Космос может быть потрясающе красив, но он также может быть смертельно опасным для исследователей.

В то время как НАСА и другие космические организации научились защищать человеческую жизнь в относительно коротких миссиях, таких как полеты на Луну и МКС, ученым все еще необходимо изучать и планировать более длительные путешествия в дальний космос. Например, в рамках потенциальной миссии на Марс Программа по исследованию человека (Human Research Program) НАСА предполагает пять основных опасностей для экипажа. В рамках этой программы изучаются и разрабатываются лучшие методы и технологии для обеспечения безопасности полетов в космос.

На данный момент исследователи изучают способы противодействия опасностям, перечисленным ниже. Чтобы пилотируемая миссия на Красную планету увенчалась успехом, необходимо тщательно контролировать эти пять рисков.

Космическое излучение



Большинство людей знают, что, подвергаясь воздействию слишком большого количества радиации, вы можете получить лучевую болезнь, но уровни радиации, которые мы испытываем на Земле, ничтожны по сравнению с теми, которым астронавты будут подвергаться при путешествии на Марс: так, за время полета в обе стороны они получат дозу в две трети зиверта — и это при том, что за всю карьеру полученная доза для космонавта не должна превышать 1 зиверта. Космическое излучение гораздо более суровое и разрушительное, чем излучение, испытываемое людьми, живущими на Земле.

Даже астронавты, живущие на Международной космической станции, которая находится внутри защитного магнитного поля Земли, подвергаются на порядок более сильному облучению, чем если бы они были на Земле.

Любой, кто путешествовал в глубоком космосе, подвергался бы гораздо большему риску радиационного облучения. За пределами защитного щита Земли излучение может увеличить риск развития рака и повредить центральную нервную систему человека (что может привести к изменению когнитивных функций мозга, снижению двигательной функции и поведенческим изменениям), говорится в Программе по исследованию человека НАСА. Другие опасности воздействия такой высокой радиации включают тошноту, рвоту, анорексию, усталость, катаракту, болезни сердца и кровообращения. 

Вот почему НАСА изучает, как излучение влияет на тело и разум человека, а ученые ищут способы противодействия этому воздействию и обеспечению безопасности астронавтов во время их путешествий в глубоком космосе.

Изоляция

Картинки по запросу колония на марсе

Не все потенциальные опасности для долгих миссий в глубоком космосе связаны со скрытыми опасностями самого космоса. Некоторые риски будут вызваны самими людьми. Согласно Программе по исследованиям человека НАСА, когда группы людей длительное время находятся в небольшом пространстве, проблемы с поведением неизбежны. Поэтому астронавты для каждой группы, отправляющейся в космос в долгую миссию, тщательно отбираются, обучаются и поддерживаются. Будущие команды, выбранные для полета на Марс, будут отобраны еще более тщательно, потому что астронавты в них будут путешествовать дальше и дольше жить вместе, чем в других космических миссиях, и будут более изолированными и ограниченными в передвижении.

Ученые знают, что изоляция может привести к ухудшению настроения и межличностного взаимодействия, уменьшению тяги к изучению нового, а также развитию нарушений сна. НАСА ожидает, что полет на Марс будет психически тяжелым, потому что астронавтов ждет череда тяжелых нагрузок и периодов скуки. Недостаток свежей пищи может усилить чувство однообразия и вызвать у путешественников дефицит питательных веществ, что может привести к психическим и физическим заболеваниям. Изоляция также может привести к тому, что команда разделится на группы людей по каким-либо признакам, и общение между этими группами будут натянуто.

Так, НАСА годами изучало, как изоляция влияет на группы людей, и агентство разработало методы и технологии, чтобы помочь людям в них жить и работать вместе. Представители НАСА заявили, что правильное освещение, физические нагрузки и режим сна важны для изолированных от общества членов экипажа, помогая им сохранять психическое здоровье наилучшим образом. Членам экипажа рекомендуется вести дневники на борту космического корабля, которые могут предоставить космонавтам возможность для выражения своих эмоций.

Расстояние от Земли

Картинки по запросу distance from earth to mars

Когда астронавты отправятся на Марс, они окажутся намного дальше в космосе, чем кто-либо другой. Луна находится на расстоянии около 380 000 км от Земли, а Марс — до 225 млн км. Это означает, что как только они окажутся на Красной планете, космонавты не смогут пополнить свои ресурсы. Таким образом, они должны быть удивительно самодостаточны, чтобы выжить, и миссия на Красную планету должна быть тщательно спланирована.

Любая связь между Марсом и Землей будет иметь 20-минутную задержку в каждом направлении. В случае сбоев оборудования или необходимости неотложной медицинской помощи экипаж должен быть в состоянии справиться со всем самостоятельно. Пища должна быть заранее спланирована на всю поездку, а лекарства должны быть предоставлены для большинства потенциальных заболеваний.

Ученые в настоящее время изучают, какие медицинские проблемы могут возникнуть в космосе в течение шести месяцев, которые потребуются для полета на Марс. Таким образом, НАСА сможет планировать, какие виды процедур, оборудование и лекарства будут необходимы, а также какие медицинские навыки понадобятся экипажу.

Космонавты, которые летают на МКС, теперь используют ультразвуковую установку, чтобы следить за тем, как их тела изменяются на околоземной орбите. Кроме того, в рамках Программы по исследованию человека изучаются способы улучшения рецептуры, обработки, упаковки и сохранения продуктов питания, чтобы их питательные вещества оставались стабильными в течение длительного времени, а также способы упаковки лекарств и сохранения их целостности в длительных космических полетах.

Гравитация

Похожее изображение
На пути к Марсу астронавты столкнутся с тремя различными уровнями гравитации. Космическое путешествие начнется в гравитационном поле Земли, вполне привычном нам. В дальнейшем они будут испытывать невесомость во время шестимесячного путешествия в глубоком космосе. И они будут жить и работать в гравитационном поле Марса, которое составляет три восьмых от земного. Каждый раз, когда изменяется гравитация, тела астронавтов должны будут адаптироваться. Согласно Программе по исследованию человека, переход от одного гравитационного поля к другому влияет на координацию движений человека, равновесие и ощущение пространства. Это также влияет на мышцы, кости и сердце. Без гравитации плотность костей человека падает на 1% каждый месяц, потому что телу больше не требуется «сопротивляться» окружающей среде.

Поэтому ученые в рамках Программы исследуют, какие упражнения нужно будет делать астронавтам на каждом участке пути, а также как будет реагировать организм на различные фармацевтические препараты при разной гравитации.

Враждебная и закрытая среда


Ни для кого не секрет, что космос непригоден для человека, поэтому астронавтам нужны специальные скафандры, чтобы выжить за пределами космической станции. Космический корабль в данном случае играет роль космической станции, поэтому температура, давление, свет, воздух, шум и пригодное для жизни пространство внутри судна должны максимально точно имитировать условия на Земле.

НАСА ожидает, что возможное путешествие на Марс займет около шести месяцев, а это значит, что жилые помещения астронавтов должны быть достаточно комфортными, чтобы космические путешественники были физически и психически здоровы. Таким образом, условия жизни в космосе должны максимально имитировать условия жизни на Земле и побуждать космических путешественников оставаться активными и мотивированными. Технологии на борту нынешних и будущих космических аппаратов должны будут хорошо использовать ограниченные ресурсы — например, превращать углекислый газ, выдыхаемый астронавтами, в воздух для дыхания, а их мочу — в воду, а также поддерживать комфортную среду. На МКС, например, используют систему светодиодного освещения, которая была разработана для имитации света на Земле.

Специальные установки на космической станции также контролируют качество воздуха, чтобы проверять здоровье астронавтов. Ученые НАСА также анализируют образцы крови и мочи от космонавтов, чтобы контролировать их здоровье и уровень стресса. В космосе, согласно Программе по исследованию человека, уровень гормонов стресса повышен, а это может изменить иммунную систему человека и сделать его более восприимчивым к аллергии и другим болезням. Замкнутое пространство также облегчает передачу микроорганизмов, живущих в вашем теле, от человека к человеку. Поэтому крайне важно поддерживать условия в будущем космическом корабле такими, чтобы они препятствовали развитию болезней.

Для будущих полетов в далекий космос, таких как путешествие на Марс, каждая из проблем выше должна быть решена, и только тогда миссия на другую планету сможет увенчаться успехом.