Что случится с вашим телом на Марсе?

Трудно предвидеть все проблемы со здоровьем, которые могут возникнуть в многолетнем путешествии к Марсу. Но NASA пытается. У них есть список из 100 состояний или происшествий, наиболее вероятных во время космического полёта, включая панкреатит, перелом поясничного отдела позвоночника и травмы ногтей от перчаток скафандра, не подходящих по размеру.

Агентство выделило 23 конкретных риска для здоровья в дальних космических полётах. Они требуют дальнейшей работы по смягчению, прежде чем экипаж космического корабля вылетит на Марс в 2030-е годы (по графику NASA) или раньше (по графику Илона Маска). Но девять рисков из списка в настоящее время отмечены «красными», то есть имеют как высокую вероятность происходящего — определяются как более вероятные, чем 1 процент, так и сопряжены с серьёзными травмами (например, смерть, постоянная инвалидность или долгосрочное воздействие на здоровье). В список опасностей входят космическое излучение, нарушения зрения, когнитивные или поведенческие условия, долговременное хранение лекарств, неполноценное питание и нехватка питательных веществ, проблемы командного взаимодействия, медицинские условия в полёте, проблемы пользователей с бортовой технологией и переломы костей. Они имеют высокий приоритет, а ответные действия и решения «должны быть отработаны», прежде чем мы отправимся на Марс, сказал Уильям Палоски, директор Программы исследований человека NASA. Хотя он добавляет, что исследование космоса по своей сути является рискованным, и добровольцы должны знать обо всех известных рисках, будь то «красные», или любые другие.

Радиация опасна. Солнечные частицы могут сильно облучить астронавтов, если те не будут защищены обшивкой корабля, специальным отсеком, либо большим объемом воды — говорит Дорит Доновьель, заместитель главного научного сотрудника Национального института космических биомедицинских исследований, исследовательского заведения, финансируемого NASA.

Потоки солнечных частиц можно предсказать, но лишь за 20 минут до столкновения с ними. Проблема в том, что если в этот момент вы будете находиться на поверхности Марса в скафандре, либо в наземном транспортном средстве, этого времени может не хватить для того чтобы добраться до безопасного места. И если вы попадёте под такую бомбардировку частицами, вы ощутите симптомы, схожие с теми, которые чувствовали люди, попавшие под ядерный взрыв в Хиросиме. Например, сильную тошноту.

«Если вас стошнит в скафандре, вы — труп», — говорит Доновьель. Даже если вы переживёте сам удар, радиация убьёт клетки в вашей крови, сделав вас уязвимыми к смертельным инфекциям. По её словам, наилучшим решением этой проблемы может стать разработка более точных и заблаговременных инструментов извещения о приближении солнечных частиц — таких, которые позволят вовремя добраться до укрытия. Если ужасной смерти в скафандре вам недостаточно, подумайте о галактических космических лучах — продуктах таких событий, как взрыв звезды. «Представьте, что каждый элемент периодической таблицы очень заряжен, радиоактивен и путешествует со скоростью света», — говорит Доновьель. Эти частицы состоят из высокоэнергитических протонов и ядер тяжёлых ионов. Из-за своей энергии они могут проникать куда угодно глубоко, быстро и беспощадно. И если наша защита будет содержать материалы вроде свинца, которые взаимодействуют с ядрами тяжёлых ионов и разделяют излучение на ещё большее количество частиц, это может даже ухудшить ситуацию. Потенциально эту проблему может решить искусственное магнитное поле, но оно тоже может сыграть с астронавтами злую шутку: если частицы всё-таки пробьют его, они не выберутся наружу и останутся внутри, раз за разом нанося людям и аппаратуре вред.

Космические лучи повреждают и убивают клетки организма, могут вызывать катаракту, обострение хронических заболеваний, развитие рака в будущем. В более коротком сроке они могут разрушить или повредить достаточное количество клеток мозга, чтобы нарушить когнитивную функцию. «Даже небольшие дозы излучения способны привести к потере памяти и испортить способность создавать новые воспоминания», — говорит Доновьель. «Совершить ошибку просто потому, что вы больше не можете ясно думать — само по себе опасно для жизни».

