Susana Zanello je strokovnjakinja za prilagajanje ljudi življenju v vesolju. Povabljena kot gostja v Ecole Federal Lausanne (EPFL), je delila svoj pogled na raziskovanje, raziskovanje vesolja, prihodnje potovanje na Mars in še več. Objavljamo intervju, predstavljen na Phys.org.
Vesoljska potovanja vplivajo na človeško telo veliko močneje, kot si mislimo. Susana Zanello je specializirana za te učinke. Kot biologinja je zaposlena v Oddelku za znanosti o vesolju v Houstonu, inštituciji, ki podpira delo NASA-e. Njegova naloga je preučiti človekovo prilagajanje življenju v vesolju, prepoznati s tem povezana tveganja in razviti protiukrepe za ohranjanje zdravja astronavtov, ko izvajajo izvidniške misije.
Kako bo to bivanje EPFL pomagalo vašim raziskavam?
Sem sem prišel, da bi izvedel več o miniaturizaciji in zbral nekaj idej. V vesoljski medicini potrebujemo majhne naprave, ki bodo omogočale analize med letom in spremljanje zdravja v realnem času: pulz, krvni tlak, hitrost dihanja in temperatura astronavtov. Poleg tega mora obstajati način zbiranja zdravstvenih podatkov za celotno posadko. To je pomembna točka, saj je v prostoru veliko omejitev: razpoložljiv prostor, čas posadke, teža predmetov, ki jih tam vzamemo. Zato iščemo novo mikro in nanotehnologijo za izdelavo manjših in boljših naprav.
Katere so najpomembnejše manifestacije vesoljskega leta v telesu?
Življenje zunaj Zemlje je zahtevno. V procesu evolucije se je življenje prilagodilo temu planetu. V vesolju je eno glavnih tveganj mikrogravitacija - odsotnost gravitacije. Očitna posledica je izguba mineralne gostote kosti. Tam zgoraj se vam preprosto ni treba nenehno boriti s silo gravitacije, kot se to počnemo na Zemlji.
Tako nam okostju preprosto ni treba podpirati. Človeško telo se začne prilagajati z zmanjšanjem gostote kostnega matriksa in drugačno obdelavo kalcija. To vodi do izgube trdnosti kosti, kar poveča tveganje za zlome, ko se vrnete na Zemljo, pa tudi ledvične kamne.
Kozmično sevanje je še eno največje tveganje za življenje v vesolju. Magnetno polje Zemlje je učinkovit ščit, ki preprečuje, da bi večina visokoenergijskih delcev dosegla površino planeta. Zunaj pasov Van Allen ali na drugih planetih nas bodo nenehno bombardirali močni sončni protoni in galaktični kozmični žarki.
Promocijski video:
Obstajajo močni dokazi, da lahko prehajajo skozi naša telesa in sodelujejo z DNK. Dolgoročno obstaja tveganje, povezano s spremembami DNK, pojavom raka, zato so potrebne resne raziskave.
Ali je vaše delo osredotočeno na spremembe v viziji astronavtov?
V začetku 2000-ih smo začeli opažati ostrino vida astronavtov, potem ko so preživeli čas na mednarodni vesoljski postaji ISS. Nadaljnje raziskave so pokazale spremembe v obliki oči, sploščenost očesnega jabolka in zadebelitev zadnjega dela očesa na začetku vidnega živca. 60% astronavtov ima slabši vid, v nekaterih primerih je to nepopravljivo. Zato NASA meni, da je to prednostno tveganje za zdravje.
Kaj povzroča to izgubo vida?
Menimo, da je to posledica premeščanja tekočin v telo. Na Zemlji se tekočine praviloma premikajo proti stopalom. Njihovo gibanje in zaklopke v venah nog pomagajo črpati kri nazaj v srce. V mikrogravitaciji ta sistem ni več potreben, vaša tekočina pa se črpa v glavo.
To vodi do pojava zabuhlega obraza in piščančjih nog, pa tudi do povečanega intrakranialnega tlaka. Znanstveniki domnevajo, da ko tlak v cerebrospinalni tekočini naraste, spremeni tlak v očeh, kar vpliva na ostrino vida.
Kakšne raziskave boste opravljali v prihodnosti?
Obstajajo fiziološki znaki prilagajanja, ki jih lahko opazimo, pa tudi tisti, ki so v osnovi na molekularni ravni. Gene lahko v prostoru izrazimo na različne načine, kar vodi do določenih fizioloških sprememb. Na ta vprašanja bi morala odgovoriti raziskava, ki jo opravljam zdaj. Toda spet obstaja veliko omejitev pri eksperimentiranju v vesolju.
Zdaj astronavti tam živijo do šest mesecev in le dva izmed njih sta se odločila za enoletno misijo. Ko pa govorimo o drugih oddaljenih destinacijah, kot je Mars, govori o potrebi po dolgih misijah. Da bi ugotovili, kaj se lahko zgodi na takšnih potovanjih, moramo opraviti poskuse ne le na ISS, ampak tudi na kopenskih analogih vesoljskih baz, na platformah, ki simulirajo vesoljske razmere.
Kateri so glavni izzivi potovanja na Mars?
Takšna misija bo trajala vsaj tri leta. Prvo tveganje je fiziološko. Za njegovo merjenje moramo upoštevati trajanje, oddaljenost, izolacijo, zaprtost z omejenim številom ljudi, stres zaradi velikega stresa in pritisk, da moramo uspeti. Ko prispete na Mars, je bolje: delna gravitacija. Vaše kosti bodo takoj deležne stimulacije in hitrost padca kostne gostote se bo zmanjšala. A spet se na površju astronavti soočajo z nevarnostjo visokoenergijskega sevanja. Da ne omenjam ostrega podnebja, prahu in potrebe po dobri hrani.
Kaj pa drugi planeti?
Seveda začnemo razmišljati o bolj oddaljenih predmetih, kot je Jupitrova luna Evropa, na kateri je bila odkrita voda. Ampak on je veliko dlje. Če verjamete ali ne, čeprav se zdi, da je Mars mrtev planet, je v primerjavi z ostalimi še vedno razmeroma prijazen. Njegova velikost in vrtenje je podobno kot pri Zemlji. Dan traja skoraj 24 ur. To je pomembno za ljudi, ki so vajeni živeti v takih razmerah. Življenje na planetu z 10-urnimi dnevi, na primer, lahko povzroči številne neželene učinke na telo.
Ali smo preveč navajeni zemeljskih razmer, da bi lahko leteli v vesolje?
Izkušnje kažejo, da se lahko prilagodimo novemu okolju. Seveda bodo vedno obstajala določena tveganja. Pazljivo moramo določiti ravni teh potencialnih tveganj. Ne moremo pa prezreti žeje po človeškem raziskovanju. Tudi z velikim tveganjem se vedno najde nekdo, ki je pripravljen pohiteti v novo in neznano.