A hosszú űrrepülésnél a gyenge láncszem az űrhajós vagyis az emberi tényező. Az emberi személyzettel végzett küldetések számos komoly kihívást jelentenek az űrutazás során. Az élethez szükséges víz és levegő és az élelem sok helyet foglal el. A lelki problémák, mint a klaustrofóbia, a szorongás, álmatlanság és depresszió is fontos szerepet játszik. Erre jelent megoldást az indukált hipotermia az űrutazás alatt. Téliálmot alszanak mint a medvék, így frissen és munkára készen érkeznek, ahelyett, hogy meggondolatlanok és talán még őrültek is lennének az utazás végére. A kérdés hány fokra érdemes lehűteni az asztronautákat? Így jelentősen csökkenthetjük a rendszer tömegét, és lakható térfogatát. Az első kísérletekben az űrhajósok testhőmérsékletét fokozatosan 89,6 fokra csökkentenék, ami 32 C foknak felel meg. Ebben a hipotermikus alvásban az űrhajósok intravénásan kapnának katéteren keresztül a szükséges teljes parenterális táplálkozást (TPN), és további katétereket fognak használni a hulladékkezeléshez. Az utazási költségek és a fogyóeszközök mennyisége jelentősen csökkennének, mint ahogy a kabin mérete is töredékére zsugorodna. A jövőbeli űrküldetések sokkal hatékonyabbak lehetnének egy ilyen technológia továbbfejlesztésével, amelyet régebben lehetetlennek tartottak. Tovább folynak titokban a kriogén alvási kísérletek, a legnagyobb biztonság mellett. Kell víz, élelem és oxigén, de nem mindegy mennyi. A világűrben az átlaghőmérséklet -455 fok Fahrenheit, ami miatt melegen kell tartani a hibernált testet. A hosszú távú kriogén és hibernációs alvás lehet a kulcsa a hosszú űrutazásnak. Az űrrepülési költségek rezsije eltörpül ha a személyzet hibernált. A következő három évtizedben erre is megszületik a megoldás. A tároló kamra mint egy inkubátor védi a hibermált űrhajóst, a modul 32 ° C-ra csökkenti a testhőmérsékletet, és enyhe hipotermiát idéz elő, ami alacsony energiaszintre juttatja teste. A mély alvás, az úgynevezett torpor, amely jelentősen csökkenti az anyagcserét az embereknél hosszabb időre. A torpor az állatok fiziológiai aktivitásának csökkent állapota, általában csökkentett testhőmérsékleten és anyagcserén keresztül . A Torpor lehetővé teszi az állatok számára, hogy túléljék a csökkentett élelmezéshez szükséges időszakokat. A "torpor" kifejezés arra az időre vonatkozhat, amelyet a hibernátor alacsony testhőmérsékleten tölt, napoktól hetekig tart, vagy utalhat az alacsony testhőmérsékleti és anyagcsere-időszakra, amely kevesebb, mint 24 óra, mint például a "napi torpor". A torport gyakran használják az állatok túlélésének elősegítésére hidegebb hőmérsékleti időszakokban, mivel ez lehetővé teszi számukra az energia megtakarítását, amelyet általában a magas testhőmérséklet fenntartásához használnak. De nem biztos hogy elegendő a mély alvás egy formája, ha fényévekre akarunk utazni. Arra gondolunk, hogy szükségünk lesz arra, hogy felébresztjen, amikor véget ér a hideg alvás. A kriogenikával és a krio-alvással kapcsolatos probléma tiszta fizika: sejtjeink vízzel vannak tele. Kísérleteznek a vér leürítésével és fagyálló folyadékkal való helyettesítésével, hogy megakadályozzák a káros jégkristályok képződését a testben. Helyettesítik a sejtekben lévő vizet fagyálló anyaggal. Tehát amikor a szöveteket kriogén hőmérsékletre hűtik, a jégbe történő kristályosodás helyett a vegyi anyagok összerakódnak és szilárd anyagokká válnak, molekulárisan hasonlóak az üveghez. És ez az új üvegforma megakadályozza a sejtek robbantását, és elméletileg örökké tartja őket sztázisban. A közelmúltbeli orvostudományi fejlemények azonban még nem bizonyították, hogy az olyan komplex