Viagem a Marte: o que pode acontecer com o astronauta a caminho do planeta e de sua superfície

O novo presidente dos EUA, Donald Trump, contrariando as expectativas, não cortou o orçamento da NASA. De maneira geral, ele deixou tudo como está, assinando um documento sobre a alocação de recursos para projetos planejados por especialistas da agência. Um desses projetos é a fuga de pessoas para Marte e o desembarque dos primeiros Marsonautas. Isso deve acontecer até 2033.

Enquanto alguns cientistas estão desenvolvendo maneiras confiáveis ​​de entregar o homem a Marte, outros estão explorando os possíveis perigos que aguardam astronautas e colonos a caminho da meta. Existem muitos desses perigos, tanto no caminho para o planeta quanto em sua superfície. Estudos recentes de especialistas do Centro de Medicina Regenerativa da Universidade Wake Forest mostram que, entre outros problemas, os astronautas enfrentam a ameaça de leucemia e baixa imunidade.

Os resultados de estudos anteriores indicam que os Marsonautas também serão ameaçados por demência com perda de memória por radiação ionizante. Que problemas os viajantes em potencial para Marte enfrentam?

Por exemplo, um voo pode terminar sem realmente começar. Para viajar para Marte, você precisa de um poderoso reforço, que não tem análogos. Está sendo desenvolvido a partir do zero. Apesar do fato de o foguete e cada um de seus elementos serem submetidos a várias verificações abrangentes, ocorrem problemas. Das catástrofes da história recente da astronáutica, vale ressaltar a explosão do veículo de lançamento do Falcon 9 devido a danos imprevistos na parede do material compósito que separava o combustível do oxidante. Segundo Ilon Mask, chefe da SpaceX, empresa que desenvolveu esse foguete, o acidente foi desencadeado por uma série de coincidências, uma série de falhas de materiais e equipamentos, que não tinham análogos. É bom que, neste caso, apenas o equipamento tenha sido danificado, não houvesse pessoas a bordo. Ainda mais graves foram os acidentes com o foguete lunar da URSS " N-1 ", cujos quatro testes não tiveram êxito e foram acompanhados por vítimas.

Mas e se falhas imprevistas surgissem a bordo do veículo de lançamento, que estava partindo para o primeiro vôo para Marte na história da humanidade? Teria havido baixas, um foguete extremamente caro teria sido destruído e, provavelmente, uma cruz gorda teria sido colocada na exploração de Marte em um futuro próximo.

Voo para Marte

Radiação

Bem, o foguete decolou, não há problemas, as pessoas estão indo para Marte. O caminho para o planeta leva cerca de 9 meses em uma direção, isto é, é um voo espacial real de longo prazo. E aqui, a radiação ameaça a pessoa. O fato é que a maior parte da radiação ionizante não atinge a superfície da Terra devido ao campo magnético de nosso planeta e sua atmosfera. Quanto maior, maior a densidade da radiação. Talvez tenha sido por causa da radiação que o cosmonauta Valentin Lebedev, que passou 221 dias na órbita da Terra, perdeu a visão.

Especialistas comparam a proteção fornecida pela atmosfera contra radiação ionizante com aço de 1 metro de espessura. Ou seja, apenas partículas da mais alta energia podem romper essa proteção. Quanto à ISS ou à espaçonave, aqui a proteção se deve apenas à espessura das paredes do casco, e isso, na melhor das hipóteses, é de alguns centímetros. Segundo os especialistas da NASA, a radiação espacial pode levar ao desenvolvimento da doença de Alzheimer.

Alguns especialistas acreditam que é melhor as mulheres não voarem para Marte. “Como as mulheres geralmente vivem mais que os homens, de acordo com a previsão da NASA, elas têm uma chance maior de contrair câncer durante a vida, sendo expostas à mesma quantidade de radiação que os homens. Os cálculos mostraram que as mulheres não deveriam voar para Marte, porque o efeito cumulativo da radiação durante toda a duração do voo excederá o risco máximo permitido de 3% de desenvolver câncer ", diz Dorit Donoviel, vice-diretora do Instituto Nacional de Pesquisa Biomédica Espacial (NSBRI).

Microgravidade

Todo o caminho até Marte, o homem estará em condições de quase completa ausência de gravidade por pelo menos 9 meses. E esses também são problemas de saúde. Nos seres humanos da Terra, o corpo é adaptado à gravidade comum, e diferentes sistemas do nosso corpo lutam com ele, tentando fornecer sangue e outros fluidos fisiológicos para o topo. Imediatamente após entrar no ISS (ou foguete), esses sistemas continuam a operar, de modo que até a aparência das pessoas muda um pouco. Por exemplo, devido à pressão intracraniana, a forma dos globos oculares muda ligeiramente.



