autor: Bartosz Olejnik
Technologia da radę, ale nasze ciała nie przetrwają kolonizacji Marsa
Elon Musk i jego SpaceX już przygotowują się do kolonizacji Marsa. Jednak choć najnowsze rozwiązania techniczne być może pozwolą nam niedługo wyprawić się na Czerwoną Planetę, to w kosmosie czyha wiele zagrożeń dla naszego ciała.
Setki lat temu umysły najwybitniejszych odkrywców w historii ludzkości zaprzątnięte były eksploracją mórz i oceanów, odkrywaniem nieznanych lądów. Od tej pory człowiek uczynił wielkie postępy, czego dowodem jest pierwsze dwadzieścia lat drugiej połowy XX wieku. To czasy niesamowitego wyścigu kosmicznego dwóch światowych potęg – Stanów Zjednoczonych i ZSRR. Wyścigu, który w pewnym wymiarze zdefiniował kulturową, technologiczną i ideologiczną rywalizację w czasach zimnej wojny. Apogeum tego pojedynku była legendarna misja Apollo 11 zakończona pierwszym lądowaniem załogowego statku kosmicznego na Księżycu. Od kilku dekad nie doczekaliśmy się równie spektakularnego kamienia milowego, ale wygląda na to, że nadchodzą ciekawe czasy…
Cel? Czerwona Planeta
Ostatnie miesiące możemy uznać za moment symbolicznego rozpoczęcia wyścigu, którego celem jest postawienie przez człowieka stopy na powierzchni Czerwonej Planety. Kolonizacja Marsa to jedno z największych marzeń Elona Muska, założyciela przedsiębiorstwa SpaceX – pierwszej prywatnej firmy, która wysłała ludzi na orbitę i na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Jeśli w przedsięwzięcie zaangażowana jest osobistość takiego formatu, to możemy z dużym prawdopodobieństwem przypuszczać, że w kolejnych dekadach uda się osiągnąć kolejne kamienie milowe w dziedzinie eksploracji kosmosu.
Firma SpaceX jest swoistym narzędziem umożliwiającym spełnienie marzenia o lądowaniu człowieka na powierzchni Marsa, aczkolwiek nie wybiegajmy za daleko w przyszłość. Należy uzbroić się w cierpliwość, gdyż jeszcze dużo czasu dzieli nas od wyczekiwanej chwili. Aktualnie testowane są wczesne wersje statku kosmicznego oraz przeprowadzane są poszukiwania potencjalnych miejsc do lądowania. Sprawa jest bardzo złożona, gdyż ostatecznie wybrany punkt powinien spełniać wiele wymogów pozwalających na zbudowanie bezpiecznej i funkcjonalnej bazy, która swoją drogą znajduje się dopiero we wczesnym stadium prac koncepcyjnych. Zbudowanie przystani wyposażonej w infrastrukturę pozwalającą na produkcję tlenu też będzie twardym orzechem do zgryzienia. Pierwsza misja na Marsa z udziałem Muska i jego SpaceX może odbyć się już niedługo, bo w ciągu najbliższych paru lat. Jednak loty załogowe zdaniem przedstawicieli NASA będą realne dopiero na początku lat 30. XXI wieku (i są to według nich prognozy bardzo optymistyczne).
Projekt Starship
Tak nazywa się najbardziej ambitny projekt w historii astronautyki. Wyczerpujące, wieloletnie testy złożone z setek lotów bezzałogowych mają zaowocować stworzeniem bezpiecznej rakiety wielokrotnego użytku, która na swoim pokładzie będzie w stanie pomieścić nawet 100 osób. Musk jest pragmatykiem i zdaje sobie sprawę, że osiągnięcie opłacalności lotów kosmicznych powiązane jest z możliwością ponownej eksploatacji i względną bezawaryjnością rakiety. Pierwsze próby okazały się sukcesem – kilka miesięcy temu w Teksasie miał miejsce test prototypu Starshipa, w trakcie którego część pojazdu SN6 wzbiła się na 150 metrów po czym udanie wylądowała.
Z wszystkich ciał niebieskich znajdujących się w Układzie Słonecznym, to właśnie Mars jest najpoważniejszym, choć nie jedynym, kandydatem do skolonizowania. Za Czerwoną Planetą przemawia siła grawitacji (mniej więcej 38% siły grawitacji na Ziemi) oraz prawdopodobna możliwość rozpoczęcia upraw. Zdrowy rozsądek podpowiada jednak, że to i tak za mało, by mogło zapewnić powodzenie projektu kolonizacji, z którą wiąże się naprawdę wiele problemów ściśle powiązanych z anatomią ludzkiego ciała. Tak więc nawet jeśli człowiekowi uda się opracować odpowiednią technologię umożliwiającą szybkie i bezpieczne podróżowanie na Marsa, to komplikacją nie do rozwiązania mogą się okazać ograniczenia naszej cielesnej powłoki.
Kosmiczna medycyna
Ludzkie ciało w przestrzeni kosmicznej jest narażone na dziwne reakcje, których badaniem zajmuje się dział medycyny określany mianem „space medicine”. Rozwój tej gałęzi nauki jest możliwy między innymi dzięki wysiłkom astronautów przebywających na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Zagrożenia dla organizmu przebywającego w kosmosie wynikają przede wszystkim z dwóch czynników – mikrograwitacji oraz promieniowania.
Doświadczenia zdobyte na ISS są cennym źródłem wiedzy o wpływie mikrograwitacji na ciało człowieka, ale specyficzne symulacje przeprowadzane są także na Ziemi. Wbrew pozorom nie są one przesadnie wyszukane. Opłacani ochotnicy muszą… leżeć w łóżku całymi tygodniami bądź miesiącami. Szkopuł tkwi w tym, że łóżko musi być przechylone w kierunku głowy, tak by spoczywała ona wyraźnie poniżej wysokości stóp – dzięki temu możliwy jest do osiągnięcia efekt imitujący prawdziwą mikrograwitację, gdyż krew oraz płyny przemieszczają się w kierunku głowy, a mięśnie odpoczywają.
No dobrze, ale czemu ta mikrograwitacja jest tak straszna? Przede wszystkim eliminuje ona konieczność użycia jakiejkolwiek siły, by stać prosto, czego konsekwencją jest atrofia (zanik) mięśni. Astronauci przebywający na pokładzie ISS są oswojeni z koniecznością intensywnych treningów każdego dnia – ich celem jest zmuszenie mięśni do jakiejkolwiek pracy. Znaczna redukcja masy mięśniowej to mały pikuś w kontekście pozostałych konsekwencji egzystencji w mikrograwitacji – astronauci podróżujący na Marsa będą mogli liczyć się ze spadkiem gęstości kości (utrata nawet do połowy masy szkieletowej), znacznym obniżeniem wydolności sercowo-naczyniowej, problemami z zatokami oraz wzrokiem (zniekształcenie gałki ocznej).
Przyjmijmy jednak optymistyczne założenia, że naukowcom uda się opracować specjalne terapie minimalizujące wymienione wyżej skutki uboczne kolonizacji Marsa. Co jednak z reprodukcją? Badania dowiodły, że ruchliwość plemników w mikrograwitacji jest nieporównywalnie mniejsza niż na Ziemi, przez co dotarcie do komórki jajowej jest znacznie trudniejsze. Doświadczenia przeprowadzone na myszach pokazują, że o ile zajście w ciążę jest możliwe, to już po krótkim czasie kończy się ona poronieniem.
Nieco bardziej pozytywnie brzmią teorie mówiące, że wiele z opisanych negatywnych efektów może nie wystąpić bądź będą zwyczajnie znacznie mniej dokuczliwe na powierzchni Marsa. Możliwe jest bowiem istnienie zakresu siły grawitacji, po przekroczeniu którego ludzkie ciało zaczyna doświadczać problemów. To tylko gdybanie, ale jest szansa, że grawitacja na Czerwonej Planecie jest wystarczająco silna, by nie mieć negatywnego wpływu na ludzki organizm.
Zabójcze promieniowanie
Pole magnetyczne otaczające Ziemię chroni nas przed niebezpiecznym promieniowaniem kosmicznym. Obiekty opuszczające magnetosferę są zwyczajnie bombardowane radiacją. Inżynierowie latami doskonalili projekty statków kosmicznych tak, by te były możliwie najbardziej odporne na te wybitnie szkodliwe warunki panujące w kosmosie. A co z ludźmi? Astronauci, którzy mieli okazję podróżować na Księżyc musieli zmierzyć się z problemem radiacji i udało im się uniknąć większych konsekwencji, aczkolwiek musimy wziąć pod uwagę, że czas trwania podróży na Marsa będzie nieporównywalnie dłuższy. Skutkiem długotrwałej ekspozycji na promieniowanie jest wyniszczenie komórek poprzez uszkodzenie struktury DNA. Ponadto szczególnie wrażliwy na oddziaływanie radiacji jest ludzki mózg – gwarantowane zintensyfikowanie stresu, zmiany w zachowaniu, etc.
Jak w takim razie poradzić sobie z radiacją, kiedy z biologicznego punktu widzenia jest to wróg, na którego działanie nie jesteśmy w stanie się uodpornić? Jedynym rozwiązaniem wydaje się być skonstruowanie supernowoczesnych kombinezonów stanowiących swoistą barierę chroniącą przed promieniowaniem. Biorąc pod uwagę ograniczenia, z którymi ludzie będą musieli się zmierzyć w kosmosie, trudno wyobrazić sobie rzeczywistość, w której możliwa jest w miarę normalna egzystencja na powierzchni Czerwonej Planety. A może to tylko kolejne bariery do przełamania? No bo przecież z pewnością Elon Musk i jego ekipa, bądź naukowcy z NASA zaskoczą nas czymś jeszcze…
