Ειδικοί στη διαστημική ιατρική από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας (Australian National University-ANU) ανέπτυξαν ένα μαθηματικό μοντέλο για να αξιολογήσουν τις επιπτώσεις που θα είχε στο ανθρώπινο σώμα ένα διαστημικό ταξίδι στον Άρη.
Ο επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας, Λεξ Βαν Λουν, ερευνητής της Ιατρικής Σχολής του ANU, δήλωσε σε δελτίο τύπου ότι με την έλευση των διαστημικών ταξιδιών τα ταξίδια στον Άρη εμπνέουν πολλές ανησυχίες στο μέτωπο της υγείας λόγω της μακράς έκθεσης στη μικροβαρύτητα, που συχνά αποκαλείται «μηδενική» βαρύτητα.
Ο Βαν Λουν δήλωσε ότι ο παρατεταμένος χρόνος στη μηδενική βαρύτητα σε συνδυασμό με την έκθεση στην επιβλαβή ακτινοβολία που εκπέμπει ο ήλιος, έχει τη δυνατότητα να προκαλέσει «θεμελιώδεις» αλλαγές στο ανθρώπινο σώμα. Ένα παράδειγμα είναι οι αλλαγές στη δομή των αιμοφόρων αγγείων του ανθρώπινου σώματος και η μείωση των καρδιακών μυών που συμβαίνουν όταν ένα άτομο ζει σε μηδενική βαρύτητα για παρατεταμένα χρονικά διαστήματα, όπως ένα ταξίδι έξι έως επτά μηνών στον Άρη.
Για να διερευνήσουν τις αλλαγές, οι ερευνητές του ANU προσομοίωσαν την επίδραση που θα είχε η παρατεταμένη έκθεση σε μηδενική βαρύτητα στο καρδιαγγειακό σύστημα -την καρδιά, το αίμα και τα αιμοφόρα αγγεία. Οι πληροφορίες αυτές τους επέτρεψαν στη συνέχεια να δημιουργήσουν το μοντέλο, το οποίο οι ερευνητές προβλέπουν ότι μπορεί να χρησιμεύσει ως σημαντικό εργαλείο για να βρεθεί πώς θα προσεδαφιστούν άνθρωποι στην επιφάνεια του Άρη, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εκτιμηθεί η επίδραση που έχουν στο ανθρώπινο σώμα τόσο τα διαστημικά ταξίδια μικρής όσο και μεγάλης διάρκειας.
Η μηδενική βαρύτητα επηρεάζει αρνητικά το ανθρώπινο σώμα
Η συν-συγγραφέας Δρ Έμμα Τάκερ, ιατρός, αστροφυσικός και ερευνήτρια στο ANU, δήλωσε ότι στη μηδενική βαρύτητα η καρδιά τεμπελιάζει επειδή δεν χρειάζεται να δουλέψει τόσο σκληρά για να αντλήσει αίμα στο σώμα. Σε ένα περιβάλλον με σχεδόν μηδενική βαρύτητα, η καρδιά δεν χρειάζεται να ξεπεράσει τη βαρύτητα για να αντλήσει το αίμα προς τα πάνω.
«Όταν βρισκόμαστε στη Γη, η βαρύτητα τραβάει τα υγρά στο κάτω μισό του σώματός μας, γι’ αυτό και κάποιοι άνθρωποι διαπιστώνουν ότι τα πόδια τους αρχίζουν να πρήζονται προς το τέλος της ημέρας», δήλωσε η Τάκερ.
«Αλλά όταν πηγαίνεις στο διάστημα, αυτή η βαρυτική έλξη εξαφανίζεται, πράγμα που σημαίνει ότι τα υγρά μετατοπίζονται στο πάνω μισό του σώματός σου και αυτό προκαλεί μια αντίδραση που ξεγελά το σώμα και το κάνει να πιστεύει ότι υπάρχουν πολλά υγρά».
«Ως αποτέλεσμα, αρχίζετε να πηγαίνετε συχνά στην τουαλέτα, αρχίζετε να ξεφορτώνεστε τα επιπλέον υγρά, δεν αισθάνεστε δίψα και δεν πίνετε τόσο πολύ, πράγμα που σημαίνει ότι αφυδατώνεστε στο διάστημα».
Είπε ότι η επίδραση της μηδενικής βαρύτητας είναι ο λόγος για τον οποίο οι αστροναύτες λιποθυμούν όταν επιστρέφουν σε όρθια κίνηση στη Γη.
«Αυτό είναι ένα αρκετά συχνό φαινόμενο ως αποτέλεσμα των διαστημικών ταξιδιών και όσο περισσότερο βρίσκεστε στο διάστημα, τόσο πιο πιθανό είναι να καταρρεύσετε όταν επιστρέψετε στη βαρύτητα».
«Σκοπός του μοντέλου μας είναι να προβλέψουμε, με μεγάλη ακρίβεια, αν ένας αστροναύτης μπορεί να φτάσει με ασφάλεια στον Άρη χωρίς να λιποθυμήσει. Πιστεύουμε ότι είναι εφικτό».
Η λιποθυμία είναι ένα κρίσιμο ζήτημα στην εξερεύνηση του διαστήματος
Οι αστροναύτες πρέπει να είναι σε θέση να εκτελούν τα καθήκοντά τους χωρίς άμεση βοήθεια από τα πληρώματα υποστήριξης, επειδή υπάρχει καθυστέρηση στην επικοινωνία για την αναμετάδοση μηνυμάτων μεταξύ Άρη και Γης.
Σύμφωνα με τη NASA, ένα ραδιοφωνικό σήμα από τον Άρη χρειάζεται κανονικά περίπου πέντε έως 20 λεπτά για να φτάσει στη Γη, ανάλογα με τη θέση των πλανητών. Ο Βαν Λουν δήλωσε ότι η διάρκεια της καθυστέρησης εξαρτάται από την ευθυγράμμιση του πλανήτη με τον Ήλιο.
Οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από τον ήλιο με διαφορετικές ταχύτητες, η Γη ολοκληρώνει μια τροχιά σε περίπου 365 ημέρες, ενώ ο Άρης χρειάζεται περίπου 687 ημέρες, κατά τη διάρκεια αυτής της τροχιάς οι δύο πλανήτες πλησιάζουν και απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο καθώς κινούνται γύρω.
«Αν ένας αστροναύτης λιποθυμήσει όταν βγει για πρώτη φορά από το διαστημόπλοιο ή αν υπάρξει κάποιο επείγον ιατρικό περιστατικό, δεν θα υπάρχει κανείς στον Άρη για να τον βοηθήσει», δήλωσε ο Βαν Λουν.
«Γι’ αυτό πρέπει να είμαστε απολύτως βέβαιοι ότι ο αστροναύτης είναι σε θέση να πετάξει και ότι μπορεί να προσαρμοστεί στο βαρυτικό πεδίο του Άρη. Πρέπει να είναι σε θέση να λειτουργήσει αποτελεσματικά και αποδοτικά με ελάχιστη υποστήριξη κατά τη διάρκεια αυτών των κρίσιμων πρώτων λεπτών».
Σε ένα email προς την Epoch Times, ο Βαν Λουν δήλωσε ότι η λιποθυμία από μόνη της δεν είναι τόσο προβληματική.
Ωστόσο, είπε ότι επειδή η λιποθυμία προκαλεί πτώση, η οποία αυξάνει τον κίνδυνο απρόβλεπτων προβλημάτων υγείας, και επειδή υπάρχει πλήρης απουσία ιατρικής υποστήριξης, είναι σημαντικό να προβλεφθεί ο βαθμός στον οποίο ένας αστροναύτης θα μπορούσε να χάσει τις αισθήσεις του.
Δημιουργία μοντέλου
«Ως βασικό μοντέλο χρησιμοποιήθηκε ένα επικυρωμένο κλινικό μαθηματικό μοντέλο», δήλωσε ο Βαν Λουν.
«Αυτό το βασικό μοντέλο χρησιμοποιείται εκτενώς στη ιατρική από τους γιατρούς για την προσομοίωση, την πρόβλεψη και τη διδασκαλία πολύπλοκων φυσιολογικών διεργασιών».
Είπε ότι για την εκτίμηση των παραμέτρων του μοντέλου χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από τη NASA, τα οποία αφορούσαν αστροναύτες που ταξίδεψαν και επέστρεψαν από το διάστημα.
«Τέλος, το μοντέλο επικυρώθηκε σε σχέση με αναφερόμενα δεδομένα από τεστ ορθοστασίας σε αστροναύτες».
«Το μοντέλο είναι ακριβές για τις απαιτήσεις που θέσαμε κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης. Δηλαδή: καρδιαγγειακή φυσιολογία, εκτέλεση τεστ ορθοστασίας, διαφορετικά επίπεδα βαρύτητας και διαστημικά ταξίδια».
«Προφανώς, αυτό δεν καλύπτει όλο το εύρος των θεμάτων που σχετίζονται με την υγεία και τα οποία συνοδεύουν τα διαστημικά ταξίδια (π.χ. ακτινοβολία και άλλα συστήματα οργάνων)».
Το 2019, ερευνητές από το University of Texas Southwestern Medical Centre ανακάλυψαν ότι η καθημερινή άσκηση θα μπορούσε να βοηθήσει στην πρόληψη της απώλειας καρδιακού μυός για τους αστροναύτες στο διάστημα.
«Πολλαπλές μελέτες δείχνουν ότι αυτά τα πρωτόκολλα άσκησης είναι σημαντικά αντίμετρα για να διατηρείται το καρδιαγγειακό σύστημα σε φόρμα», δήλωσε ο Βαν Λουν.
«Οι γυναίκες αποδεικνύεται ότι είναι πιο ακριβείς στην τήρηση τέτοιου είδους πρωτοκόλλων και ως εκ τούτου έχουν λιγότερα προβλήματα στην επιστροφή στη Γη. Πράγματι, για την προσομοίωση στον Άρη, υποθέσαμε ότι το άτομο πρέπει να τηρήσει ένα αυστηρό πρωτόκολλο άσκησης».
Επέκταση των δυνατοτήτων του μοντέλου
Αν και τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τον καθορισμό των παραμέτρων του μοντέλου συλλέχθηκαν από μεσήλικες και καλά εκπαιδευμένους αστροναύτες, οι ερευνητές σκοπεύουν να επεκτείνουν τις ικανότητες του μοντέλου ώστε να παρέχουν μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα για το τι θα προκαλούσε το διαστημικό ταξίδι στον καθημερινό άνθρωπο.
Για να το πετύχουν αυτό, σχεδιάζουν να προσομοιώσουν τις επιπτώσεις που θα είχαν τα παρατεταμένα διαστημικά ταξίδια σε συγκριτικά ανθυγιεινά άτομα που έχουν προϋπάρχουσες καρδιακές παθήσεις.
Ο Βαν Λουν δήλωσε ότι λόγω της ανόδου των διαστημικών πτήσεων, όπως της Space X και της Blue Origin, υπάρχουν αυξανόμενες ευκαιρίες για ανθρώπους, οι οποίοι δεν είναι απαραίτητα υγιείς, να βιώσουν την εμπειρία των διαστημικών ταξιδιών, συμπεριλαμβανομένων πιθανών εμπορικών διαστημικών πτήσεων στον Άρη.
Η ομάδα στοχεύει να αντιμετωπίσει αυτή την κατάσταση χρησιμοποιώντας τα μοντέλα για να προβλέψει αν ένα άτομο είναι αρκετά υγιές για να ταξιδέψει στον Κόκκινο Πλανήτη.
Της Lily Kelly
