Астронавти-рекордсмени повертаються на Землю - роблячи нас на крок ближче до Марса

Автор

Науковий співробітник/викладач Ланкастерського університету

Заява про розкриття інформації

Кріс Аррідж отримує фінансування від Королівського товариства та Ради з питань науки і технологій. Він також очолює Консультативну групу Сонячної системи, яка надає поради Раді з питань науки і технологій щодо досліджень Сонячної системи, проведених у Великобританії.

Партнери

Ланкастерський університет надає фінансування як партнер-засновник The Conversation UK.

Conversation UK отримує фінансування від цих організацій

  • Електронна пошта
  • Twitter
  • Facebook
  • LinkedIn
  • WhatsApp
  • Месенджер

Експедиція 44 до Міжнародної космічної станції була успішно завершена після того, як троє астронавтів висадилися в Казахстані. Місія побачила, як космонавт затримав у космосі більше днів, ніж будь-яка інша людина, запуск найсміливішого дослідження близнюків в історії науки, і астронавти вперше їли салат, вирощений у космосі.

Екіпаж навчив нас багатьом про те, як вижити за межами нашої власної планети - знання, які мають вирішальне значення, якщо ми хочемо вирушити у довгі подорожі, досліджуючи Сонячну систему.

Тіло в просторі

Серед членів команди, що повернулися, був Геннадій Падалка, командир експедиції, який вилетів з космодрому Байконур в Казахстані 27 березня 2017 року разом з американським астронавтом Скоттом Келлі та російським космонавтом Михайлом Корнієнком. Келлі та Корнієнко залишатимуться в космосі в рамках однорічної місії НАСА, щоб розглянути, як космос впливає на організм людини.

Розуміння наслідків космічних подорожей на організм людини має вирішальне значення. Ми знаємо, що космонавти страждають від втрати щільності кісткової тканини, ослаблених м’язів, зниження серцевої діяльності, опромінення, дефіциту харчування та проблем із імунною системою, а також втрати сну та психологічних проблем.

Ці ризики особливо актуальні для Падалки, який зараз побив рекорд за кількістю часу, проведеного далеко від Землі - він провів у космосі 878 днів протягом п'яти місій. Він сказав, що хотів би повернутися, щоб спробувати на 1000 днів - це означало б провести ще 122 дні в космосі.

повертаються
Ураган "Денні", сфотографований астронавтом NASA Скоттом Келлі з Міжнародної космічної станції над Атлантичним океаном. НАСА, Скотт Келлі

Хоча ми точно не знаємо, яким буде кумулятивний ефект, Падалка може ризикувати розвитком цілого ряду проблем зі здоров’ям, включаючи проблеми зі спиною, остеопороз, рак та пошкодження нервової системи.

Визначення найпоширеніших проблем зі здоров’ям буде вирішальним. Колись цинга вбила мільйони моряків, але тепер ми розуміємо, як запобігти цьому. Однак умови в космосі дуже різні, оскільки мікрогравітація та випромінювання відіграють певну роль у впливі на біохімію людського організму. Важливо зважити всі ці фактори, коли розробляється, як зберегти здоров’я космонавтів під час тривалого перебування в космосі.

Це складене зображення, зроблене з п’яти кадрів, показує силует Міжнародної космічної станції під час проходження сонця. NASA

Оцінити такі наслідки для здоров’я непросто, оскільки людей, які насправді пішли в космос, так мало. Дослідження близнюків є прекрасним способом зробити це - використовувати одного близнюка в якості контролю. Зручно для NASA, у Келлі є брат-близнюк Марк Келлі, який є відставним астронавтом. Вони беруть участь у дослідженні близнюків, яке вивчає вплив космосу на Скотта і порівнює з тим, що відбувається з Марком, поки він залишається на Землі. Зараз зразки крові з цього дослідження були відправлені назад на Землю разом із поверненням на космічному кораблі.

