W styczniu zeszłego stycznia, kiedy prezydent Bush miał ogłosić nową ważną politykę kosmiczną, ponad 100 naukowców wtargnęło do baru sportowego Grandstand w Montgomery w Teksasie, aby obejrzeć adres. Na tę chwilę czekali lata, ale nawet kiedy prezydent wspomniał o planach bazy Księżycowej do 2020 r., Po których nastąpią „misje ludzkie na Marsa i na inne światy”, naukowcy nie wiwatowali. „Reakcja była poważna” - wspomina John Charles, biofizyk, który był w tłumie. „To było bardziej jak:„ mamy strasznie dużo pracy do wykonania ”.
Ta grupa fizjologów, biochemików, fizyków, psychologów i lekarzy z całego kraju (którzy akurat byli na konferencji w Montgomery) pracowała nad wyzwaniem, być może nawet bardziej zniechęcającym, niż budowa statku kosmicznego do przewozu astronautów na odległość do 498 milionów mil Mars iz powrotem: przywracając ich do życia przy życiu.
W 1997 r. Eksperci z NASA i National Space Biomedical Research Institute, konsorcjum uniwersytetów i krajowych laboratoriów z Houston, wyruszyli w celu zidentyfikowania problemów zdrowotnych związanych z podróżą, która zajęłaby około trzech lat w obie strony. Zidentyfikowali 55 zagrożeń, od nowotworów wywołanych promieniowaniem po depresję. Naukowcy przewidują, że niektóre problemy, takie jak niedożywienie (jak przechowywać wystarczającą ilość wody i zwiększyć trzyletnie zapasy żywności), nie będą niemożliwe do rozwiązania. Inne wyzwania są jednak tak złożone, że stanowią pożywienie dla krytyków, którzy twierdzą, że dłuższe eksploracje kosmosu lepiej pasują do robotów niż ludzi.
Rekord najdłuższego pobytu w kosmosie należy do rosyjskiego specjalisty medycznego Valery'ego Polyakova, który spędził 438 dni na pokładzie rosyjskiej stacji Mir, uruchomionej w 1986 r. I wycofanej z eksploatacji w 2001 r. Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, prowadzona przez partnerstwo 16 narodów, w tym Stany Zjednoczone, Kanada, Rosja i Japonia zostały po raz pierwszy zajęte w 2000 roku i odbyły dziewięć wypraw na pobyty do 195 dni.
Jednym z największych problemów, z jakimi spotykają się ludzie spędzający w kosmosie więcej niż miesiąc lub dwa, jest potencjalnie niszczycielska utrata tkanki kostnej, która może prowadzić do złamań. Na Ziemi tkanka kostna, stymulowana przez ciągnięcie i pchanie mięśni działających wbrew grawitacji, normalnie rozkłada nowe komórki kostne. Ale w mikrograwitacji przestrzeni, poza zasięgiem pól grawitacyjnych Ziemi i Marsa, rozpad tkanki kostnej przyspiesza, a nowa produkcja spowalnia, co powoduje niebezpiecznie przerzedzone i kruche kości.
Przez lata naukowcy mierzyli gęstość kości astronautów, a także prowadzili badania, w których wolontariusze związani z Ziemią spędzali tygodnie leżąc w łóżku, aby symulować, jak mięśnie zwalniają w mikrograwitacji. Linda Shackelford, lekarz, który kieruje laboratorium kości i mięśni Johnson Space Center, mówi, że naukowcy pracujący nad tym problemem osiągnęli postęp. Dowody sugerują, że jednym ze sposobów spowolnienia utraty kości w przestrzeni jest ćwiczenie na maszynie, która generuje część oporu, jaki zwykle zapewnia grawitacja. NASA umieściła prototyp maszyny do ćwiczeń na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w ramach swojej pierwszej misji. Astronauta Bill Shepherd, który spędził prawie pięć miesięcy na stacji, do marca 2001 roku, pracował z tą maszyną sześć dni w tygodniu przez 45 minut dziennie. „Po powrocie wyglądał całkiem nieźle” - mówi Shackelford, dodając, że testy medyczne wykazały, że astronauci ze stacji kosmicznej, którzy korzystali z tej maszyny, na ogół doświadczyli mniejszej utraty kości w kręgosłupie, biodrze i miednicy niż kosmiczni Mir. Naukowcy z NASA badają również, czy astronauci mogą odnieść korzyści z alendronianu leku, który spowalnia rozpad tkanki kostnej i jest rutynowo przepisywany kobietom na Ziemi z osteoporozą.
Problemy fizyczne to nie jedyny rodzaj astronautów Marsa. Przez większość 46-letniej historii NASA agencja lekceważyła nieszczęścia emocjonalne. A sami lotnicy, poczynając od zdolnych astronautów Merkurego, pierwszych Amerykanów, którzy okrążyli Ziemię (między 1961 a 1963 rokiem), zwykle byli bliscy mówienia o problemach psychicznych. Chociaż NASA założyło Laboratorium Zachowań i Wydajności w 1984 r., Dopiero w 1995 r., Kiedy amerykański astronauta Norm Thagard spędził na Miru 115 dni z dwoma rosyjskimi kosmonautami, amerykańscy urzędnicy kosmiczni publicznie uznali, że astronauci potrzebują dodatkowego szkolenia na psychologiczne wyzwania związane z długie zaklęcia w kosmosie.
Podczas pobytu na Mir, Thagard, lekarz i inżynier, który odbył cztery misje wahadłowe, wielokrotnie mówił kontrolerom naziemnym, że chciał rozmawiać z rodziną i kolegami więcej niż raz w tygodniu, tak jak to robił, i że czuł się odosobniony. Złe planowanie przez NASA i rosyjską agencję kosmiczną powstrzymało go od prowadzenia większości eksperymentów, co spowodowało, że stracił on równowagę. Stracił 13 funtów, ponieważ nie podobało mu się rosyjskie jedzenie - zupy, galaretki mięsne i ryby. Po powrocie na Ziemię powiedział dziennikarzom, że gdyby misja została przedłużona o kolejne trzy miesiące, być może nie udałoby mu się to.
Inni astronauci również mieli trudności z Mirem. Niektórzy kłócili się z kosmonautami. Inni nie mogli spać przez długi czas lub popadli w depresję i odmówili rozmowy z kontrolerami misji lub innymi lotnikami. Wielu kosmonautów narzekało, że kontrolerzy misji są zbyt wymagający. W 1997 r. Kosmonauta Wasilij Tsibliew, wyczerpany po czterech miesiącach w kosmosie, stracił kontrolę nad zbliżającym się bezzałogowym statkiem dostawczym, który wbił się w Mir, rozbił kadłub i spowodował powolny obrót stacji, której zatrzymanie zajęło kilka dni.
Biorąc pod uwagę sporadyczną potrzebę sprawdzania rzeczywistości w kosmosie, gdzie opóźnienie głosu do prawie pół godziny może wykluczać terapię rozmową z psychologiem na Ziemi, naukowcy z University of Pennsylvania School of Medicine i Rutgers University próbują opracować pokładowy komputer, który „odczytuje” twarz astronauty pod kątem oznak stresu emocjonalnego. Badacze z Uniwersytetu Harvarda opracowali serię testów umysłowych, które mogą być przeprowadzane przez komputer podręczny, i które pomogłyby ocenić, czy astronauta może być zbyt zmęczony, by wykonywać złożone zadania, takie jak spacer kosmiczny.
W przeciwieństwie do lotu promem, a nawet przejazdu na stacji kosmicznej, podróż na Marsa najprawdopodobniej uniemożliwiłaby wysłanie chorego domu astronauty na leczenie. A jeśli udzielanie resuscytacji na Ziemi jest trudne, to wręcz dziwaczne, jeśli resuscytator unosi się w statku kosmicznym. Naukowcy zaprogramowali komputerowego manekina, na którym astronauci ćwiczą opiekę w nagłych wypadkach. Przetestowali - z dobrymi wynikami - mówi Hal Doerr, kierownik medycznego wsparcia operacyjnego w kosmicznym instytucie biomedycznym agencji - manekina na samolocie KC-135, którego NASA używa do symulowania nieważkości. Tak zwana kometa wymiocin wykonuje nurkowania i wspina się, aby zanegować efekt grawitacji nawet przez 25 sekund jednocześnie.
