إذا كان رواد الفضاء في حالة إسبات في رحلات طويلة ، فسوف يحتاجون إلى مركبات فضائية أصغر

Send

هناك نقص مزعج في السبات في خططنا لرحلات الفضاء. إذا اكتشفنا يومًا نوعًا ما من السبات ، فهل يمكننا الاستفادة منه في الحصول على مركبة فضائية أصغر؟

تعمل وكالة الفضاء الأوروبية (إيسا) للإجابة على هذا السؤال.

لدى وكالة الفضاء الأوروبية ما يسمونه "فريق الموضوع" الذي يعمل في سبات الإنسان. يعمل فريق الموضوع تحت مظلة فريق المفاهيم المتقدمة ، الذي يدرس الأفكار والتقنيات ذات الأهمية على المدى الطويل لمساعي وكالة الفضاء الأوروبية. إنه مثل مركز أبحاث يدعم البحث متعدد التخصصات.

إذا كنا نريد مستقبلاً تكون فيه مهمات الطاقم إلى كواكب أخرى - أو ربما أنظمة شمسية أخرى - حقيقة ، فإن السبات البشري سيكون جزءًا منها. إما ذلك ، أو سفينة نجمية متعددة الأجيال ، بكل معلماتها المتعطشة للموارد.

وتقول وكالة الفضاء الأوروبية إنها "حددت الاستخدام الخاضع للسيطرة للسلب والإسبات كتقنية لتغيير قواعد اللعبة لرحلات الفضاء البشرية". كما يتكهنون بأن خفض معدل التمثيل الغذائي لرواد الفضاء في الرحلات الفضائية الطويلة لا يمكن أن يحافظ على الهواء والماء والطعام فحسب ، بل يقلل أيضًا من قابليتهم للتلف الإشعاعي.

تستخدم وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) مرفق التصميم المتزامن (CDF) ، وهو مرفق وسائط متعددة يسمح لفرقهم المختلفة بالعمل معًا ، لفحص السبات البشري في رحلة إلى كوكب قريب ، على الأرجح كوكب المريخ. قام أعضاء الفريق بتقييم تكنولوجيا السفر الفضائية الحالية لمهمة المريخ التي تستغرق خمس سنوات والتي ترسل ستة رواد فضاء إلى الكوكب الأحمر والعودة. هذه هي المرة الأولى التي درسوا فيها تأثير السبات على تصميم المهمة.

"لقد عملنا على تعديل بنية المركبة الفضائية ، والخدمات اللوجستية ، والحماية من الإشعاع ، واستهلاك الطاقة ، والتصميم العام للمهمة" ، يعلق روبن بيسبروك من CDF.

هناك الكثير للتفكير فيه. استكشفت أفلام وكتب الخيال العلمي المختلفة السبات البشري ، لذلك يمكن لمعظمنا تسمية العديد من القضايا. ما هي الآثار النفسية التي ستكون هناك؟ سيكون من المفاجئ بالتأكيد أن السبات لمدة أسبوع أو شهر أو سنة أو أكثر ، ثم الاستيقاظ في مكان ما في الفضاء. كيف يمكن للإنسان أن يستعد لذلك؟

وماذا عن السلامة؟ الخيال العلمي مليء بالأشخاص الذين استيقظوا مبكرًا جدًا أو متأخرًا جدًا من الإسبات. ضعيف وتقيأ ، أو ربما مغطى بعرق بارد ، استيقظ العديد من بطل الرواية في الوقت الخطأ ، ووجدوا حياتهم مقلوبة بسبب نظام السبات المعطل.

لكن أول الأشياء أولاً.

كيف ستؤثر تكنولوجيا السبات ، إذا تمكنا من تطويرها ، على تصميم سفينة الفضاء؟

"نظرنا في أفضل طريقة لوضع فريق رواد الفضاء في حالة السبات ، وماذا نفعل في حالة الطوارئ ، وكيفية التعامل مع السلامة البشرية وحتى تأثير السبات على نفسية الفريق. أخيرًا ، قمنا بإنشاء رسم مبدئي لهندسة الموائل وخلقنا خارطة طريق لتحقيق نهج معتمد لإسبات البشر إلى المريخ في غضون 20 عامًا ".

ربما يكون أول شيء يجب ملاحظته هو حجم وحدات السكن. يمكن أن يستخدم طاقم السبات وحدة حب أصغر بكثير من طاقم اليقظة ، كما توضح هذه الصورة.

أظهرت الدراسة الأولية أنه يمكن تقليل كتلة المركبة الفضائية بمقدار الثلث. كان الطاقم في حالة السبات في حجرات صغيرة تتضاعف ككابينة للطاقم أثناء اليقظة. ستساعد إزالة المواد الاستهلاكية على التخلص من عدة أطنان من الكتلة.

نظرت الدراسة في رحلة بحرية لمدة 180 يومًا إلى المريخ. سيتعين على رواد الفضاء أن يضعوا دهونًا إضافية في الجسم قبل المهمة ، وسيؤدي الدواء إلى سباتهم أو تعكيرهم. كانوا في حالة السبات داخل قرونهم المظلمة والمبردة ، وعندما يستيقظون ستكون هناك فترة استشفاء 21 يومًا.

يعد الإشعاع من أكثر الأخطار المعروفة التي تواجه رواد الفضاء في الرحلات الفضائية الطويلة. تكثر الجسيمات عالية الطاقة في الفضاء ، وتعد حماية الطاقم مصدر قلق رئيسي. ولكن لأن أعضاء الطاقم سيكونون في حالة السبات في مكان واحد ، فإنه يجعل من السهل تصميم الحماية. يمكن بناء التدريع ، مثل حاويات المياه ، حول القرون.

الافتراض الأساسي وراء السبات البشري في الفضاء مبني حول سبات الحيوانات. هناك نوعان من السبات في مملكة الحيوان: السبات الزامية التي تسقط سنوياً بغض النظر عن درجة الحرارة أو الظروف ؛ السبات الاختيارية السبات كاستجابة للضغوط في البيئة. العديد من أنواع الحيوانات السبات ، بما في ذلك الدببة والجرابيات والخفافيش وبعض القوارض وبعض السناجب.

تشرح قائدة فريق SciSpacE جنيفر نغو-آنه قائلاً: "لقد تم اقتراح السبات لفترة من الوقت كأداة لتغيير الألعاب للسفر عبر الفضاء إلى الإنسان". "إذا تمكنا من تقليل معدل الأيض الأساسي لرائد الفضاء بنسبة 75٪ - على غرار ما يمكننا ملاحظته في الطبيعة مع حيوانات السبات الكبيرة مثل بعض الدببة - فقد ينتهي بنا الأمر إلى توفير كبير للكتلة والتكاليف ، مما يجعل مهمات الاستكشاف طويلة الأمد أكثر جدوى. "

ومع ذلك ، فإن ذلك لا يزال كبيرًا. السبات الدب لا يزال غامضا إلى حد ما. يعيدون تدوير البروتينات والبول أثناء السبات. ويمكنهم السبات لمدة تصل إلى 7 أشهر دون فقدان كتلة العظام. تقاطع الحيوانات السباتية الأخرى سرقها بفترات من درجة الحرارة النموذجية ومعدل ضربات القلب تسمى الإثارة الذاتية. ولا يُعرف كيف سيُدار كل هذا في البشر ، وهو نوع لا يفسد بشكل طبيعي.

رغم ذلك ، هناك بعض الافتراضات لسبت الإنسان ، والتي تأتي من الطب الحديث.

"والفكرة الأساسية لوضع رواد الفضاء في سبات طويل الأمد ليست مجنونة في الواقع: لقد تم اختبار وتطبيق طريقة قابلة للمقارنة على نطاق واسع كعلاج في مرضى صدمات الرعاية الحرجة وأولئك الذين يخضعون لعمليات جراحية كبرى لأكثر من عقدين" ، قال Ngo-Anh. "لدى معظم المراكز الطبية الرئيسية بروتوكولات للحث على انخفاض حرارة الجسم لدى المرضى للحد من عملية التمثيل الغذائي لكسب الوقت بشكل أساسي ، والحفاظ على المرضى في حالة أفضل مما كانوا عليه."

لذلك لا يبدأ الباحثون من الصفر. لديهم على الأقل نقطة انطلاق ، وهو ما تدور حوله هذه الأنواع من مراكز الفكر.

وخلص نغو-آنه إلى القول: "نهدف إلى البناء على هذا في المستقبل ، من خلال البحث في مسارات الدماغ التي يتم تنشيطها أو حظرها أثناء بدء السبات ، بدءًا بالحيوانات والمضي قدمًا إلى الناس".