A mudança de sabor e cheiro, os músculos do corpo, incluindo os músculos do coração, são enfraquecidos. O trabalho do aparelho vestibular é muito complicado. Em algumas pessoas, sem a força da atração, o sabor e o cheiro desaparecem completamente ou enfraquecem significativamente. Sem exercício, uma pessoa perde cerca de 20% da massa muscular em apenas algumas semanas.

Os especialistas também observam a manifestação de um efeito como a síndrome da adaptação espacial. Em algumas pessoas, quando a microgravidade é perdida, o apetite é perdido, enxaqueca, tonturas aparecem. Na verdade, estamos falando de doenças do mar, que neste caso são mais chamadas de "cósmicas".

Quanto mais uma pessoa fica no espaço, mais tecido ósseo é perdido. Devido à falta de cargas habituais, os ossos se tornam mais leves e mais frágeis. Cerca de 1,5% do tecido ósseo é perdido todos os meses. Ainda não está claro quão sério é esse problema e se é reversível. Obviamente, existem simuladores na ISS, então os astronautas realizam exercícios físicos, tentando não perder a forma. Mas esse equipamento caberá em uma nave espacial que irá para Marte?

A coluna também sofre - a distância entre as vértebras aumenta e a pessoa sente dor. Os astronautas resolveram esse problema apoiando as mãos e os pés nas paredes da estação, de modo que a coluna se contraiu e foi suficiente por vários minutos para aliviar a dor.

Problemas psicológicos

Se várias pessoas estiverem trancadas em um espaço confinado por vários meses, certamente haverá problemas. Não, isso não será necessariamente expresso em conflitos, mas a psique humana sofre nesses momentos. Algumas pessoas podem sentir cansaço constante, irritabilidade e dormir mal. Devido à violação do ritmo diário habitual, ruído de agregados e outros fatores, as pessoas não se sentem muito confortáveis. Alguns até têm que tomar pílulas para dormir.

Outro problema psicológico é o isolamento do mundo exterior. Haverá uma conexão com a Terra, mas o sinal com a distância do planeta começará a ficar lento. Além disso, os viajantes marcianos entenderão claramente que, em caso de problemas, ninguém virá em seu auxílio. As pessoas são deixadas à própria sorte, o que sem dúvida coloca grande pressão sobre a psique.

Higiene

Na ISS, as pessoas não podem tomar banho ou tomar banho. O mesmo pode ser dito da espaçonave que voará para Marte. Toalhetes e composições especiais são o que aguarda os viajantes espaciais o tempo todo. É preciso trocar a roupa de baixo com menos frequência e esquecer a lavagem em geral - roupas sujas já podem ser lavadas em Marte. Mas, provavelmente, é simplesmente descartado de uma maneira ou de outra.

Chegada em Marte

Descida

Então, os Marsonautas, que estavam na estrada por 9 meses, superaram todos os problemas e chegaram a Marte. É necessário pousar no planeta. Mas aqui também não é tão simples quanto parece. O problema está principalmente na descida. O fato é que a atmosfera de Marte é aproximadamente 100 vezes menos densa que a atmosfera da Terra. Consequentemente, durante a descida, é necessária mais resistência para não colidir com a superfície a toda velocidade. Objetos pesados ​​estão ganhando velocidade muito alta, portanto existem limitações na massa que podem ser entregues uma vez a Marte.

De acordo com Bret Drake, funcionário da NASA, é uma tonelada (quanto pesa o Curiosity). “Como atravessamos a atmosfera continua sendo uma tarefa importante. Com os métodos atuais de pouso, podemos reduzir apenas uma tonelada para Marte. Isso não é suficiente para estabelecer uma colônia, é necessário mais para a colônia ”, disse Drake.


Desenvolvedores de desacelerador supersônico de baixa densidade inspecionam a parte inferior do sistema

Ele também diz que, se for necessário estabelecer uma colônia em Marte, 20 a 30 toneladas de carga terão que ser baixadas de cada vez. Agora, a NASA e várias empresas privadas que trabalham no pouso em Marte estão tentando criar uma maneira confiável de levar as pessoas à superfície do planeta. Talvez seja um aparelho em forma de disco desacelerador supersônico de baixa densidade .

Frio e fome

Se tudo deu certo com uma descida, vale lembrar que a temperatura média anual em Marte é de menos 62 graus Celsius. A temperatura do equador diminui gradualmente para os pólos. Pode estar quente em Marte durante o dia e terrivelmente frio à noite. A ISS também tem um problema de diferenças significativas de temperatura. Assim, a ISS aquece até 90 graus Celsius, estando de frente para o Sol e esfria a -90 do lado oposto. Cientistas e engenheiros encontraram uma saída para essa situação difícil, tendo conseguido a criação de sistemas especializados de controle de temperatura.



