Er menneskelig dvale mulig? Går i seng i langvarig rumflyvning

Vi har brugt et par artikler om Universe Today på at tale om, hvor svært det bliver at rejse til andre stjerner. At sende små ubemandede sonder hen over de store kløfter mellem stjerner er stadig for det meste science fiction. Men at sende mennesker på den rejse? Det er bare et niveau af teknologi, der er hinsides forståelse.

For eksempel, den nærmeste stjerne er Proxima Centauri, ligger kun 4,25 lysår væk. Bare til sammenligning, Voyager rumfartøjet, de fjerneste menneskelige objekter nogensinde bygget af mennesker, skal bruge omkring 50, 000 år til at foretage den rejse.

Jeg ved ikke med dig, men jeg regner ikke med at leve 50, 000 år. Ingen, vi vil gerne gøre rejsen hurtigere. Men problemet, selvfølgelig, er det at gå hurtigere kræver mere energi, nye former for fremdrift, vi kun er begyndt at drømme om. Og hvis du går for hurtigt, blot støvkorn, der flyder gennem rummet, bliver utroligt farlige.

Baseret på vores nuværende teknologi, det er mere sandsynligt, at vi bliver nødt til at tage os tid til at finde en anden stjerne.

Og hvis du vil gå den langsommere rute, du har et par muligheder. Skab et generationsskib, så successive generationer af mennesker bliver født, leve deres liv, og derefter dø under den hundreder eller endda tusinder af år lange rejse til en anden stjerne.

Forestil dig, at du er en af ​​de mennesker, der er bestemt til at leve og dø, aldrig når din destination. Især når du kigger ud af dit vindue og ser et kædeskib glide forbi med alle de glade turister på vej til Proxima Centauri, som var begyndt nok til at vente på, at warp-drev blev opfundet.

Ingen, du vil sove på rejsen til den nærmeste stjerne, så når du kommer dertil, det er som om der ikke gik nogen tid. Og selvom warp drive blev opfundet, mens du sov, du behøvede ikke at se deres selvglade turistansigter, da de lynede forbi.

Er menneskelig dvale mulig? Kan vi gøre det længe nok til at overleve en langvarig rumflyvning og vågne op igen på den anden side?

Inden jeg går ind i det her, vi bliver bare nødt til at antage, at vi aldrig fusionerer med vores robot-overlords, uploade os selv ind i singulariteten, og rejse ubesværet gennem rummet med vores kybernetiske kroppe.

Af en eller anden grund, hele det med singularitet lykkedes aldrig, eller robotterne gik i strejke og nægtede at lave vores rumudforskning for os mere. Også, opgaven med rumrejser faldt til os, den skrøbelige, 80-års levetid pattedyr. Udforske verdener i solsystemet og ud til andre stjerner, at sprede menneskeheden ud i kosmos.

Kom nu, vi ved, at det helt vil være robotterne. Men det er ikke, hvad science fiction fortæller os, så lad os grave i det.

Vi ser dyr, og især pattedyr, der hele tiden dvaler i naturen. For at kunne overleve en hård vinter, dyr er i stand til at sænke deres puls ned til blot et par slag i minuttet. De behøver hverken spise eller drikke, overlever på deres fedtdepoter i flere måneder ad gangen, indtil maden vender tilbage.

Det er ikke kun bjørne og gnavere, der kan gøre det, i øvrigt, der er faktisk et par primater, herunder fedthaledværglemuren fra Madagaskar. Det er ikke så langt væk på det gamle stamtræ, så der kan trods alt være håb for menneskelig dvale.

Faktisk, medicin leger allerede med menneskelig dvale for at forbedre folks chancer for at overleve hjerteanfald og slagtilfælde. Den nuværende tilstand af denne teknologi er virkelig lovende.

De bruger en teknik kaldet terapeutisk hypotermi, som sænker temperaturen på en person med et par grader. De kan bruge isposer eller kølere, og læger har endda prøvet at pumpe en afkølet saltvandsopløsning gennem kredsløbssystemet. Med den sænkede temperatur, et menneskes stofskifte falder, og de falder bevidstløse ind i en torpor.

Men tricket er ikke at gøre dem så bevidstløse, at de dør. Det er en fin linje.

Resultaterne har været ret fantastiske. Folk er blevet holdt i denne torporiske tilstand i op til 14 dage, gennemgår flere cyklusser.

Den terapeutiske brug af denne torpor er stadig under forskning, og læger lærer, om det er nyttigt for mennesker med hjerteanfald, slagtilfælde eller endda udviklingen af ​​sygdomme som kræft. De prøver også at finde ud af, om der er nogle ulemper, men indtil videre, der ser ikke ud til at være nogen langsigtede problemer med at sætte nogen i denne torporiske tilstand.

Et par år siden, SpaceWorks Enterprises leverede en rapport til NASA om, hvordan de kunne bruge denne terapeutiske hypotermi til langvarige rumflyvninger i solsystemet.

I øjeblikket, en tur til Mars tager omkring 6-9 måneder. Og i den tid, de menneskelige passagerer kommer til at bruge dyrebar luft, vand og mad. Men i denne torporiske tilstand, SpaceWorks anslår, at besætningen vil en reduktion i deres stofskifte på 50 til 70 procent. Mindre stofskifte, færre ressourcer nødvendige. Mindre last, der skal sendes til Mars.

Astronauterne behøvede ikke at bevæge sig rundt, så du kunne holde dem pæne og lunt i små bælg til rejsen. Og de ville ikke komme i slagsmål med hinanden, efter seks til ni måneder uden andet end dag efter dag med rumflyvning.

Vi ved, at vægtløshed har en negativ effekt på kroppen, som tab af knoglemasse og atrofi af muskler. Normalt træner astronauter i timevis hver dag for at modvirke de negative virkninger af den reducerede tyngdekraft. Men SpaceWorks mener, at det ville være mere effektivt blot at sætte astronauterne ind i et roterende modul og lade kunstig tyngdekraft gøre arbejdet med at opretholde deres konditionering.

De forestiller sig et modul, der er 4 meter højt og 8 meter bredt. Hvis du drejer habitatet med 20 omdrejninger i minuttet, du giver besætningen, hvad der svarer til Jordens tyngdekraft. Gå ved kun 11,8 RPM, og det vil føles som Mars tyngdekraft. Ned til 7,8, og det er månens tyngdekraft.

Normalt, at spinde så hurtigt i et så lille habitat ville være ekstremt ubehageligt, da besætningen ville opleve forskellige kræfter på forskellige dele af deres krop. Men husk, de vil være i en tilstand af torpor, så de er virkelig ligeglade.

De nuværende planer for at sende kolonister til Mars ville kræve 40 tons levesteder for at støtte 6 mennesker på turen. Men ifølge SpaceWorks, du kan reducere vægten ned til 15 tons, hvis du bare lader dem sove sig igennem rejsen. Og besparelserne bliver endnu bedre med flere astronauter.

Besætningen ville sandsynligvis ikke alle sove på hele rejsen. I stedet, de sov på skift i et par uger. skiftes til at vågne, kontrollere status for rumfartøjet og besætningen, før de vender tilbage til deres kryosøvnskrin.

Hvad er status på dette nu? NASA finansierede fase 1 af SpaceWorks-forslaget, og i juli, 2016 NASA gik videre med fase 2 af projektet, som vil yderligere undersøge denne teknik til Mars-missioner, og hvordan det kunne bruges endnu længere ude i solsystemet.

Elon Musk burde være interesseret i at se deres design til et 100-personers modul til at sende kolonister til Mars.

Ud over, Den Europæiske Rumorganisation har også undersøgt menneskers dvale, og en mulig måde at muliggøre langvarig rumflyvning. De har planer om at afprøve teknologien på forskellige pattedyr, der ikke dvaler, som grise. Hvis deres resultater er positive, vi ser måske europæerne skubbe denne teknologi fremad.

Kan vi gå længere, at få folk til at sove i årtier og måske endda de århundreder, det ville tage at rejse mellem stjernerne?

Lige nu, svaret er nej. Vi har ingen teknologi til rådighed, der kan gøre dette. Vi ved, at mikrobielt liv kan fryses ned i hundreder af år. Lige nu er der dele af Sibirien, der fryser op efter århundreders permafrost, vække gamle mikrober, vira, planter og endda dyr. Men intet på menneskelig skala.

Når mennesker fryser, der dannes iskrystaller i vores celler, bryde dem permanent. Der er én forskningslinje, der giver håb:kryogenik. Denne proces erstatter væskerne i den menneskelige krop med et frostvæske, som ikke danner de samme ødelæggende krystaller.

Forskere har med succes frosset ned og derefter opfrosset 50 milliliter (næsten en kvart kop) væv uden nogen skade.

I de næste par år, Vi vil sandsynligvis se denne teknologi udvidet til at bevare organer til transplantation, og til sidst hele kroppe, og måske endda mennesker. Så kan denne science fiction-idé faktisk blive til virkelighed. Vi vil endelig være i stand til at sove os mellem stjernerne.