'Dvaletilstand' astronauter kan være nøglen til Mars -kolonisering

Kunstnerens illustration af et 'Mars Transfer Habitat', der kunne transportere 100 kolonister-96 af dem i en dvale-lignende torpor-tilstand-til Mars. (Billedkredit: SpaceWorks Enterprises)



At kolonisere Mars kan kræve, at menneskeheden tapper sin indre bjørn.



Forskere arbejder på måder at fremkalde en dvale-lignende torpor -stat i astronauter - et gennembrud, de siger, ville reducere omkostningerne og gøre den lange rejse til den røde planet mere sikker og langt mindre beskatning for besætningsmedlemmer.

Sådanne fordele kan hjælpe med at lægge grundlaget for de første fodspor på Mars, og de er afgørende for etableringen af ​​en langsigtet menneskelig forpost der, sagde projektteammedlemmer. [ Red Planet or Bust: 5 Crewed Mars Mission Ideas ]



'Det vil vi ikke kolonisere Mars , eller virkelig afregne det, sende fire eller seks eller otte personer ad gangen hvert andet år; vi bliver nødt til at sende større tal, sagde hovedforsker John Bradford, præsident og administrerende direktør for SpaceWorks Enterprises i Atlanta, i sidste uge ved NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) symposium i 2016 i Raleigh, North Carolina. 'Jeg ved ikke, at du vil sende hundredvis af mennesker til Mars.'

En lang søvn

Med den nuværende raketteknologi, envejs tur til Mars tager seks til ni måneder. Det er lang tid at holde astronauter i live, sunde og glade, sagde Bradford.

Han og hans team mener, at der er en måde at lette denne rejse på - at sænke astronauternes kropstemperaturer med cirka 9 grader Fahrenheit (5 grader Celsius). Dette ville fremkalde en 'hypotermisk stasis', der reducerer besætningsmedlemmernes stofskifte med 50 til 70 procent, sagde Bradford.



'Det reducerer behovet for forbrugsstoffer i både ernæring og hydrering, [og] iltbehov,' sagde han under NIAC -talen. 'Det oversætter til masse, og masse er et kritisk element, der forsøger at støtte disse Mars -missioner.'

At tillade astronauter mere eller mindre at sove gennem den lange vandring ville også minimere de psykologiske og sociale udfordringer ved en besat Mars -mission, sagde Bradford.

'Du bliver lidt sur på nogen; der er virkelig ikke noget sted at gå hen, sagde han. 'Dette er reelle problemer forbundet med rumfart med forlænget varighed. Hvis vi kan afbryde transitfaserne, tror vi, at de bliver meget gladere, når de kommer til Mars, [og] meget mere produktive. ' [ Buzz Aldrin: Sådan får du din røv til Mars (video) ]



Hvordan gør man det

Bradford og hans team har modtaget to runder af finansiering gennem NIAC , et NASA -program, der søger at tilskynde til udvikling af potentielt revolutionerende rumudforskningsteknologier.

Forskerne mener ikke, at der skal kræves store spring for at gøre deres vision til virkelighed. De skyder ikke efter en sci-fi-lignende 'suspenderet animation'-tilstand; de søger snarere at udnytte ' terapeutisk hypotermi 'det er allerede almindelig praksis på hospitaler rundt om i verden, ofte som en måde at hjælpe folk med at komme sig efter traumatiske skader, sagde Bradford.

'Vi forsøger at trække på denne teknologi, der allerede er i brug,' sagde han.

Terapeutisk hypotermipatienter udholder generelt behandlingen i bare et par dage, men der er ingen grund til at tro, at den ikke kunne anvendes på astronauter i meget længere varighed, tilføjede Bradford. (Han sagde, at han gerne ville være i stand til at sætte Mars -besætningsmedlemmer i ro under hele rejsen, men at cykelperioder på cirka to uger også ville have betydelige fordele.)

Stasis kunne induceres i astronauter via fordampende kølesystemer, der allerede er i brug til terapeutisk hypotermi - for eksempel to små rør indsat i næsen, der pumper inaktiv gas, og køler hjernen. (Beroligende midler ville også blive administreret for at dæmpe kroppens instinktive rystende reaktion.)

Besætningsmedlemmer ville blive fodret intravenøst ​​og kateteriseret; de ville også være 'let tilbageholdte' inden for habitatet for at forhindre dem i at flyde rundt, sagde Bradford.

Udvidet eksponering for mikrogravitationsforhold har en række negative sundhedsmæssige virkninger, lige fra muskelatrofi og knoglesvækkelse til synsproblemer. Men torpide astronauter skulle ikke bekymre sig om sådanne spørgsmål, fordi deres levesteder ville blive roteret og generere kunstig tyngdekraft om bord, sagde Bradford.

Der er selvfølgelig nogle iboende udfordringer i torpor -tilgangen. For eksempel, mens processen med at gå i hypotermisk stasis er relativt hurtig, ser det ud til at være ganske langsomt at vågne op fra en sådan tilstand; forskning tyder på, at kropstemperaturen sikkert kan hæves med kun ca. 0,9 grader Fahrenheit (0,5 grader Celsius) hver time, sagde Bradford.

Og det er uklart, hvor lang tid genoprettelsesprocessen ville tage, eller hvad de langsigtede mentale virkninger af langvarig hypotermisk stasis ville være, tilføjede han. Derudover undertrykker kroppen betydeligt afkøling af immunfunktionen, så torpide astronauter sandsynligvis ville være mere modtagelige for infektioner.

Men Bradford og hans team forsøger at løse sådanne problemer via deres NIAC-finansierede arbejde, og de har endnu ikke fundet nogen afbrydere.

'Det hele er overskueligt,' sagde Bradford. 'Vi synes, det er en meget lovende tilgang.'

Nøglen til Mars kolonisering?

Bradford og hans kolleger mener, at sådan torporteknologi ikke kun kunne hjælpe med at få astronauter til Mars (hvilket NASA sigter mod at gøre i slutningen af ​​2030'erne), men også give menneskeheden mulighed for at etablere en permanent koloni på den røde planet.

At bosætte Mars ville sandsynligvis kræve at sende omkring 100 mennesker dertil på en gang, skrev forskerne sidste år i en undersøgelse, der skitserede deres tilgang.

'De første bosættelser ved Plymouth Rock og Jamestown startede for eksempel med henholdsvis 102 og 104 nybyggere,' skrev de.

At lancere, at mange Mars-pionerer på standardmaden ville kræve 17 seks-personers levesteder, med en samlet vægt på omkring 700 tons. Men det kunne reduceres til 200 tons ved at sætte nybyggerne i hypotermisk stilstand, argumenterede forskerne.

Deres plan opfordrer til at bygge et 'Mars Transfer Habitat' med tre habitatmoduler, hvoraf to vil indeholde 48 sovende kolonister hver. Det tredje (meget mindre) modul ville rumme fire fuldstændig opmærksomme bosættere, der ville fungere som 'viceværter' og holde alt kørende.

'De reducerede stofskiftehastigheder, der opnås gennem torpor, slækker missionskravene på forbrugsgoder og vand og har en positiv indvirkning på udformningen af ​​habitatmiljøkontrol- og livsstøttesystemer,' skrev de i undersøgelsen, som blev præsenteret på 66th International Astronautical Kongressen i Jerusalem sidste år.

'Overordnet set synes anvendelsen af ​​langvarig torpor for mennesker til rumundersøgelsesmissioner at være både medicinsk og teknisk gennemførlig og viser stort løfte som et middel til at muliggøre afvikling af solsystemet,' tilføjede forskerne.

Følg Mike Wall på Twitter @michaeldwall og Google+ . Følg os @Spacedotcom , Facebook eller Google+ . Oprindeligt udgivet den demokratija.eu .