Лёгкого решения этой проблемы всё ещё не существует. NASA работает над различными экранирующими материалами. Другая стратегия заключается в разработке радиозащитных медицинских препаратов или продуктов, способных усилить иммунную систему. Но до этого нам пока далеко. NASA всё ещё пытается выяснить, чем именно грозит облучение космическими лучами, а в ближайшем будущем начнёт испытания защитных мер.

Другой риск далёких миссий — изменение внутричерепного давления и необратимые проблемы со зрением, известные как нарушения зрения. По словам Палоски, эти проблемы, связанные с повреждением зрительного нерва, не проявлялись у космонавтов, пока миссии не стали длиться дольше полугода. Поначалу считалось, что их виновником является замедление движения сосудистой жидкости в условиях микрогравитации вверх, к голове. Но, похоже, это не все причины. «Сейчас мы изучаем другие факторы, вроде влияния спинномозговой жидкости или высокой доли углекислого газа».

Среди других актуальных проблем, занесённых в «красный» список, — невозможность обеспечить корабль необходимым количеством пищи и медикаментов для обеспечения здоровья космонавтов. Это особенно сложная задача. Вам понадобятся питательные продукты и лекарства с высоким сроком хранения, при этом такие продукты не должны занимать много места или много весить. «Одним из решений может стать новая технология 3D-печати, которая позволит создавать еду или лекарства из простейших компонентов», — говорит Палоски.

Медицинская помощь в космосе сложна сама по себе. «Мы пытаемся выяснить, что должно быть в любой аптечке». И её содержимое ограничено инструментами и препаратами, которые должен иметь возможность использовать немедицинский персонал с минимальной подготовкой или простой инструкцией, которую он прочтёт непосредственно перед применением. Кроме того, медицина должна работать в условиях микрогравитации. По словам Доновилла, даже простой анализ крови для выяснения природы инфекции, вирусной, либо бактериальной, невозможно провести в невесомости. Сейчас проводится тестирование мини-рентгена, который позволит «просвечивать» отдельные части тела во время путешествия. Помимо этого, NASA профинансировало исследование в Вашингтонском университете. Оно позволит использовать портативный ультразвуковой зонд для диагностирования камней в почках, их проталкивания в более безопасную область органа, или даже полного разрушения.

Вы могли заметить, что такие проблемы как снижение мышечной массы или аэробной способности не входят в этот «красный» список. Всё потому, что «наука потихоньку справляется с такими изменениями», — говорит Джей Баки, астронавт, врач, профессор медицины в Медицинской школе Гейзеля в Дартмуте. «Устройство Advanced Exercise Device (усовершенствованное устройство для упражнений), используемое сейчас на МКС, вполне успешно нагружает все основные группы мышц».

Но есть и другие вопросы: инженер биомедицины из Университета Калгари Стивен Бойд изучает эффект ослабления костей у астронавтов во время продолжительных миссий и их восстановления после возвращения на Землю. Потеря плотности костной ткани обратима, но он пытается узнать, все ли части кости восстанавливаются одинаково быстро и эффективно.

Данные, необходимые для изучения этих вопросов, до сих пор поступают с МКС. Полученная от Скотта Келли и Михаила Корниенко в 2016 году информация (они оба участвовали в первой в истории годовой миссии на МКС) даёт определённые ответы, но NASA потребуются данные от ещё 10-12 астронавтов, участников будущих продолжительных миссий. Это позволит заполнить существующие пробелы и подтвердить выбранный путь решения уже определённых задач. Тем не менее, даже таких объёмов информации может быть недостаточно для определения всех потенциальных проблем со здоровьем в долгом путешествии на Марс.

Этот материал является переводом прекрасного текста Катрин Хобсон под названием «What Going To Mars Will Do To Our Bodies».

Перевод Павла Поцелуева