I det næste årti, inden 2033, har NASA og Kina til hensigt at sende astronauter til Mars for første gang i historien. Dette udgør en lang række udfordringer, lige fra logistiske og tekniske problemer til at sikre, at astronauter kan håndtere affald og har mad og vand nok til en flermåneders flyvning til Mars og tilbage.
Men selvfølgelig vil sundhed og sikkerhed for astronauter, der vil tilbringe måneder i rummet, blive udsat for kosmisk stråling og mikrotyngdekraft. Der er endda frygt for, at astronauter efter flere måneder under mikrotyngdekraftsforhold vil have problemer med at tilpasse sig Mars-tyngdekraften.
For at afgøre, om denne frygt er berettiget, udviklede et hold af rummedicinske eksperter fra Australian National University (ANU) en matematisk model til at forudsige, om astronauter sikkert ville være i stand til at rejse til Mars og udføre deres opgaver ved ankomsten til den røde planet.
Forskerholdet blev ledet af Dr. Lex Van Loon, en forsker ved ANU College of Health and Medicine (CHM). Som han og hans kolleger bemærker i deres undersøgelse, er de potentielle farer for missioner til Mars talrige, men den største trussel kan være den tid, astronauterne vil bruge i mikrotyngdekraften. Kombineret med den destruktive stråling fra Solen og kosmiske kilder vil denne oplevelse forårsage fundamentale ændringer i deres kroppe.
Baseret på omfattende forskning udført ombord på Den Internationale Rumstation (ISS), er mikrotyngdekraften kendt for at forårsage tab af muskel- og knogletæthed og påvirke organfunktion, syn og hjerte-lungesystemet - hjertet og dets evne til at pumpe blod gennem arteriesystemet og vener krop
Som Wang Loong beskrev, er deres forskning vigtig ikke kun på grund af de foreslåede missioner til Mars, men også for den voksende kommercielle rumsektor: "Vi ved, at en tur til Mars vil tage seks til syv måneder, og det kan ændre strukturen af dine blodkar eller dit hjertes styrke på grund af den vægtløshed, der opstår som følge af rumrejser. Med fremkomsten af kommercielle rumfartsbureauer som Space X og Blue Origin har rige, men ikke nødvendigvis sunde mennesker flere muligheder for at flyve ud i rummet, så vi vil bruge matematiske modeller til at forudsige, om en person er egnet til at flyve til Mars".
Medforfatter Dr. Emma Tucker, en astrofysiker og akutmedicinsk registrator, tilføjede, at langvarig vægtløshed kan få hjertet til at blive trægt, fordi det ikke behøver at arbejde så hårdt for at overvinde tyngdekraften og pumpe blod gennem hele kroppen: "Når du når du er på Jorden, trækker tyngdekraften væske mod den nederste halvdel af din krop, så nogle menneskers fødder begynder at svulme ved slutningen af dagen. Men når du går ud i rummet, er tyngdekraften væk, hvilket betyder, at væsken flytter sig til den øverste halvdel af din krop, og det udløser en reaktion, der narrer kroppen til at tro, at der er for meget væske.
Som et resultat begynder du at gå meget på toilettet, slippe af med overskydende væske, føler dig ikke tørstig og drikker mindre, og derfor bliver du i rummet dehydreret."
Det er derfor, sagde Tucker, at astronauter, der vender tilbage fra ISS, besvimer, når de kommer ind på Jorden igen eller skal transporteres i kørestole. Jo længere de opholder sig i rummet, jo større sandsynlighed er der for, at de kollapser, når de vender tilbage til Jorden, og jo sværere vil processen med at tilpasse sig Jordens tyngdekraft være.
Når det kommer til Mars-bundne missioner, er der den ekstra komplikation af kommunikationsforsinkelser mellem Jorden og Mars. Afhængigt af positionerne af Solen, Jorden og Mars kan disse forsinkelser vare op til 20 minutter, hvilket betyder, at astronauter skal være i stand til at udføre deres opgaver uden øjeblikkelig assistance fra missionskontrollører eller støttebesætninger (herunder akut lægehjælp).
Som Wang Loon forklarede: "Hvis en astronaut mister bevidstheden første gang, de forlader rumfartøjet, vil der ikke være nogen på Mars til at hjælpe dem. Derfor skal vi være helt sikre på, at astronauten er klar til flyvning og kan tilpasse sig Mars gravitationsfelt. De skal være i stand til at fungere effektivt og effektivt med minimal støtte i disse afgørende første minutter."
Deres model er baseret på en maskinlæringsalgoritme, som igen er baseret på astronautdata indsamlet under tidligere ekspeditioner ombord på ISS og Apollo-missionerne, for at modellere de risici, der er forbundet med en tur til Mars.
Test har vist, at det kan efterligne vigtige hæmodynamiske ændringer i det kardiovaskulære system efter langvarig rumflyvning og under forhold med forskellige gravitations- og væskebelastninger. Og resultaterne er opmuntrende, da de viser, at astronauter kan fungere efter at have tilbragt måneder i mikrogravitation.
Selvom den nuværende model er baseret på data fra veltrænede midaldrende astronauter, håber forskerne at udvide dens muligheder til at omfatte data fra kommerciel rumflyvning.
I sidste ende er deres mål at skabe en model, der kan simulere virkningerne af langvarig rumrejse på relativt syge mennesker med allerede eksisterende hjertesygdomme eller simpelthen utrænede civile. De håber, at denne model vil give et komplet billede af, hvad der ville ske, hvis en "almindelig" person gik ud i rummet.
Og hvem ved? Det kan være muligt at modellere virkningerne af langsigtede effekter af mikrogravitation på udviklingen af børn og fostre. Denne forskning er afgørende, hvis vi nogensinde ønsker at sende mennesker til månen, Mars og andre steder for en dag at bo der.
Du kan hjælpe Ukraine med at kæmpe mod de russiske angribere, den bedste måde at gøre dette på er at donere midler til Ukraines væbnede styrker gennem Red livet eller via den officielle side NBU.
Også interessant: