Прошло более пятидесяти лет с момента последнего высадки человека на Луну. Эти первые шаги в космос остаются одними из самых значимых достижений человечества, однако обещанный масштабный прорыв к другой планете пока не осуществлен. Полеты между планетами пока остаются мечтой, хотя энтузиасты, такие как Илон Маск, утверждают, что это лишь вопрос времени. По словам Маска, каждый запуск приближает нас к осознанию того, что требуется для того, чтобы сделать человечество многопланетным.
Несмотря на усилия компаний, подобных SpaceX, сосредоточенные на решении технических задач, связанных с ракетостроением и разработкой двигателей, основной проблемой может оказаться нечто иное. Представьте себе путешествие на Марс, которое завершается истощением организма или воздействием невидимой угрозы, повреждающей структуру вашей ДНК. Это не вымысел, а биологическая проблема, которая ожидает первых людей, решившихся на путешествие в дальний космос.
Человеческое тело против пустоты
Полет на Марс рассчитывается не в километрах, а в месяцах. Пересечение вакуума, несовместимого с жизнью, займет от шести до девяти месяцев. В отличие от относительно коротких экспедиций на Луну или пребывания на Международной космической станции (МКС), путешествие к Марсу – это беспрецедентное испытание на прочность.
Пребывание в космосе лишает человека не только гравитации, но и тех условий, в которых происходила эволюция человеческого организма. Мышечная ткань ослабевает, кости становятся менее плотными, жидкость перераспределяется, сердце уменьшается. Даже мозг и иммунная система начинают проявлять себя непредсказуемо. В условиях космического пространства адаптация является необходимостью — это острая потребность в сохранении жизни.
Микрогравитация становится врагом внутри нашего тела. Без постоянной нагрузки, создаваемой земным притяжением, каждый орган подвергается изменениям. Первым ощущением космонавтов является дезориентация, которую НАСА называет синдромом адаптации к пространству. Отсутствие гравитации сбивает баланс мозга, вызывая тошноту, головокружение, головные боли и усталость.
Незнакомая среда, отличная от земной, вызывает постепенное истощение костной и мышечной ткани. В условиях невесомости кости теряют прочность примерно на 1% в месяц, в то время как на Земле пожилые люди ежегодно теряют около 1% плотности костей. Мышечная атрофия также прогрессирует, в особенности в ногах и области позвоночника, поскольку мышцы больше не выполняют функцию поддержания движения и удержания массы тела.
Революция жидкостей организма
На Земле жидкость под действием силы тяжести перемещается к нижней части тела. В условиях космоса этот принцип перестает действовать. Жидкости распределяются по всему телу равномерно, что приводит к визуальному эффекту, похожему на «опухшее лицо» и «худые ноги». Повышенное давление в черепе и глазном яблоке может иногда вызывать проблемы со зрением, которые могут иметь долгосрочные последствия. Этот процесс вызывает реакцию сердечно-сосудистой системы: сердце сокращается реже, уменьшая объем циркулирующей крови, а кровяное давление становится нестабильным.
Влияние на распределение жидкости способно сказываться даже на иммунной системе. Отсутствие контакта с микроорганизмами земного типа и непрерывное воздействие космической радиации приводят к тому, что иммунная система становится менее стабильной. Наблюдаются изменения в работе белых кровяных клеток, развивается воспаление и возникают аллергические реакции. Продолжительное нахождение в космосе повышает вероятность возникновения раковых заболеваний и нарушений в работе иммунной системы.
Противостояние угрозе: упражнения и инженерия
На протяжении многих лет специалисты из NASA и Роскосмоса пришли к убеждению, что физическая активность – это необходимое средство для поддержания здоровья человека в условиях космического полета. Космонавтам ежедневно требуется проводить более двух часов, занимаясь упражнениями, которые позволяют воссоздать воздействие гравитации. Однако, даже при столь серьезных нагрузках, возвращение на Землю происходит с ослабленным состоянием здоровья.
Ученые исследуют дополнительные способы защиты организма: употребление продуктов с высоким содержанием белка, электростимуляцию мышц и использование лекарственных средств, способствующих замедлению потери мышечной массы и костной ткани. Тем не менее, наиболее революционное решение, возможно, найдется в физике, а не в биологии. Специалисты разрабатывают технологии искусственной гравитации, используя вращающиеся аппараты для создания центробежных сил. Предварительные тесты продемонстрировали, что даже непродолжительное воздействие искусственной гравитации способствует поддержанию мышечного тонуса и плотности костей.
Радиационное воздействие, представляющее собой серьезную угрозу за пределами магнитосферы Земли, создает дополнительные риски. Солнечные вспышки могут привести к гибели космонавтов в течение нескольких часов. Существующие методы защиты с использованием экранирования обеспечивают лишь незначительную безопасность, что вынуждает экипажи постоянно оставаться вблизи защищенных зон.
Длительное нахождение на Марсе приведет к воздействию на людей галактического космического излучения, что существенно повысит вероятность развития онкологических заболеваний.
Эмоциональное состояние команды станет дополнительным, значительным вызовом. Психологическая нагрузка и изоляция могут довести человеческую выносливость до границ, ранее не зафиксированных научными исследованиями.
По сути, полет человека на Марс – это не просто фантазия, а важнейшая задача для всего человечества. Ещё предстоит решить множество вопросов, включая обеспечение продовольствием, защиту от радиации, поддержание психологического благополучия и другие. Однако развитие науки и технологий открывает новые возможности, делая мечту о покорении Красной планеты всё более достижимой.