Колесо сновидений
Технический проект «космической системы оцепенения» был представлен инженерами SpaceWorks Enterprises в 2014 году. В отличие от фантастических космических кораблей с однородными рядами отдельных капсул, в концепции используется одна цилиндрическая камера, предназначенная для размещения нескольких членов экипажа. Расположенные в центре роботизированные руки будут автоматически делать необходимые инъекции, размещать катетеры и дыхательные трубки и контролировать состояние своих подопечных. Предполагается, что камера вращается, создавая искусственную гравитацию, необходимую для поддержания тонуса опорно-двигательного аппарата, кровеносных сосудов и других систем организма.
Однако на такой длительный промежуток времени даже действия искусственного притяжения может не хватить. Таким образом, мышцы космонавтов будут дополнительно стимулироваться слабым электричеством — к счастью, такая терапия уже разработана на Земле и используется для предотвращения атрофии мышц у парализованных пациентов. Кроме того, когда экипажу необходимо выйти из спячки, мышцы могут быть вынуждены сокращаться с повышенной активностью, что облегчает разогрев тела и пробуждение.
Сон в белой форме
Но сначала нужно будет вызвать анабиоз, причем сделать это можно двумя способами: термическим и химическим. Лечебное переохлаждение используется в медицине, например, при остановке сердца: резкое охлаждение и замедление обмена веществ могут в какой-то мере спасти мозг от быстрого и необратимого повреждения, вызванного недостатком кислорода.
Путем введения катетера в большую бедренную артерию кровь прокачивается через холодильник, понижая температуру тела до 32-34 ° C на сутки или даже немного. В будущих полетах это можно сделать более осторожно, используя теплоотводящие гелевые коврики и охлаждающий спрей, который можно подавать через дыхательные трубки, идущие к носоглотке. Но питание, как и пациентам, необходимо будет вводить внутривенно вместе с лекарствами для предотвращения естественного озноба.
Гиперсон в космосе как это будет
Во время гибернации космонавтам следует вводить лекарства, вызывающие «онемение» — термин, обозначающий состояние гибернации. Как и животные, находящиеся в спячке, астронавты накапливают дополнительный жир до того, как начнется онемение. Их мягкие отсеки будут затемнены, а их температура значительно упадет, чтобы охладить находящихся в них людей во время запланированного 180-дневного круиза Земля-Марс.
ESA заявило, что фаза зимнего круиза завершится 21-дневным периодом восстановления. Он сказал, что, основываясь на опыте животных в спячке, команда, вероятно, не испытала бы потери костной и мышечной массы.
Воздействие радиации от высокоэнергетических частиц является ключевой опасностью при дальних космических путешествиях, но поскольку экипаж, находящийся в спячке, будет проводить так много времени в своих отсеках для спячки, тогда экраны, контейнеры с водой могут быть сфокусированы вокруг них.
Основная идея, лежащая в основе гибернации космонавтов, не так уж и безумна: широко сопоставимый метод был опробован и испытан в качестве терапии для пациентов с тяжелыми травмами и тех, кто перенес серьезную операцию на протяжении более двух десятилетий. В большинстве крупных медицинских центров есть протоколы для индукции гипотермии у пациентов, чтобы снизить их метаболизм и выиграть время, поддерживая пациентов в лучшем состоянии, чем до гиперсна.
Ученые будут развивать это направление, сначала исследуя проводящие пути мозга, которые активируются или блокируются во время спячки, и начнут с животных.
ЕКА не единственное, кто занимается этой проблемой. НАСА также заключило контракты на изучение спячки человека в космосе. И, возможно, в ближайшем будущем астронавты покроют огромные расстояния в космосе в спящем режиме гиперсна, и первой планетой, которую мы посетим, станет Марс.
Биологическое вдохновение
Доктор Ханна Кэри из Университета Висконсина считает, что возможность погружения в спячку следует искать не в медицине, а в природе.
Кэри изучает привычки гибернации суслика, небольшого всеядного грызуна, который бродит по прериям Северной Америки. С конца сентября по май суслик зимует в подземных норах, переживая суровые зимы.
В этом разница между космическими объектами. Только представьте, какое расстояние между ними.
«Тот факт, что у приматов возможна гибернация, делает возможными биомедицинские открытия, применимые к людям», — говорит он.
Одно из любопытных наблюдений Кэри заключается в том, что низкий уровень метаболизма не сохраняется всю зиму. Спящие животные периодически выходят из оцепенения на полдня, доводя температуру своего тела до нормального уровня. Однако в это время животные по-прежнему не едят и не пьют.
«Первоначально считалось, что спячка является продолжением сна, но физиологически это другое дело, потому что метаболизм полностью замедляется, хотя и сохраняется», — сказал на конференции оксфордский нейробиолог доктор Влад Вязовский. «Онемение, эта экстремальная метаболическая проблема, кажется, что-то делает с мозгом или телом, сочетая сон с выздоровлением».
Нейробиологи давно пытались составить исчерпывающий список преимуществ сна. Например, исследования показывают, что сон помогает мозгу устранять токсичные продукты жизнедеятельности в лимфатической системе и позволяет синапсам мозга «перезапускаться». Если спящий режим сам по себе приводит к недосыпанию, может ли быть полезным периодический сон?
Мы еще не знаем. Но Кэри считает, что результаты исследований на животных показывают, что в погоне за человеком в условиях гибернации изучение биологии естественной гибернации даст больше результатов, чем применение медицинских практик, основанных на гипотермии, то есть гипотермии.