Im nächsten Jahrzehnt, bis 2033, wollen die NASA und China zum ersten Mal in der Geschichte Astronauten zum Mars schicken. Dies bringt eine Vielzahl von Herausforderungen mit sich, von logistischen und technischen Fragen bis hin zur Sicherstellung, dass Astronauten mit Abfällen umgehen können und genug Nahrung und Wasser für einen mehrmonatigen Flug zum Mars und zurück haben.
Aber natürlich werden die Gesundheit und Sicherheit von Astronauten, die Monate im Weltraum verbringen werden, kosmischer Strahlung und Mikrogravitation ausgesetzt sein. Es gibt sogar Befürchtungen, dass Astronauten nach mehreren Monaten in Schwerelosigkeit Probleme haben werden, sich an die Schwerkraft des Mars anzupassen.
Um festzustellen, ob diese Befürchtungen gerechtfertigt sind, entwickelte ein Team von Weltraummedizinern der Australian National University (ANU) ein mathematisches Modell, um vorherzusagen, ob Astronauten in der Lage sein würden, sicher zum Mars zu reisen und ihre Aufgaben bei der Ankunft auf dem Roten Planeten zu erfüllen.
Das Forschungsteam wurde von Dr. Lex Van Loon, einem wissenschaftlichen Mitarbeiter am ANU College of Health and Medicine (CHM), geleitet. Wie er und seine Kollegen in ihrer Studie anmerken, sind die potenziellen Gefahren für Missionen zum Mars zahlreich, aber die größte Bedrohung könnte die Zeit sein, die Astronauten in der Mikrogravitation verbringen werden. Kombiniert mit der zerstörerischen Strahlung der Sonne und kosmischen Quellen wird diese Erfahrung grundlegende Veränderungen in ihrem Körper bewirken.
Basierend auf umfangreichen Forschungsarbeiten, die an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) durchgeführt wurden, ist bekannt, dass Mikrogravitation zu einem Verlust der Muskel- und Knochendichte führt und die Organfunktion, das Sehvermögen und das Herz-Lungen-System – das Herz und seine Fähigkeit, Blut durch das Arteriensystem zu pumpen – beeinträchtigt Venen Körper
Wie Wang Loong beschrieb, ist ihre Forschung nicht nur wegen der vorgeschlagenen Missionen zum Mars wichtig, sondern auch für den wachsenden kommerziellen Raumfahrtsektor: „Wir wissen, dass eine Reise zum Mars sechs bis sieben Monate dauern wird und die Struktur von Mars verändern kann Ihre Blutgefäße oder die Kraft Ihres Herzens aufgrund der Schwerelosigkeit, die durch die Raumfahrt entsteht. Mit dem Aufkommen kommerzieller Raumfahrtagenturen wie Space X und Blue Origin haben reiche, aber nicht unbedingt gesunde Menschen mehr Möglichkeiten, in den Weltraum zu fliegen, daher wollen wir mathematische Modelle verwenden, um vorherzusagen, ob eine Person für einen Flug zum Mars geeignet ist.
Co-Autorin Dr. Emma Tucker, eine Astrophysikerin und Registrarin für Notfallmedizin, fügte hinzu, dass längere Schwerelosigkeit dazu führen kann, dass das Herz träge wird, weil es nicht so hart arbeiten muss, um die Schwerkraft zu überwinden und Blut durch den Körper zu pumpen: „Wenn Sie Wann Sie sind auf der Erde, die Schwerkraft zieht Flüssigkeit in die untere Hälfte Ihres Körpers, sodass die Füße mancher Menschen am Ende des Tages anschwellen. Aber wenn Sie in den Weltraum gehen, ist diese Anziehungskraft weg, was bedeutet, dass sich Flüssigkeit in die obere Hälfte Ihres Körpers verlagert, und das löst eine Reaktion aus, die den Körper dazu bringt, zu glauben, dass es zu viel Flüssigkeit gibt.
Infolgedessen fangen Sie an, viel auf die Toilette zu gehen, werden überschüssige Flüssigkeit los, fühlen sich nicht durstig und trinken weniger, und deshalb werden Sie im Weltraum dehydriert.
Aus diesem Grund, sagte Tucker, werden Astronauten, die von der ISS zurückkehren, ohnmächtig, wenn sie die Erde wieder betreten oder in Rollstühlen transportiert werden müssen. Je länger sie im Weltraum bleiben, desto wahrscheinlicher kollabieren sie, wenn sie zur Erde zurückkehren, und desto schwieriger wird die Anpassung an die Schwerkraft der Erde.
Wenn es um Missionen zum Mars geht, gibt es die zusätzliche Komplikation von Kommunikationsverzögerungen zwischen Erde und Mars. Abhängig von den Positionen von Sonne, Erde und Mars können diese Verzögerungen bis zu 20 Minuten dauern, was bedeutet, dass Astronauten in der Lage sein müssen, ihre Aufgaben ohne sofortige Hilfe von Mission Controllern oder Support-Crews (einschließlich medizinischer Notfallversorgung) auszuführen.
Wie Wang Loon erklärte: „Wenn ein Astronaut beim ersten Verlassen des Raumfahrzeugs das Bewusstsein verliert, wird es auf dem Mars niemanden geben, der ihm hilft. Deshalb müssen wir absolut sicher sein, dass der Astronaut flugbereit ist und sich an das Gravitationsfeld des Mars anpassen kann. Sie müssen in diesen entscheidenden ersten Minuten mit minimaler Unterstützung effektiv und effizient arbeiten können.“
Ihr Modell basiert auf einem maschinellen Lernalgorithmus, der wiederum auf Astronautendaten basiert, die bei früheren Expeditionen an Bord der ISS und den Apollo-Missionen gesammelt wurden, um die mit einer Reise zum Mars verbundenen Risiken zu modellieren.
Tests haben gezeigt, dass es wichtige hämodynamische Veränderungen im Herz-Kreislauf-System nach einem Langzeit-Raumflug und unter Bedingungen verschiedener Gravitations- und Flüssigkeitsbelastungen nachahmen kann. Und die Ergebnisse sind ermutigend, da sie zeigen, dass Astronauten funktionieren können, nachdem sie Monate in der Mikrogravitation verbracht haben.
Obwohl das aktuelle Modell auf Daten von gut ausgebildeten Astronauten mittleren Alters basiert, hoffen die Forscher, seine Fähigkeiten um Daten aus der kommerziellen Raumfahrt erweitern zu können.
Letztendlich ist ihr Ziel, ein Modell zu schaffen, das die Auswirkungen einer längeren Raumfahrt auf relativ kranke Menschen mit vorbestehender Herzerkrankung oder einfach auf untrainierte Zivilisten simulieren kann. Sie hoffen, dass dieses Modell ein vollständiges Bild davon geben wird, was passieren würde, wenn eine "normale" Person ins All fliegen würde.
Und wer weiß? Es könnte möglich sein, die Auswirkungen von Langzeiteffekten der Mikrogravitation auf die Entwicklung von Kindern und Föten zu modellieren. Diese Forschung ist von entscheidender Bedeutung, wenn wir jemals Menschen zum Mond, zum Mars und an andere Orte schicken wollen, um dort eines Tages zu leben.
Sie können der Ukraine helfen, gegen die russischen Invasoren zu kämpfen, der beste Weg, dies zu tun, ist, Gelder an die Streitkräfte der Ukraine zu spenden Das Leben retten oder über die offizielle Seite NBU.
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