Astronauternas hjärt-lungsystem i en mikrogravitationsmiljö kommer att genomgå betydande förändringar. När det gäller en risk förknippad med att resa till Mars är det största problemet långvarig exponering för mikrogravitation – nära noll gravitation.
En astronauts förmåga att nå Mars säkert och utföra sina uppdragsförpliktelser när det väl kunde förutsägas med hjälp av en matematisk modell skapad av rymdmedicinska forskare från The Australian National University (ANU). Modellen kan användas för att utvärdera hur korta och långa rymdresor påverkar kroppen, och den kan vara en avgörande komponent för att hjälpa till med att landa människor på Mars.
Modellen använder en algoritm baserad på astronautdata som samlats in från tidigare rymdexpeditioner, inklusive Apollo-uppdragen, för att simulera riskerna för resa till Mars.
Dr. Lex van Loon, en forskare från ANU Medical School, sa: "Men det finns flera risker förknippade med att resa till Mars, det största problemet är långvarig exponering för mikrogravitation – nära noll gravitation – vilket i kombination med exponering för skadlig strålning från solen kan orsaka "grundläggande" förändringar i kroppen."
"Vi vet att det tar ungefär sex till sju månader att resa till Mars, och detta kan göra att strukturen i dina blodkärl eller styrkan i ditt hjärta förändras på grund av viktlösheten som ett resultat av noll gravitation rymdfärder. "
"Med framväxten av kommersiella rymdflygsbyråer som Space X och Blue Origin, finns det mer utrymme för rika men inte nödvändigtvis friska människor att gå ut i rymden, så vi vill använda matematiska modeller för att förutsäga om någon är lämplig att flyga till Mars."
Astrofysiker och akutmedicinare Dr Emma Tucker sa långvarig exponering för tyngdkraftslöshet kan göra att hjärtat blir lat eftersom det inte behöver arbeta lika hårt för att övervinna tyngdkraften för att pumpa runt blodet i kroppen.
"När du är på jorden, tyngdkraften drar vätska till den nedre halvan av vår kropp, vilket är anledningen till att vissa människor tycker att deras ben börjar svälla upp mot slutet av dagen. Men när du går ut i rymden försvinner den gravitationskraften, vilket innebär att vätskan flyttas till den övre halvan av din kropp, vilket utlöser ett svar som lurar kroppen att tro att det finns för mycket vätska."
"Som ett resultat börjar du gå på toaletten mycket, bli av med extra vätska, du känner dig inte törstig och dricker inte så mycket, vilket gör att du blir uttorkad i rymden."
"Det är därför du kan se astronauter på nyheterna svimma när de kliver ner på jorden igen. Detta är ganska vanligt på grund av rymdresor, och ju längre du är i rymden, desto mer sannolikt är det att du kollapsar när du återvänder till gravitationen."
"Syftet med vår modell är att med stor noggrannhet förutsäga om en astronaut säkert kan anlända till Mars utan att svimma. Vi tror att det är möjligt."
Dr van Loon sade, "På grund av en kommunikationsfördröjning i vidarebefordran av meddelanden mellan Mars och jorden måste astronauter kunna utföra sina uppgifter utan att få omedelbar hjälp från supportteam. Detta fönster för radiotystnad skiljer sig beroende på hur solen, jorden och jorden är inriktad mars i sin omloppsbana men kan pågå i minst 20 minuter.”
"Om en astronaut svimmar när de först kliver ut ur rymdfarkosten eller om det är en medicinsk nödsituation, kommer de inte att vara någon på Mars som kan hjälpa dem. Det är därför vi måste vara säkra på att astronauten är lämplig att flyga och kan anpassa sig till Mars gravitationsfält. De måste fungera effektivt och effektivt med minimalt stöd under de avgörande första minuterna.”
Tidskriftsreferens:
- van Loon, LM, Steins, A., Schulte, KM. et al. Beräkningsmodellering av ortostatisk intolerans för resor till Mars. npj Mikrogravitation 8, 34 (2022). DOI: 10.1038/s41526-022-00219-2
