Mars-model giver metode til at lande mennesker på den røde planet

En matematisk model udviklet af rummedicinske eksperter fra The Australian National University (ANU) kunne bruges til at forudsige, om en astronaut sikkert kan rejse til Mars og udføre deres missionsopgaver, når han træder foden på den røde planet.

ANU-teamet simulerede virkningen af ​​langvarig eksponering for nul-tyngdekraft på det kardiovaskulære system for at afgøre, om den menneskelige krop kan tolerere Mars' gravitationskræfter - som ikke er så stærke som på Jorden - uden at besvime eller lide en medicinsk nødsituation, når den træder ud af et rumfartøj.

Modellen kunne bruges til at vurdere indvirkningen af ​​kort- og langvarig rumflyvning på kroppen og kunne tjene som en anden vigtig brik i puslespillet til at hjælpe mennesker med at lande på Mars.

Dr. Lex van Loon, en forskningsstipendiat fra ANU Medical School, sagde, at selv om der er flere risici forbundet med at rejse til Mars, er den største bekymring langvarig eksponering for mikrogravitation - tæt på nul-tyngdekraft - som kombineret med eksponering for skadelig stråling fra Sol, kan forårsage "fundamentale" ændringer i kroppen.

"Vi ved, at det tager omkring seks til syv måneder at rejse til Mars, og det kan få strukturen af ​​dine blodkar eller dit hjertes styrke til at ændre sig på grund af den vægtløshed, der opleves som et resultat af rumrejser uden tyngdekraft," Dr. van Loon, som også er hovedforfatter af papiret, sagde.

"Med fremkomsten af ​​kommercielle rumflyvningsbureauer som Space X og Blue Origin er der mere plads til, at rige, men ikke nødvendigvis sunde mennesker kan gå ud i rummet, så vi vil bruge matematiske modeller til at forudsige, om nogen er egnet til at flyve til Mars."

Astrofysiker og akutmedicinsk registrator Dr. Emma Tucker sagde, at langvarig eksponering for nul tyngdekraft kan få hjertet til at blive dovent, fordi det ikke behøver at arbejde så hårdt for at overvinde tyngdekraften for at pumpe blod rundt i kroppen.

"Når du er på Jorden, trækker tyngdekraften væske til den nederste halvdel af vores krop, og det er derfor nogle mennesker oplever, at deres ben begynder at svulme op mod slutningen af ​​dagen. Men når du går ud i rummet, forsvinder tyngdekraften, hvilket betyder, at væsken skifter til den øverste halvdel af din krop, og det udløser en reaktion, der narrer kroppen til at tro, at der er for meget væske," sagde Dr. Tucker.

"Som et resultat begynder du at gå meget på toilettet, du begynder at komme af med ekstra væske, du føler dig ikke tørstig, og du drikker ikke så meget, hvilket betyder, at du bliver dehydreret i rummet.

"Det er grunden til, at du kan se astronauter i nyhederne besvime, når de træder deres fod på Jorden igen. Dette er en ganske almindelig hændelse som følge af rumrejser, og jo længere du er i rummet, desto større er sandsynligheden for, at du kollapser, når du vende tilbage til tyngdekraften.

"Formålet med vores model er at forudsige, med stor nøjagtighed, om en astronaut sikkert kan ankomme til Mars uden at besvime. Vi tror på, at det er muligt."

På grund af en kommunikationsforsinkelse i formidling af beskeder mellem Mars og Jorden, skal astronauter være i stand til at udføre deres pligter uden at modtage øjeblikkelig assistance fra støttehold. Dr. van Loon sagde, at dette vindue med radiotavshed adskiller sig afhængigt af justeringen af ​​Solen, Jorden og Mars i dens kredsløb, men kan vare i mindst 20 minutter.

"Hvis en astronaut besvimer, når de første gang træder ud af rumfartøjet, eller hvis der er en medicinsk nødsituation, vil de ikke være nogen på Mars til at hjælpe dem," sagde Dr. van Loon.

"Det er grunden til, at vi skal være helt sikre på, at astronauten er egnet til at flyve og kan tilpasse sig Mars' gravitationsfelt. De skal være i stand til at fungere effektivt og effektivt med minimal støtte i de afgørende første par minutter."

Modellen bruger en algoritme baseret på astronautdata indsamlet fra tidligere rumekspeditioner, herunder Apollo-missionerne, til at simulere de risici, der er forbundet med at rejse til Mars.

Selvom de rumdata, der bruges til at informere om modellens parametre, stammer fra midaldrende og veltrænede astronauter, håber forskerne at udvide dens muligheder ved at simulere virkningen af ​​langvarig rumrejse på relativt usunde individer med allerede eksisterende hjertesygdomme. Dette ville give forskerne et mere holistisk billede af, hvad der ville ske, hvis en "hverdagsmand" skulle rejse ud i rummet.

Forskernes arbejde er publiceret i tidsskriftet npj Microgravity . + Udforsk yderligere

3D-printet knogle til akutmedicin i rummet