Марк і Скотт Келлі в космічному центрі Джонсона в Х'юстоні, штат Техас. NASA/Роберт Марковіц/wikimedia

Дослідження зосереджується на тому, як простір впливає на серце, м’язи та мозок; як змінюються когнітивні навички космонавтів у космосі; як харчові відмінності в просторі впливають на мікробіологію кишечника; і як на молекулярну біологію людини впливають мікрогравітація, випромінювання та обмеження.

Зокрема, атеросклероз, закупорка артерій жировими відкладеннями - це те, що призводить до смерті сотень тисяч людей щороку і є предметом дослідження. Це не просто цінно для розуміння того, як вижити в космосі, воно також вчить нас цінним урокам про фізіологію людини, що представлятиме життєво важливий прогрес у медичних науках.

Розум у космосі

Однорічна екіпаж НАСА також проводить дослідження психологічних наслідків життя в обмеженому середовищі протягом тривалого періоду часу. Дослідження виявили ряд психічних проблем під час космічних подорожей, в основному минущі тривожність, депресія та психосоматичні реакції, такі як зубний біль, простатит та серцева аритмія.

Астронавти також повідомляли про відсутність Землі. Після свого польоту в 2010 році Корнієнко сказав: «Те, чого ви там сумуєте найбільше, - це сама Земля. Я пропустив запахи. Я сумував за деревами, навіть мріяв про них. Я навіть галюцинував. Мені здалося, я відчув запах справжнього багаття і чогось, що на ньому шашликували! У підсумку я поклав на стіни фотографії дерев, щоб підняти настрій. Ви там сумуєте за Землею ". . Однак ефект погляду на Землю та оцінки її краси має сильну позитивну реакцію у космонавтів та космонавтів. Чи це говорить про якийсь особливий глибокий психологічний зв’язок між Землею та людьми? Чи розвинуться люди, народжені на Марсі, тим самим зв’язком з червоною планетою?

Враження художника від теплиць на Марсі. NASA

Вивчення внутрішньої сонячної системи

Ці фізичні та психічні виклики повинні бути вирішені, якщо ми хочемо досліджувати за межами Землі та розвивати стійку присутність у внутрішній сонячній системі. Навіть найоптимістичніші плани відправитися на Марс вимагають подорожей довжиною кілька років.

Смачний космічний салат.

Вони можуть також вимагати від нас вдосконалення мистецтва вирощування їжі в космосі, як це було зроблено вперше в експедиції МКС 44, члени якої були першими людьми, які їли їжу, повністю вирощену в космосі. Пройшовши цей етап, наступним кроком є ​​покращення врожайності та харчової цінності цих культур. Але на Землі систему VEGGIE тестували з мангольдом, редискою, китайською капустою та горохом, тож це могли бути наступні культури, які будуть вирощуватися на МКС. Є також ідеї перевірити нашу здатність вирощувати їжу на Місяці в маленьких каністрах, включаючи базилік та ріпу.

На Міжнародній космічній станції відбувається багато наукових дисциплін, починаючи від виробництва та матеріалів, закінчуючи науками про планети та фізіологією людини. Значну частину цього дослідження неможливо провести в іншому місці. Космічна станція забезпечує унікальну лабораторію. Роблячи це, ми вчимося виживати далеко від рідної планети. Але ми також досліджуємо, що означає бути людиною. Космонавти відчувають спорідненість із Землею. Тому ми визначаємось нашою планетою походження? Ми справді земляни?

Це коштує недешево - США, Росія, Японія та Європа протягом 30 років витратили на Міжнародну космічну станцію близько 100 млрд. Євро. За цей період європейський внесок становить 8 млрд. Євро, що відповідає приблизно одному євро на європейця щороку.

Це схоже на річний адміністративний бюджет для всього ЄС. Це може здатися чималим, але ми можемо і повинні розсунути межі нашого виду, одночасно піклуючись про своїх ближніх на Землі. Космічні польоти часто є просто зручною мішенню для економії, коли стикаються з такими проблемами.