Fra stråling til isolation: 5 store risici for Mars -astronauter (videoer)

NASA risiko videoer logo

Rummet kan være et farligt sted, og en række NASA -videoer skitserer de største risici for astronauter. (Billedkredit: NASA)





Kosmos kan være betagende smuk, men det kan også være dødbringende for menneskelige opdagelsesrejsende.

Mens NASA og andre rumorganisationer har lært, hvordan man beskytter menneskeliv på relativt korte missioner, såsom rejser til månen og Den Internationale Rumstation (ISS), skal forskere stadig studere og planlægge længere rejser gennem dybt rum. På en potentiel mission til Mars, for eksempel, forudser NASAs Human Research Program fem hovedfarer for det menneskelige besætning. Dette program studerer og udvikler de bedste metoder og teknologier til at understøtte sikre menneskelige rumrejser.

Foreløbig studerer programmet måder at modvirke disse farer, der er anført nedenfor. For at en menneskelig mission til den røde planet skal lykkes, skal disse fem risici håndteres omhyggeligt. [Rumstrålingstrussel mod astronauter forklaret (infografisk)]



Rumstråling

De fleste mennesker ved, at udsættelse for for meget stråling kan gøre dig syg, men de strålingsniveauer, vi oplever på Jorden, er ingenting i forhold til dem som astronauter ville blive udsat for på rejsen til Mars. Rumstråling er meget mere hård og skadelig end strålingen, som mennesker, der lever på Jorden, oplever.

Selv astronauter, der bor på den internationale rumstation, der sidder inde i Jordens beskyttende magnetfelt, udsættes for 10 gange den stråling, de ville, hvis de var tilbage på jorden, oplyser NASA -embedsmænd. sagde i en erklæring og en række videoer fra bureauets Human Research Program.

Enhver, der rejste gennem dybt rum, ville have en langt større risiko ved stråling. Uden for Jordens beskyttende skjold kan stråling øge kræftrisikoen og skade en persons centralnervesystem (hvilket ville forårsage ændret kognitiv funktion, nedsat motorisk funktion og adfærdsændringer), sagde NASAs Human Research Program. Andre farer ved at blive udsat for så høj stråling omfatter kvalme, opkastning, anoreksi, træthed, grå stær, hjertesygdomme og kredsløbssygdomme.



Derfor studerer NASA, hvordan stråling påvirker menneskekroppen og sindet, så agenturet kan finde ud af måder at modvirke virkningerne og holde astronauter sikre, når de rejser gennem dybt rum.

Isolation og indespærring

Ikke alle potentielle farer ved lange missioner i dybt rum stammer fra skjulte farer ved kosmos. Nogle risici er også forårsaget af mennesker. Når grupper af mennesker er begrænset i et lille rum i lang tid, er adfærdsmæssige problemer uundgåelige, sagde NASAs Human Research Program. Så astronauterne i hver gruppe, der går ud i rummet sammen til lange missioner, er omhyggeligt udvalgt, uddannet og støttet. Fremtidige besætninger valgt til at tage til Mars vil blive undersøgt endnu nærmere, fordi de vil rejse længere og længere sammen end på andre rummissioner og vil være mere isolerede og indesluttede.

Forskere ved, at isolation kan føre til et fald i humør, kognition, moral og interpersonel interaktion samt udvikling af søvnforstyrrelser. NASA forventer, at turen til Mars bliver mentalt krævende, fordi astronauter forventes at skifte mellem store arbejdsbyrder og kedsomhedsperioder. Mangel på frisk mad kan øge følelsen af ​​monotoni og give astronauter ernæringsmæssige mangler, som kan bidrage til psykisk og fysisk sygdom. Indespærring og isolation kan også få grupper af mennesker til at kommunikere forkert.



Så NASA har i årevis undersøgt, hvordan isolation og indespærring påvirker grupper af mennesker, og agenturet har udviklet metoder og teknologier til at hjælpe. Belysning, bevægelse og søvn er alle vigtige for besætningsmedlemmer, der er isolerede, og hjælper med at holde dem i den bedst mulige psykiske sundhed, sagde NASA -embedsmænd. Besætningsmedlemmer opfordres til at holde tidsskrifter ombord på rumfartøjet, som kan give et konstruktivt sted for astronauter at lufte deres frustrationer. NASA bruger også enheder på rumfartøjer til at overvåge de tre faktorer-belysning, bevægelse og søvn-der skal hjælpe i længere missioner i dybt rum. [ Hvordan bor på Mars kunne udfordre kolonister (infografisk) ]

Afstand fra Jorden

Hvis astronauter rejser til Mars, vil de gå meget længere ud i rummet, end noget menneske er gået før. Månen er omkring 239.000 miles (380.000 kilometer) væk fra Jorden, mens Mars er 225 millioner miles (225 millioner km) væk. Det betyder, at når de først er på den røde planet, vil astronauter ikke have mulighed for at forsyne deres ressourcer igen. Så de bliver nødt til at være bemærkelsesværdigt selvforsynende for at overleve, og missionen til den røde planet skal planlægges omhyggeligt.

