Как проживание на Марсе может отразиться на человеческом теле

Новая эра космических полетов может начаться с программы NASA Artemis, целью которой является создание базового лагеря на Луне и закладка основы для будущего путешествия на Марс. Космическое агентство США намерено отправить людей на поверхность Луны в 2025 году, но его пилотируемые миссии на Красную планету не состоятся до 2030-х годов.

Фото из открытых источников

Между тем, известный миллиардер-предприниматель Илон Маск считает, что сможет опередить НАСА, отправив пилотируемые полеты на Марс уже во второй половине этого десятилетия. Проблема в том, что условия на Марсе могут серьезно повредить несколько частей тела, ускорив болезнь и смерть даже в скафандре. По мнению экспертов, проблемы могут быть самые разные: от вызывающей рак радиации до истончения мышц и ослабления костей.

Излучение

Ученым уже хорошо известно, что Марс имеет невероятно тонкую атмосферу около 0,6% от земной, а это означает, что он постоянно подвергается бомбардировке интенсивным галактическим космическим излучением и солнечными протонами. Любой человек на его поверхности подвергнется такому экстремальному уровню вредного излучения и рискует заболеть раком, сердечно-сосудистыми заболеваниями, повреждением мозга, «когнитивным снижением» и многим другим. По оценкам НАСА, за шестимесячное путешествие на Марс астронавты подвергнутся воздействию радиации в 300 миллизивертов, что эквивалентно 24 компьютерным томографиям, и это еще до того, как они доберутся до планеты.

«Поскольку астронавты будут подвергаться такому уровню радиации дольше, чем пассажиры или пилоты трансатлантических рейсов, это значительное воздействие», - сказал Роберт Виммер-Швайнгрубер из Кильского университета в Германии.

Согласно исследованию, проведенному Европейским космическим агентством в 2019 году, астронавты на Марсе могут подвергнуться бомбардировке в 700 раз сильнее, чем на Земле. Областями тела, наиболее подверженными риску развития рака из-за клеточных мутаций, будут глаза, легкие и кишечник, а также грудь и матка у женщин. А исследование 2020 года показало, что астронавты будут подвергаться воздействию радиации в 2,6 раза выше, чем на борту Международной космической станции, что повышает риск развития рака и бесплодия.

Между тем, радиация также повреждает мозг ухудшая способности к обучению и памяти и может привести астронавтов в замешательство и неспособность принимать решения как показывают другие исследования. Космические лучи, такие как атомы железа и титана, сильно повреждают клетки, через которые они проходят, из-за их очень высокой скорости ионизации.

«Исследование Марса потребует миссий продолжительностью 900 дней или дольше и включает в себя более одного года в глубоком космосе, где воздействие всех энергий тяжелых ионов галактических космических лучей неизбежно», - сказал Фрэнсис Кучинотта, физик из Университета Невады в Лас-Вегасе.

Микрогравитация

Микрогравитация представляет собой серьезную проблему для астронавтов во время длительного космического полета, так как снижает плотность костей, увеличивает риск переломов костей и снижает мышечную активность. В космосе отсутствие гравитации означает, что мышцам почти не приходится работать, а астронавтам приходится выполнять энергичные упражнения, чтобы не допустить потери большого количества мышечной массы.

На Земле каждый раз, когда человек садится или стоит, гравитация приливает кровью к ногам. Работа, которую выполняет сердце, чтобы поддерживать кровоток, противодействуя земной гравитации, помогает ему поддерживать свои размеры и функции.

Согласно исследованию 2021 года удаление гравитационных эффектов приводит к снижению этой производительности сердца, и оно неуклонно сокращается. Также считается, что микрогравитация увеличивает давление жидкости внутри головы, потенциально в задней части глаз, что может повредить зрение.

Более того, поскольку астронавты работают в невесомости, им требуется очень небольшое сокращение мышц, чтобы поддерживать свое тело или двигаться. Без регулярного использования и упражнений наши мышцы слабеют и изнашиваются, а кости больше не должны поддерживать тело против силы тяжести, и они тоже слабеют.

Исследование 2021 года показало, что даже длительной программы низкоинтенсивных упражнений в космосе недостаточно, чтобы противодействовать воздействию продолжительной невесомости на сердце.

Фото из открытых источников

Пыль Марса

На Марсе засушливые и морозные условия в среднем составляют -63°C в средних широтах, из-за чего Красная планета кажется негостеприимной для жизни. Но каменистая поверхность также покрыта потухшими вулканами, каньонами и обломками, а регулярные удары метеоритов представляют постоянный риск для любых будущих колонистов.

Любой посетитель будет проводить все свое время в закрытой закрытой среде обитания или внутри скафандра, дыша переработанным воздухом, если он находится снаружи. Но даже при этом они столкнутся с угрозой проникновения вездесущей марсианской пыли и загрязнения дыхательных путей. Более того, перхлораты, тип химических соединений, как известно, превышают токсичные уровни для марсианской пыли и почвы.

«Считается, что перхлораты проявляют свои токсические эффекты в высоких дозах, препятствуя поглощению йода щитовидной железой», - сказал Карл К. Винтер, исследователь токсинов из Калифорнийского университета в Дэвисе. «Это ингибирование поглощения йода может привести к снижению секреции гормонов щитовидной железы, которые отвечают за контроль роста, развития и обмена веществ».

Недоедание

Помимо всех атмосферных и экологических проблем самого Марса, еще одной проблемой является потенциальная нехватка пищи и, как следствие, недоедание.