Спящий режим: можно ли впасть в спячку в космосе, чтобы переждать перелет на Марс
В ближайшие годы в космос отправится множество захватывающих миссий. Помимо маршрута Земля-Луна, есть несколько предложений по полетам с экипажем на Марс и за его пределы. Амбициозные планы создают серьезные проблемы, поскольку полет до Красной планеты займет более трех месяцев. Чтобы решить их, российские ученые изучают способы временного погружения космонавтов в спячку. Разбираемся, что им удалось выяснить благодаря новейшим исследованиям.
Что такое гибернация?
Основные проблемы при планировании миссии на Марс связаны с оптимизацией общей массы корабля и поддержанием физического и психического здоровья экипажа. Космонавтам необходимо взять достаточно еды, воды и других предметов первой необходимости (например, лекарств) на срок не менее двух лет.
Гибернация — это спячка. В поисках альтернатив коротанию времени в ракете ученые исследуют технологию, которая позволит космонавтам спать большую часть полета и прибывать на Марс готовыми к исследованию.
Российские ученые проводят исследования влияния медитативной практики на работу мозга и организма, чтобы сократить расходы и затраты на полет.
Одним из возможных решений многочисленных проблем, связанных с пилотируемыми межпланетными полетами, является искусственная гибернация, впервые озвученная фантастами и обоснованная еще С. П. Королевым для полета на Марс. Академик В. В. Парин, возглавлявший наш институт вскоре после его создания, обозначал ее термином "искусственный гипобиоз"
一 Юрий Бубеев, заместитель директора Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАНБубеев отметил, что механизм погружения в состояние постоянной медитации присутствует у каждого человека, но заблокирован по универсальному биологическому принципу «используй, а то потеряешь». Подобная реакция активируется лишь в крайних ситуациях, угрожающих жизни.
Общая стратегия по гибернации включает оцепенение космонавтов, подобное тому, которое испытывают млекопитающие во время спячки. Оно заключается в снижении скорости метаболизма организма до тех пор, пока тот не войдет в анабиоз, который позволит сохранить энергию. В контексте космического полета снижение скорости метаболизма экипажа на пути к Марсу на 25% уменьшит необходимые запасы и размер среды обитания.
«Сейчас мы находимся в начале пути. Но нам уже известно, что измененные состояния сознания могут влиять на скорость метаболизма, как значимо ускоряя, так и замедляя его», — добавил Бубеев.
Большой интерес для ученых представляют практики управления энергообменом организма. Например, его резкое усиление (выживание при экстремально низких температурах) или торможение (сноподобное состояние). Такие методы индукции измененного состояния сознания практикуются в ряде психотехник, причем, наиболее успешно — в тибетском буддизме и традиционных культурах народов Азии.
Как гибернация будет работать на практике?
Чтобы внедрить технологию гибернации в дальнем космосе, инженеры могли бы создавать капсулы с мягкой оболочкой и точными настройками на борту кораблей будущих поколений. Это будет тихая среда с приглушенным освещением, высоким уровнем влажности и низкой температурой менее 10°С. Космонавты будут носить одежду, чтобы предотвратить перегрев, и датчики для измерения температуры и частоты сердечных сокращений.
Контейнеры с водой будут окружать каждую капсулу, чтобы обеспечить радиационную защиту, пока космонавты остаются в состоянии оцепенения. Тем временем искусственный интеллект будет обслуживать корабль и будить экипаж в случае возникновения аномалии или чрезвычайной ситуации.
Спящий режим поможет защитить людей от вредного воздействия радиации во время путешествия. Вдали от магнитного поля Земли повреждения, вызванные высокоэнергетическими частицами, могут привести к гибели клеток, лучевой болезни или раку. Помимо мониторинга энергопотребления и автономных операций, бортовые компьютеры будут поддерживать оптимальную производительность космического корабля до тех пор, пока экипаж не проснется.
Как гибернация работает в природе?
В природе животные впадают в спячку, чтобы пережить зиму, когда становится холодно, а пища и вода приходят в дефицит. В это время снижается частота сердечных сокращений, дыхания и других жизненно важных функций, а температура тела опускается практически до показателей окружающей среды.
Медведи, например, имеют массу, сравнимую с человеческой. Они снижают температуру тела всего на несколько градусов и приобретают дополнительный жир перед погружением в сон. Весной животные покидают логово здоровыми, лишь с незначительной потерей мышечной массы. Им требуется около 20 дней, чтобы вернуться к нормальной жизни. Это учит нас тому, что гибернация предотвращает атрофию мышц и костей и защищает от повреждения тканей.
━━━━━
Анастасия Дегтярева
