Kredit:CC0 Public Domain
En matematisk modell utvecklad av rymdmedicinexperter från The Australian National University (ANU) skulle kunna användas för att förutsäga om en astronaut säkert kan resa till Mars och fullgöra sina uppdragsuppgifter när han trampar foten på den röda planeten.
ANU-teamet simulerade inverkan av långvarig exponering för gravitation utan tyngdkraft på det kardiovaskulära systemet för att avgöra om människokroppen kan tolerera Mars gravitationskrafter – som inte är lika starka som på jorden – utan att svimma eller drabbas av en medicinsk nödsituation när man kliver ut ur en rymdfarkost.
Modellen skulle kunna användas för att bedöma effekten av kort- och långvarig rymdflygning på kroppen och kan fungera som en annan viktig pusselbit för att hjälpa människor att landa på Mars.
Dr. Lex van Loon, en forskare från ANU Medical School, sa att även om det finns flera risker förknippade med att resa till Mars, är det största bekymret långvarig exponering för mikrogravitation – nära noll gravitation – vilket i kombination med exponering för skadlig strålning från Sol, 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 den viktlöshet som upplevs som ett resultat av rymdresor utan gravitation," Dr van Loon, som också är huvudförfattare till tidningen, sa.
"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 akutmedicinsk registrator Dr Emma Tucker sa att långvarig exponering för noll gravitation kan göra att hjärtat blir lat eftersom det inte behöver arbeta lika hårt för att övervinna gravitationen för att pumpa runt blodet i kroppen.
"När du är på jorden drar gravitationen 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 skiftar till den övre halvan av din kropp och det utlöser ett svar som lurar kroppen att tro att det finns för mycket vätska," sa Dr. Tucker.
"Som ett resultat börjar du gå på toaletten mycket, du börjar bli av med extra vätska, du känner dig inte törstig och du dricker inte lika 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 till följd av rymdresor, och ju längre du är i rymden desto mer sannolikt är det att du kollapsar när du återgå 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."
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 stödpersonal. Dr. van Loon sa att detta fönster av radiotystnad skiljer sig beroende på hur solen, jorden och Mars är inriktad 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," sa Dr. van Loon.
"Det är därför vi måste vara helt säkra på att astronauten är lämplig att flyga och kan anpassa sig till Mars gravitationsfält. De måste kunna arbeta effektivt och effektivt med minimalt stöd under de avgörande första minuterna."
Modellen använder en algoritm baserad på astronautdata som samlats in från tidigare rymdexpeditioner, inklusive Apollo-uppdragen, för att simulera riskerna med att resa till Mars.
Även om rymddata som används för att informera parametrarna för modellen härrör från medelålders och vältränade astronauter, hoppas forskarna kunna utöka dess kapacitet genom att simulera effekten av långvarig rymdresor på relativt ohälsosamma individer med redan existerande hjärtsjukdomar. Detta skulle ge forskarna en mer holistisk bild av vad som skulle hända om en "vardaglig" person skulle resa ut i rymden.
Forskarnas arbete publiceras i tidskriften npj Microgravity . + Utforska vidare
