang lain mengeksplorasi kemungkinan bahaya yang menanti para astronot dan kolonis dalam perjalanan mereka menuju tujuan. Ada banyak bahaya seperti itu baik dalam perjalanan ke planet ini maupun di permukaannya. Studi terbaru oleh spesialis di Wake Forest University Center untuk Regenerative Medicine menunjukkan bahwa, di antara masalah lain, astronot menghadapi ancaman leukemia dan kekebalan rendah.

Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa Marsonaut juga akan terancam oleh demensia dengan hilangnya memori dari radiasi pengion. Masalah apa yang mungkin dihadapi calon pelancong ke Mars?

Misalnya, penerbangan dapat berakhir tanpa benar-benar memulai. Untuk melakukan perjalanan ke Mars, Anda memerlukan booster yang kuat, yang tidak memiliki analog. Ini sedang dikembangkan dari awal. Terlepas dari kenyataan bahwa roket dan setiap elemennya mengalami beberapa pemeriksaan komprehensif, masalah memang terjadi. Dari malapetaka sejarah astronautik baru-baru ini, perlu disebutkan ledakan kendaraan peluncuran Falcon 9 karena kerusakan tak terduga pada dinding bahan komposit yang memisahkan bahan bakar dari oksidator. Menurut Ilon Mask, kepala SpaceX, perusahaan yang mengembangkan roket ini, kecelakaan itu dipicu oleh serangkaian kebetulan, serangkaian kegagalan bahan dan peralatan, yang tidak memiliki analog. Bagus bahwa dalam hal ini hanya peralatan yang rusak, tidak ada orang di dalamnya. Yang lebih serius adalah kecelakaan roket bulan USSR " N-1 ", yang semuanya tidak berhasil dan disertai oleh para korban.

Tetapi bagaimana jika kerusakan yang tidak terduga muncul di atas kendaraan peluncuran, yang berangkat untuk penerbangan pertama ke Mars dalam sejarah umat manusia? Akan ada korban, sebuah roket yang sangat mahal akan dihancurkan dan, kemungkinan besar, sebuah salib gemuk akan diletakkan di penjelajahan Mars dalam waktu dekat.

Terbang ke Mars

Radiasi

Nah, roket lepas landas, tidak ada masalah, orang-orang menuju Mars. Jalur menuju planet ini membutuhkan waktu sekitar 9 bulan dalam satu arah, yaitu, ini adalah penerbangan luar angkasa jangka panjang yang nyata. Dan di sini, radiasi mengancam orang tersebut. Faktanya adalah bahwa sebagian besar radiasi pengion tidak mencapai permukaan bumi karena medan magnet planet kita dan atmosfernya. Semakin tinggi, semakin tinggi kepadatan radiasi. Mungkin, karena radiasi itulah kosmonot Valentin Lebedev, yang menghabiskan 221 hari di orbit Bumi, kehilangan pandangan.

Para ahli membandingkan perlindungan yang diberikan atmosfer dari radiasi pengion dengan baja setebal 1 meter. Artinya, hanya partikel energi tertinggi yang dapat menembus perlindungan tersebut. Adapun ISS atau pesawat ruang angkasa, di sini perlindungan hanya disebabkan oleh ketebalan dinding lambung, dan ini, paling tidak, beberapa sentimeter. Menurut para ahli NASA, radiasi ruang angkasa dapat menyebabkan perkembangan penyakit Alzheimer.

Beberapa ahli percaya bahwa wanita lebih baik tidak terbang ke Mars. “Karena wanita umumnya hidup lebih lama daripada pria, menurut perkiraan NASA, mereka memiliki peluang lebih tinggi terkena kanker seumur hidup mereka, yang terpapar radiasi dalam jumlah yang sama dengan pria. Perhitungan menunjukkan bahwa wanita tidak boleh terbang ke Mars sama sekali, karena efek kumulatif radiasi selama seluruh durasi penerbangan akan melebihi risiko maksimum 3% terkena kanker, " kata Dorit Donoviel, wakil direktur National Institute of Space Biomedical Research (NSBRI).

