Медвежья "спячка" для космонавтов может произвести революцию в космических полетах
Длительные космические полеты предъявляют к космонавтам экстремальные физические и психологические требования. Поэтому , проведенное Европейским космическим агентством (ESA), было посвящено биологии спячки в плане снижения метаболизма и, следовательно, нагрузки, что позволяет снизить потребность в кислороде, пище и воде. Однако в результате оцепенения потребуется искусственный интеллект для наблюдения за экипажем.
Когда космонавты готовятся к длительному полету, они сталкиваются с серьезными материально-техническими проблемами. Размер космического корабля не позволяет им хранить много оборудования и продовольствия. Для такого путешествия требуется "около 30 кг на космонавта в день, а кроме того, необходимо учитывать радиацию, психические и физиологические проблемы", — объясняет Дженнифер Нго-Анх, один из авторов исследования и координатор исследований и полезных нагрузок для пилотируемых и роботизированных исследований в ЕКА, в своем пресс-релизе.
Именно здесь вступает в свои права спячка, поскольку в состоянии оцепенения космонавтам не нужно будет ни пить, ни есть. В животном мире суть спячки заключается в экономии энергии и ресурсов; животные снижают активность обмена веществ, частоту сердечных сокращений, дыхание и температуру тела, а единственная энергия, необходимая для их функционирования, извлекается из накопленного жира.
Тихоходки, лягушки и рептилии являются чемпионами по спячке, хотя медведь остается лучшей моделью для людей, поскольку он зимует (менее критическая стадия, чем спячка). Масса его тела схожа с нашей, и он понижает температуру на несколько градусов только на время зимовки, что считается более безопасным пределом. Подобно медведю, исследователи призывают космонавтов накапливать жировые запасы, прежде чем погрузиться в своего рода усиленную спячку, или частичную спячку.
Но не будет ли шестимесячное пребывание в таком состоянии представлять опасность для здоровья человека? Совсем наоборот, утверждают ученые. "Исследования показывают, что весной медведи выходят из берлоги в хорошем состоянии, с незначительной потерей мышечной массы, и им требуется около 20 дней, чтобы вернуться к нормальной жизни. Это говорит нам о том, что зимовка и спячка предотвращают атрофию мышц и костей из-за неиспользования и защищают от повреждения тканей", — говорит Александр Шукер, профессор медицины в Университете Людвига-Максимилиана в Мюнхене, Германия.
Кроме того, "снижение уровня метаболизма экипажа, прибывающего на Марс, до 25% от нормального состояния значительно уменьшит количество припасов и размер среды обитания, что сделает долгосрочные исследования более осуществимыми", — сообщают авторы. Они считают, что такой способ работы ограничит скуку, стресс и агрессию экипажа, связанные с пребыванием в модуле вдали от Земли.
Полная автономия благодаря искусственному интеллекту
В своеобразных капсулах из мягкой оболочки, в тихой обстановке с приглушенным светом, температурой менее 10 °C и высокой влажностью... спячка наложит свои рамки. Каждая капсула также будет окружена контейнерами с водой для защиты астронавтов от радиации.
Миссия будет полностью автономной благодаря искусственному интеллекту. Как в эпизоде "Черного зеркала", поза, температура и пульс космонавтов будут постоянно контролироваться носимыми датчиками. Искусственный интеллект будет управлять рутинными операциями, а также чрезвычайными ситуациями и аномалиями. "Помимо мониторинга энергопотребления и автономных операций, бортовые компьютеры будут поддерживать оптимальную производительность космического аппарата до тех пор, пока экипаж не будет разбужен", — объясняет Шукер.
Еще одно преимущество "спячки" может применяться в области медицины на Земле. И хотя "спячка" людей существует в больницах с 1980-х годов (для снижения метаболизма пациентов во время длительных и тяжелых хирургических операций), ее можно развивать и дальше. Изучается вопрос о замене крови ледяной жидкостью. Во время проведения операций (например, для остановки кровотечения) это позволит снизить потребность жизненно важных органов в кровотоке для их защиты.