Mas o problema é que esses sistemas são projetados para funcionar no vácuo. Quanto a Marte, os cientistas ainda estão pensando em como garantir uma existência confortável para marsonautas ou colonos.

“Precisamos de uma solução que ofereça melhor isolamento em condições frias e outra maneira de remover o calor em condições quentes. Um traje espacial no vácuo é como uma garrafa térmica, mas um traje espacial em Marte será mais como uma xícara de café em uma mesa da cozinha - o café em uma xícara esfria muito mais rápido do que o café em uma garrafa térmica ”, disse Drake.

Alimento para humanos em Marte também é um problema. Se estamos falando de aterrissagem com retorno, então você pode conviver com os produtos alimentares liofilizados habituais para os astronautas. Se estamos falando de colonos, então aqui teremos que cultivar alimentos. Como Ainda não está totalmente esclarecido, os especialistas ainda estão trabalhando nessa questão. Alguns cientistas acreditam que o solo de Marte com a adição de certas substâncias pode ser adequado para o cultivo.

No segundo caso, você terá que monitorar a concentração de oxigênio liberado pelas plantas na atmosfera da sala onde os colonos vivem. Muito oxigênio é a probabilidade de explosões espontâneas ou mesmo envenenamento da tripulação.

Radiação novamente

Especialistas do Departamento de Radiação Oncológica da Universidade da Califórnia realizaram pesquisas para testar como a radiação ionizada afetaria os astronautas em Marte. Como se viu, em 12-24 semanas após a exposição a doses fracas de radiação ionizante (5 ou 30 doses de ⁴⁸ Ti ou ¹⁶ O) em animais experimentais, persistem sinais de disfunção cognitiva. O problema está associado a uma alteração na estrutura dos dendritos, uma alteração no nível de proteína nas sinapses e inflamação do tecido nervoso. O problema foi identificado em animais; talvez um problema semelhante ocorra em humanos. Existe o risco de que, devido à diminuição das funções cognitivas em seres humanos sob a influência da radiação ionizante, as pessoas simplesmente não consigam gerenciar os sistemas que lhes são confiados sem concluir tarefas científicas e de engenharia ou ter esquecido completamente o que precisa ser feito.

Outra manifestação do efeito da radiação é uma probabilidade bastante alta de leucemia nas pessoas e uma diminuição da imunidade. O motivo é a mesma radiação. Cientistas do Centro de Medicina Regenerativa da Universidade Wake Forest identificaram o problema. Eles transplantaram células-tronco humanas em ratos e expuseram os animais a fraca radiação ionizante. Este é um tipo especial de célula chamado hemacitoblastos . Essas células dão origem a todas as outras células sanguíneas. As células-tronco hematopoiéticas estão localizadas na medula óssea vermelha, que, por sua vez, está localizada dentro das cavidades da maioria dos ossos.

Este estudo examinou os hematócitos de adultos saudáveis ​​entre 30 e 55 anos de idade. Como se viu, sob a influência da radiação, a capacidade dessas células de produzir qualquer tipo de células sanguíneas diminuiu de 60 a 80%. Além disso, a radiação levou a mutações nos genes envolvidos no processo hematopoiético, o que levou a uma diminuição na capacidade dos hematócitos de produzir células sanguíneas maduras.

O próximo passo foi verificar o funcionamento das células expostas à radiação. Como se viu, quando transplantados para os ratos, estes começaram a desenvolver leucemia. Os cientistas acreditam que isso pode servir como evidência de que a radiação cósmica pode causar pessoas com leucemia.

Juntamente com a diminuição da imunidade já mencionada acima durante uma longa estadia de uma pessoa em condições de microgravidade, isso afetará negativamente o resultado bem-sucedido de uma expedição a Marte de qualquer tipo - pelo menos um pouso temporário de astronautas, pelo menos a chegada de colonos no planeta.

Afinal, não se deve esquecer que, no primeiro caso, as pessoas também terão que retornar à Terra, o que levará à influência repetida da radiação, microgravidade e outros problemas descritos anteriormente. Além disso, os especialistas precisam encontrar uma maneira confiável de decolar da superfície de Marte e retornar à Terra.



Seja como for, os especialistas não perdem a esperança de desenvolver medidas de segurança confiáveis ​​que possam proteger as pessoas de alguns perigos e reduzir o impacto negativo de outros. O fato de cientistas e engenheiros acreditarem em um resultado bem-sucedido da viagem pode ser dito pelo vôo tripulado planejado da NASA para Marte até 2033 e pelos planos da Ilon Mask para um vôo semelhante e pela criação de uma colônia em um planeta vizinho.