Podróż na Marsa drogą do trwałego uszkodzenia struktury mózgu

4

Badania laboratoryjne z użyciem niewielkich dawek promieniowania przeprowadzone na myszach wskazują na to, że podróż na Marsa skończy się najprawdopodobniej trwałym uszkodzeniem neuronów w mózgach ludzi.

Jakie są nasze możliwości jeśli chodzi o bezpieczną podróż na Marsa? Nikłe, jeśli uwzględnimy czynnik nieobecny na Ziemi: promieniowanie kosmiczne pomnożone przez czas podróży. Przed wysokoenergetycznymi cząstkami chroni nas magnetosfera i atmosfera [1]. Astronauci na statku kosmicznym według aktualnych, klasycznych rozwiązań, będą pozbawieni takiej ochrony.

Skutki ciągłego napromieniowywania to zapalenie struktur mózgowych, przede wszystkim w obszarach kory mózgowej (hipokamp), co wpływa na zdolności poznawcze ssaków (i ludzi).

Promieniowanie o dawce od 5 cGy do 30 cGy wysokoenergetycznymi cząstkami tlenu (16O) albo tytanu (48Ti) powodowało trwałe zmniejszenie gęstości i złożoności struktur dendrytów (ilustracja tytułowa). Dodatkowo spadała liczba kolców dendrytycznych. Umiejscowienie stanów zapalnych (kora mózgowa – hipokamp) oraz ich rodzaj (zmniejszanie się ilości kolców dendrytycznych i spadek gęstości struktur dendrytycznych) wskazują na zaburzenia funkcji poznawczych, możliwości uczenia się i pamięć.

Takie uszkodzenia mózgu są niedopuszczalne w trakcie misji astronautów, nie tylko ze względów bezpieczeństwa ludzi ale także sensu całej wyprawy. Zaburzenia funkcji poznawczych na pewno odbiłyby się na wartości naukowej misji.

Wnioski nie są jednoznaczne. Naukowcy próbują opracować farmakologiczne metody zapobieżenia temu zjawisku, co może w przyszłości zaowocować terapiami dla starzejących się społeczeństw na Ziemi (problem demencji). Z drugiej strony w tej chwili trudno mówić o załogowej wyprawie dalej niż na Księżyc, co dla niektórych może świadczyć o braku sensu w finansowaniu badań związanych z taką wyprawą.

Jednakże warto zadać sobie pytanie: jeśli nie my, to kto? I trzeźwo spojrzeć na możliwości „autonomicznych” maszyn.

Źródło: Vipan K. Parihar, Barrett Allen, Katherine K. Tran, Trisha G. Macaraeg, Esther M. Chu, Stephanie F. Kwok, Nicole N. Chmielewski, Brianna M. Craver, Janet E. Baulch, Munjal M. Acharya, Francis A. Cucinotta, Charles L. Limoli. What happens to your brain on the way to Mars. Science Advances 01 May 2015: Vol. 1 no. 4. DOI: 10.1126/sciadv.1400256

  1. Jak Ziemia chroni nas przed promieniowaniem kosmicznym?
  2. Podróż na Marsa zwiększa ryzyko wystąpienia choroby Alzheimera.
  3. Promieniowanie w drodze na Marsa

4 komentarze

  1. O problemie wiadomo od dawna, poza tym w naszym rejonie (tak gdzieś do okolic Jowisza) i tak dominuje wiatr słoneczny.
    Istnieje też rozwiązanie problemu, rodem z elektrowni atomowych, o którym już parę lat temu wspominał Michio Kaku, między innymi w programie “How the Universe works”, jest ono proste i eleganckie, niestety wiąże się ze sporymi kosztami i znacznym zwiększeniem masy statku – “pancerz” wodny, grubość 2 metrów wystarcza aż nadto, ale otoczenie całej części załogowej statku, to już potężne ilości i masa.

    • Aegis Maelstrom on

      Wystarczy poczytać fora anglojęzyczne by zauważyć, że koszt ochrony przed promieniowaniem jest gigantyczny i jest podstawowym hamulcem przed załogową misją na Marsa.

      Statek tam lecący musiałby być nie tylko niezawodny – w wyższym stopniu niż stacja kosmiczna na niskiej orbicie okołoziemskiej – ale i olbrzymi. Załoga potrzebowałaby wiele przestrzeni: amerykańskie promy miały 71,5 m³ przestrzeni załogowej, na MSK wg pl.Wikipedii jest 837 m³ przestrzeni życiowej. Kosmonauci w misji na Marsa będą potrzebować minimum tych kilkuset metrów wolumenu do dyspozycji: z przyczyn fizjologicznych i psychologicznych.

      Dodatkowo potrzebują wielu systemów podtrzymujących życie i ogólnoroboczych – co oznacza duży wolumen i masę urządzeń. Pancerz wodny o szerokości 2 metrów oznaczałby budowę bardzo dużej struktury, wypełnionej tymi metrami sześciennymi wody. Przyjmując bardzo optymistycznie kosmiczny habitat o rozmiarach 24 x 10 x 5 metrów (1200 metrów sześciennych), dostajemy po obłożeniu strukturę minimum 28 x 14 x 9 metrów (3528 metrów!!). Przyjmując nawet cięcie po rogach, supersprawność itp. oznacza to konieczność wyniesienia i wpompowania 2300 ton wody – i wystrzelenie tego na Marsa.

      Do tego konstrukcja tego byłaby mocno skomplikowana, wiele elementów statku typu silniki, panele, wysięgniki – zostałoby poza pancerzem i wymagałoby własnych rozwiązań. I integracja tego – na orbicie zapewne – byłaby nietrywialna. O dodatkowych kosztach i masie różnych szkieletów do trzymania i obsługi tego nie mówię. Przy kosztach zapowiadanych dla dopiero opracowywanego Falcona Heavy sam koszt wystrzelenia takiej wody na Marsa to ponad 50 mld USD. Używając rozwiązań istniejących: znacznie więcej. O kosztach inżynieryjnych i “overhead” związanym z budową, konstrukcjami i wystrzeliwywaniem misji budujących to na orbicie – szkoda gadać.

      Wypada się zgodzić, że na dziś wielka załogowa misja na Marsa kosztowałaby przynajmniej pół biliona USD i są to totalne mrzonki.

      • Śpiączka? Wyobrażasz sobie pobudkę po półrocznym (albo i lepie) roku?