Promieniowanie jonizujące, emitowane przez Słońce i inne obiekty niebieskie, może penetrować statek kosmiczny i siać spustoszenie w ludzkich komórkach, potencjalnie zwiększając ryzyko raka. Oczywiście żaden astronauta nie rozwinął raka związanego z ekspozycją na promieniowanie w przestrzeni kosmicznej, ale jak dotąd loty ograniczały się do orbity nisko-ziemskiej lub kilku krótkich podróży na Księżyc. Zapobieganie szkodom powodowanym przez promieniowanie słoneczne i kosmiczne jest już za kilka lat, mówi Frank Sulzman, kierownik projektu zdrowia promieniowania kosmicznego w Johnson Space Center. Według niektórych szacunków dodanie tarczy radiacyjnej do statku kosmicznego może zwiększyć miliardy do kosztu. Chociaż naukowcy opracowali wytyczne dotyczące tego, na ile promieniowania astronauci mogą być narażeni na niskiej orbicie okołoziemskiej, gdzie pole magnetyczne planety blokuje promieniowanie, nadal są w ciemności na temat bezpiecznych poziomów promieniowania w głębszej przestrzeni, gdzie poziomy promieniowania są wyższe . W ubiegłym roku NASA otworzyła nowe Laboratorium promieniowania kosmicznego o wartości 34 milionów dolarów w Brookhaven National Laboratory w Upton, Nowy Jork, aby przetestować wpływ promieniowania na mikroorganizmy, komórki ludzkie w naczyniach laboratoryjnych i gryzonie laboratoryjne. Naukowcy chcą wiedzieć, w jaki sposób promieniowanie kosmiczne wpływa na centralny układ nerwowy i na jakim poziomie promieniowanie powoduje uszkodzenie komórek, które może prowadzić do złośliwego wzrostu. Sulzman twierdzi, że za kilka lat agencja ustanowi nowe standardy narażenia na promieniowanie podczas krótkoterminowych misji na Księżyc, ale minie dekada, zanim zrobią wystarczająco dużo badań laboratoryjnych, aby ustalić wytyczne dla podróży na Marsa .
Niektórzy naukowcy zastanawiają się, czy można zrobić wystarczająco dużo, aby podróż na Marsie była wystarczająco bezpieczna. „Myślę, że wszyscy wiedzą, że promieniowanie wysokoenergetyczne będzie strasznie poważnym problemem” - mówi Robert Park, fizyk z University of Maryland i dyrektor ds. Informacji publicznej w American Physical Society. Park od dawna twierdził, że tylko roboty nadają się do eksploracji kosmosu. Uważa także, że nawet wyszkoleni medycznie astronauci nie będą mieli technologii ani doświadczenia w nieważkości, aby poradzić sobie z poważnymi nagłymi wypadkami medycznymi w kosmosie, które z pewnością się pojawią. „Zawsze występuje problem w kontaktach z ludźmi” - mówi. „Jeśli robot ma problem, szkoda, ale wysyłamy kolejnego i nie ogłaszamy narodowego dnia żałoby”.
Charles, z grupy biomedycznej astronautyki, mówi, że jeśli Stany Zjednoczone zdecydują się wysłać ludzi na Marsa iz powrotem, naród może po prostu żyć w rzeczywistości, że podróż - jedno z najbardziej niebezpiecznych przedsięwzięć w historii - prawdopodobnie nie może zakończyć się niepowodzeniem - bezpieczny. „Wszystkie problemy mogą nigdy nie zostać rozwiązane”, dodaje, dodając: „W pewnym momencie odpowiedzialny urzędnik programu będzie musiał podpisać swoje imię i nazwisko na linii kropkowanej i powiedzieć:„ Uznajemy, że istnieje pewien poziom ryzyka i akceptujemy to. ”