Enhver kommunikation mellem Mars og Jorden vil have en 20 minutters forsinkelse hver vej, ifølge NASAs Human Research Program. I tilfælde af udstyrssvigt eller medicinske nødsituationer skal besætningen være i stand til at håndtere alt på egen hånd. Mad skal planlægges på forhånd for hele turen, og der skal leveres medicin til mange potentielle problemer.

Human Research Program undersøger i øjeblikket, hvilke former for medicinske problemer der kan opstå i rummet i løbet af de seks måneder, det ville tage at rejse til Mars. På den måde kan NASA planlægge, hvilke typer procedurer, udstyr og medicin der skal bruges, samt hvilke medicinske færdigheder besætningen får brug for.

Astronauter, der rejser til rummet, udfører nu ultralyd for at overvåge, hvordan deres kroppe ændrer sig som reaktion på miljøet uden for jorden. Og Human Research Program tester også måder at forbedre fødevareformulering, forarbejdning, emballering og konservering, så næringsstoffer forbliver stabile i lang tid, samt måder at pakke medicin og bevare deres integritet på rumopgaver med lang varighed.

Tyngdekraftsfelter

På rejsen til Mars møder astronauter tre forskellige tyngdekraftsfelter. Rumrejsende starter i Jordens tyngdekraftsfelt, som er cirka 10 newton/kilogram. De vil opleve vægtløshed under den seks måneders rejse gennem dybt rum. Og de vil leve og arbejde i et tyngdekraftsfelt tre ottendedele så stærkt som Jordens, mens de er på Mars. Hver gang tyngdekraften ændrer sig, skal astronauternes kroppe tilpasse sig. Ifølge Human Research Program påvirker skift fra et gravitationsfelt til et andet en persons hånd-øje-koordination, balance, bevægelse og rumfornemmelse. Det påvirker også muskler, knogler og hjerte. Uden tyngdekraften falder en persons knogletæthed med 1 procent hver måned, fordi deres krop ikke arbejder imod kraften.

Human Research Programmet har undersøgt virkningerne af rumflyvning både på og uden for Jorden. Programmet overvåger astronauternes finmotorik, væskedistribution, fitness- og træningsniveauer, syn og reaktioner på farmaceutisk medicin. Besætningen, der er valgt til at rejse til Mars, skal leve, arbejde og udforske i alle tre tyngdekraftsfelter - på vej dertil, mens de er på Mars og på vej tilbage.

Fjendtlige og lukkede miljøer

Det er ingen hemmelighed, at rummet ikke er egnet til mennesker, hvorfor astronauter har brug for særlige rumdragter for at overleve uden for rumstationen. En astronauts rumfartøj spiller også en enorm rolle i at holde opdagelsesrejsende i live, fordi temperaturen, trykket, lyset, luften, støj og beboeligt rum inde i fartøjet efterligner alle forhold på Jorden.

NASA forventer, at den endelige rejse til Mars vil tage omkring seks måneder, hvilket betyder, at astronauternes boligkvarterer skal være behagelige nok til at holde rumrejsende både fysisk og psykisk sunde. Så levevilkårene i rummet skal simulere dem på Jorden så meget som muligt og tilskynde rumrejsende til at forblive aktive og motiverede. Teknologi ombord på nuværende og fremtidige rumfartøjer bliver nødt til at bruge begrænsede ressourcer godt - f.eks. Gøre astronauternes kuldioxid til åndbar luft og deres urin til vand - og også holde miljøet behageligt. ISS bruger for eksempel et LED -lyssystem, der var designet til at efterligne lys på Jorden.

Teknologi på rumstationen overvåger også stationens luftkvalitet for at tjekke ind på astronauternes helbred. NASA -forskere analyserer også blod- og urinprøver fra astronauter for at overvåge deres helbred og stressniveauer. I rummet er stresshormoner forhøjede ifølge Human Research Program, og dette kan ændre en persons immunsystem og gøre dem mere modtagelige for allergi og andre sygdomme. Rum gør det også lettere for mikroorganismer, der lever på din krop, at overføre fra person til person. Så ISS swabbes for at analysere den mikrobielle population ombord.

Ved fremtidige dyb-rum-missioner, som rejsen til Mars, skal hver af disse farer tages op for at sikre, at astronauter kan overleve.

Følg Kasandra Brabaw på Twitter @KassieBrabaw . Følg os @Spacedotcom , Facebook og Google+ . Original artikel om guesswhozoo.com .