Microgravity

Sepanjang perjalanan ke Mars, manusia akan berada dalam kondisi tidak adanya gravitasi hampir selama 9 bulan. Dan ini juga masalah kesehatan. Pada manusia di Bumi, tubuh disesuaikan dengan gravitasi biasa, dan berbagai sistem tubuh kita bergulat dengannya, mencoba untuk mengantarkan darah dan cairan fisiologis lainnya ke atas. Segera setelah mendapatkan ISS (atau roket), sistem ini terus beroperasi, sehingga penampilan orang pun agak berubah. Misalnya, karena tekanan intrakranial, bentuk bola mata berubah sedikit.



Rasa dan aroma berubah, otot-otot tubuh, termasuk otot-otot jantung, melemah. Pekerjaan peralatan vestibular sangat rumit. Pada beberapa orang, tanpa daya tarik, rasa dan bau benar-benar hilang atau melemah secara signifikan. Tanpa olahraga, seseorang kehilangan sekitar 20% dari massa otot hanya dalam beberapa minggu.

Para ahli juga mencatat manifestasi dari efek seperti sindrom adaptasi ruang. Pada beberapa orang, ketika gayaberat mikro hilang, nafsu makan hilang, migrain, pusing muncul. Sebenarnya, kita berbicara tentang penyakit laut, yang dalam hal ini lebih baik disebut "kosmik".

Semakin lama seseorang berada di luar angkasa, semakin banyak jaringan tulang yang hilang. Karena kurangnya beban kebiasaan, tulang menjadi lebih ringan dan lebih rapuh. Sekitar 1,5% jaringan tulang hilang setiap bulan. Belum jelas seberapa serius masalah ini dan apakah bisa dibalik. Tentu saja, ada simulator pada ISS, sehingga para astronot melakukan latihan fisik, berusaha untuk tidak kehilangan bentuk. Tetapi apakah peralatan seperti itu cocok dengan pesawat ruang angkasa yang akan menuju Mars?

Tulang belakang juga menderita - jarak antara ruas tulang belakang meningkat, dan orang tersebut merasakan sakit. Astronot memecahkan masalah ini dengan meletakkan tangan dan kaki mereka di dinding stasiun, sehingga tulang belakang berkontraksi dan cukup selama beberapa menit untuk meringankan rasa sakit.

Masalah psikologis

Jika beberapa orang dikunci dalam ruang terbatas selama beberapa bulan, maka masalah pasti akan muncul. Tidak, ini tidak harus dinyatakan dalam konflik, tetapi jiwa manusia menderita pada saat-saat seperti itu. Beberapa orang mungkin merasakan kelelahan yang konstan, lekas marah, dan kurang tidur. Karena pelanggaran ritme harian yang biasa, kebisingan agregat dan faktor lainnya, orang tidak merasa sangat nyaman. Beberapa bahkan harus minum obat tidur.

Masalah psikologis lainnya adalah isolasi dari dunia luar. Akan ada koneksi dengan Bumi, tetapi sinyal dengan jarak dari planet akan mulai tertinggal. Selain itu, para pelancong Mars akan dengan jelas memahami bahwa jika ada masalah, tidak ada yang akan membantu mereka. Orang-orang dibiarkan menggunakan perangkat mereka sendiri, yang tidak diragukan lagi memberikan tekanan besar pada jiwa.

Kebersihan

Di ISS, orang tidak bisa mandi atau mandi. Hal yang sama dapat dikatakan tentang pesawat ruang angkasa yang akan terbang ke Mars. Tisu dan komposisi khusus adalah apa yang menanti wisatawan ruang di sepanjang jalan. Orang harus lebih jarang berganti pakaian dalam, dan harus melupakan tentang mencuci secara umum - pakaian kotor mungkin sudah dicuci di Mars. Tapi, kemungkinan besar, itu hanya dibuang dengan satu atau lain cara.

Tiba di Mars

Keturunan

Jadi, Marsonaut, yang telah berada di jalan selama 9 bulan, mengatasi semua masalah dan tiba di Mars. Ada kebutuhan untuk mendarat di planet ini. Tetapi di sini juga tidak sesederhana seperti yang terlihat. Masalahnya terutama terletak pada keturunan. Faktanya adalah bahwa atmosfer Mars kira-kira 100 kali lebih padat daripada atmosfer Bumi. Oleh karena itu, selama penurunan, diperlukan lebih banyak resistensi agar tidak menabrak permukaan dengan kecepatan penuh. Benda-benda berat mendapatkan kecepatan yang sangat tinggi, sehingga ada batasan massa yang dapat dikirim satu kali ke Mars.

Ini, menurut karyawan NASA Bret Drake, adalah satu ton (itulah yang membuat Curiosity berat). “Bagaimana kita turun melalui atmosfer tetap merupakan tugas penting. Dengan metode pendaratan saat ini, kami hanya dapat menurunkan satu metrik ton ke Mars. Ini tidak cukup untuk membangun koloni, lebih banyak dibutuhkan untuk koloni, ”kata Drake.


Pengembang Deselerator Supersonik Berkepadatan Rendah memeriksa bagian bawah sistem

Dia juga mengatakan bahwa jika perlu untuk membangun koloni di Mars, 20 hingga 30 ton kargo harus diturunkan sekaligus. Sekarang NASA dan berbagai perusahaan swasta yang sedang melakukan pendaratan di Mars berusaha menciptakan cara yang dapat diandalkan untuk menurunkan orang ke permukaan planet ini. Mungkin itu akan menjadi alat berbentuk cakram Low-Density Supersonic Decelerator .

Dingin dan lapar

Jika semuanya berjalan dengan baik, maka perlu diingat bahwa suhu tahunan rata-rata di Mars adalah minus 62 derajat Celcius. Suhu dari ekuator secara bertahap menurun ke kutub. Ini bisa menjadi panas di Mars di siang hari, dan sangat dingin di malam hari. ISS juga memiliki masalah perbedaan suhu yang signifikan. Jadi, ISS memanas hingga 90 derajat Celcius, berhadapan dengan Matahari dan mendingin hingga -90 di sisi berlawanan. Para ilmuwan dan insinyur telah menemukan jalan keluar dari situasi sulit ini, setelah mencapai penciptaan sistem kontrol suhu khusus.



Tetapi masalahnya adalah bahwa sistem tersebut dirancang untuk bekerja dalam ruang hampa. Adapun Mars, para ilmuwan masih berpikir tentang bagaimana memastikan keberadaan yang nyaman untuk Marsonaut atau kolonis.

“Kami membutuhkan solusi yang memberikan isolasi yang lebih baik dalam kondisi dingin dan cara lain untuk menghilangkan panas dalam kondisi panas. Pakaian luar angkasa dalam ruang hampa seperti termos, tetapi pakaian luar angkasa di Mars akan lebih seperti secangkir kopi di atas meja dapur - kopi dalam cangkir lebih cepat mendinginkan daripada kopi dalam termos, ”kata Drake.

Makanan untuk manusia di Mars juga menjadi masalah. Jika kita berbicara tentang pendaratan dengan pengembalian, maka Anda dapat bertahan dengan produk makanan beku-kering yang biasa digunakan untuk astronot. Jika kita berbicara tentang penjajah, maka di sini kita harus menanam makanan. Bagaimana? Belum sepenuhnya dipahami, para ahli masih bekerja pada masalah ini. Beberapa ilmuwan percaya bahwa tanah Mars dengan penambahan zat tertentu dapat dibuat cocok untuk menanam tanaman.

Dalam kasus kedua, Anda harus memantau konsentrasi oksigen yang dilepaskan oleh tanaman di atmosfer ruangan tempat tinggal para penjajah. Terlalu banyak oksigen adalah kemungkinan ledakan spontan atau bahkan keracunan kru.

Radiasi lagi

Spesialis dari Departemen Onkologi Radiasi, University of California, melakukan penelitian untuk menguji bagaimana radiasi terionisasi akan mempengaruhi astronot di Mars. Ternyata, dalam 12-24 minggu setelah paparan radiasi ionisasi dosis lemah (5 atau 30 dosis ⁴⁸ Ti atau ¹⁶ O) pada hewan percobaan, tanda-tanda disfungsi kognitif tetap ada. Masalahnya terkait dengan perubahan struktur dendritik, perubahan tingkat protein dalam sinapsis dan radang jaringan saraf. Masalahnya telah diidentifikasi pada hewan; mungkin masalah serupa akan terjadi pada manusia. Ada risiko bahwa, karena penurunan fungsi kognitif pada manusia di bawah pengaruh radiasi pengion, orang mungkin tidak dapat mengelola sistem yang dipercayakan kepada mereka tanpa menyelesaikan tugas-tugas ilmiah dan teknik atau telah sepenuhnya melupakan apa yang perlu dilakukan.

Manifestasi lain dari efek radiasi adalah kemungkinan leukemia yang agak tinggi pada orang dan penurunan kekebalan. Alasannya adalah radiasi yang sama. Para ilmuwan di Wake Forest University Centre for Regenerative Medicine telah mengidentifikasi masalah tersebut. Mereka mentransplantasikan sel induk manusia ke tikus dan membuat hewan tersebut terkena radiasi pengion yang lemah. Ini adalah jenis sel khusus yang disebut hemacytoblasts . Sel-sel ini memunculkan semua sel darah lainnya. Sel induk hematopoietik terletak di sumsum tulang merah, yang, pada gilirannya, terletak di dalam rongga sebagian besar tulang.

Penelitian ini meneliti hematosit orang dewasa sehat berusia 30-55 tahun. Ternyata, di bawah pengaruh radiasi, kemampuan sel-sel ini untuk menghasilkan segala jenis sel darah menurun 60-80%. Selain itu, radiasi telah menyebabkan mutasi pada gen yang terlibat dalam proses hematopoietik, yang menyebabkan penurunan kemampuan hematosit untuk menghasilkan sel darah matang.

Langkah selanjutnya adalah memeriksa operasi sel yang terpapar radiasi. Ternyata, ketika ditransplantasikan ke tikus mereka, yang terakhir mulai mengembangkan leukemia. Para ilmuwan percaya bahwa ini dapat berfungsi sebagai bukti bahwa radiasi kosmik dapat menyebabkan orang menderita leukemia.

Bersama dengan penurunan kekebalan yang telah disebutkan di atas selama tinggal lama seseorang dalam kondisi gayaberat mikro, itu akan berdampak negatif pada hasil yang sukses dari ekspedisi ke Mars dalam jenis apa pun - setidaknya pendaratan sementara astronot, setidaknya kedatangan penjajah di planet ini.

Lagi pula, orang tidak boleh lupa bahwa dalam kasus pertama, orang juga harus kembali ke Bumi, yang akan menyebabkan pengaruh radiasi berulang, gayaberat mikro dan masalah lain yang dijelaskan sebelumnya. Selain itu, para ahli perlu menemukan cara yang dapat diandalkan untuk lepas landas dari permukaan Mars untuk kembali ke Bumi.



Meskipun demikian, para ahli tidak kehilangan harapan untuk mengembangkan langkah-langkah keamanan yang dapat diandalkan yang dapat melindungi orang dari beberapa bahaya dan mengurangi dampak negatif dari yang lain. Fakta bahwa para ilmuwan dan insinyur percaya pada hasil yang sukses dari perjalanan dapat dikatakan oleh penerbangan berawak yang direncanakan NASA ke Mars pada tahun 2033 dan rencana Topeng Ilon untuk penerbangan yang sama dan penciptaan koloni di planet tetangga.