rendszerek, mint például az emberi keringési rendszer vagy az agy fagyálló anyag segítségével „tárolhatók” anélkül, hogy kárt okoznának. ha kiderülne, hogy az ember is képes téli álmot aludni, mint a medvék, a sündisznók vagy a mormoták. De a hibernáció rendkívül bonyolult folyamatr, amelyhez az egyes fajokat talán az evolúciós évmilliók vezették el. A téli álmot alvó állatok minimalizálják a testi funkcióikat, és a zsírtartalékaikból fedezik a szükséges energiát. Az ember valaha képes lehet-e magát ezen a módon hibernálni? Ez a kérdés a hideg és kellemetlen időjárással múló évszakok átalvásának vágyán túl azért került elő, mert át kell hidalni az űrutazások hosszú, tétlenségre kárhoztató szakaszait. A cél hogy az embereket a stasis, a testi működés tétlenségének állapotába juttassa. Az önmaguk hibernálására képes állatok példáját akár emberek is követhetnék. Ez életmentő és sürgős műtéteknél rendkívüli fontosságú lehet. Az állatvilágban a hibernáció akkor következik be, ha táplálékszegény időszak következik, s ébrenlét sokkal több energiába kerülne, mint a téli álom. Technikailag ez azt jelenti, hogy csökkentett anyagcsere folyik, az élőlény testének kémiai reakciói lelassulnak, lassul a szívverés, a légzés és az energiafogyasztás is, s mindezek miatt drasztikusan csökken a testhőmérsékletet is. A sün, a mormota meg a medve ezzel szemben átalussza a telet, ami már valóban hibernáció. Az a tény, hogy a nagyobb emlősök képesek hibernálódni, azt jelzik, hogy elméletileg az ember számára sem volna túl energiaigényes belépni a mélyálomba. Azaz nincs evolúciós akadálya az ilyen állapot elérésének, hiszen az emlősök széles köre képes rá. Az ellenőrzött hipotermiát és metabolizmust már széles körben alkalmazzák a klinikai gyakorlatban, például a szívműtétek alatt vagy stroke után, amikor a vér áramlásának lassításával védik a szöveteket a károsodástól. A testhőmérséklet csökkentése lassítja az anyagcserét, s a sejteknek kevesebb oxigénre van szükségük, ami lehetővé teszi a túlélést akkor is, ha a szív nem képes az oxigént a sejtekhez szállítani. Az emberi szervezet mesterséges hűtése hasonlónak tűnik, mint az állatok spontán mélyálomba merülése. A legfontosabb különbség azonban, hogy az állatok birtokában vannak annak a képességnek, hogy biztonságosan és spontán adják át magukat az ernyedt állapotnak. Az emberi test természetes hőszabályozásának blokkolására azonban agresszív hatóanyagokra van szükség. Az állatokéhoz hasonló állapot elindítására és fenntartására irányuló kísérletek (akár molekuláris szintről indultak felfelé, akár idegrendszeri szintről indultak lefelé) eddig nem sok eredményt hoztak. Van egy másik megoldandó probléma is, méghozzá az agy működésének és a tárolt információknak, az emlékeknek a védelme. Az állatok hibernációját ugyan téli álomnak nevezzük, de az ébredésük után az agyhullámaik vizsgálata azt mutatja, hogy tulajdonképpen kialvatlanok, mert a nagy oxigénigényű agy nem képes lefuttatni azokat a (karbantartási) rutinokat a hibernáció alatt, amelyeket a közönséges álom alatt elvégez. Azaz a károsodás megakadályozása érdekében a téli álmot ki kell pihenni, ki kell aludni. Ennek híján az emlékek egy része elveszhet. A rosszul sikerült hibernáció ezért az űrhajósoknál akár katasztrofális következményekkel is járhat. Ahhoz, hogy teljes mértékben megértsük, hogyan tudnánk biztonságosan embereket hibernálni, valószínűleg szükség van azoknak a kulcsfontosságú agyi áramköröknek és a molekuláris útvonalaknak az elemzésére és működésük megértésére, amelyek az alvási funkciókat szabályozzák.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése