Последние годы публику постоянно будоражат заявления Илона Маска о скором путешествии к Марсу и готовности стать первым марсианином. Маск невероятно богат, умён и обладает поразительным умением не только ставить амбициозные цели, но и достигать их. Вне всякого сомнения, он сумеет добраться до Марса. Но сможет ли он добраться туда ЖИВЫМ?
Жизнь межпланетного путешественника постоянно висит на волоске. Любой сбой в работе систем жизнеобеспечения может оказаться фатальным. Множатся провоцируемые невесомостью физиологические дисфункции. Усиливаются когнитивные и поведенческие расстройства, вызываемые длительным пребыванием в крайне ограниченном пространстве. Но наибольшую угрозу несёт солнечный ветер – поток выбрасываемых Солнцем высокоэнергетических частиц, скорости которых составляют сотни километров в секунду.
Поверхность Земли защищена от солнечного ветра магнитным полем. Под его действием заряженные частицы, изначально двигавшиеся прямолинейно, изменяют свою траекторию и огибают планету. Таким образом формируется магнитосфера – область пространства вокруг Земли, для солнечного ветра практически недоступная. Её роль невозможно переоценить: достаточно сказать, что на земной поверхности уровень радиации в 200-300 раз ниже, чем в дальнем космосе.
Из бесчисленных миллиардов, когда-либо населявших Землю, за границами магнитосферы побывали всего лишь 24 человека – американцы, летавшие к Луне в рамках программы «Аполлон». Длительность самого короткого из этих полётов составила 6 суток, а самого продолжительного – 12 с половиной. Казалось бы, совсем не много, однако им хватило: по возвращении все астронавты имели немалые проблемы со здоровьем, причём медики особо отметили резко возросшую предрасположенность к смерти от сердечно-сосудистых заболеваний. Моделирование на животных показало, что наиболее вероятной причиной этого явилось действие космической радиации на стенки артерий. Кроме того, выяснилось, что космическая радиация стимулирует ускоренную дегенерацию нервной ткани, способствуя раннему развитию болезни Альцгеймера.
С закрытием программы «Аполлон» такого рода исследования утратили актуальность. Однако, благодаря бурному развитию науки и техники, многие проблемы, связанные с межпланетными полётами либо оказались решаемы, либо стали казаться таковыми. Начали множиться планы полётов к Луне и Марсу, и, как следствие, возродился интерес к вопросам влияния космической радиации на живые организмы.
В рамках исследования, результаты которого представлены в журнале Scientific Reports, биологи Калифорнийского университета облучали мышей высокоэнергетическими заряженными частицами (полностью ионизированными ядрами кислорода и титана). Дозы облучения были сопоставимы с теми, что будут получать космонавты при длительном нахождении за пределами магнитосферы.
Выяснилось, что действие радиации вызывает воспаление нервной ткани и её деградацию, следствием чего становятся многочисленные когнитивные нарушения. У животных резко снизились исполнительные функции, они стали плохо справляться с постановкой задач, их распределением по времени и фокусировке на основных действиях, необходимых для достижения цели. Также наблюдалось ухудшение памяти и замедление угасания страха, ведущее к повышению тревожности. Исследователи указывают, что такое действие космической радиации не только грозит космонавтам инвалидностью, но и ставит под угрозу выполнение конечных целей миссии, поскольку выявленные расстройства непосредственно касаются быстроты принятия решений, адекватности реакции и общения в коллективе.
Помимо нарушений функций центральной нервной системы, не стоит забывать и о более «традиционных» эффектах радиации, связанных с повреждением ДНК и генерацией огромного количества оксидантов, нарушающих структуру биологических макромолекул. Среди них – многочисленные дисфцункции внутренних органов, снижение иммунитета, развитие рака и радиационной катаракты.
Стоит подчеркнуть, что всё вышеперечисленное связано с фоновым космическим излучением. Если же космонавты окажутся на пути высокоэнергетических протонов, порождённого очередным выбросом из солнечной короны, то их ждет быстрая смерть от острой лучевой болезни.
Осенью 2015-го NASA опубликовало доклад, посвящённый путям снижения угрозы здоровью человека в дальнем космосе. Несмотря на все усилия и 150 миллионов долларов, потраченных на исследования, результаты вдохновляющими не назовёшь. Из 25 факторов риска, выделенных специалистами NASA, лишь один признан полностью контролируемым и ещё 12 – контролируемыми частично. По мнению авторов доклада, самым существенным фактором, который в обозримом будущем не будет поддаваться даже частичному контролю, останется космическая радиация.
NASA молчаливо признает, что решения проблемы сохранения здоровья космонавтов в дальнем космосе у него нет. Другим космическим агентствам также похвастать нечем. И когда инженеры сообщают о технической возможности приступить к марсианской миссии, физиологи только хмыкают саркастически.
Короче говоря, сколь бы Маск ни тужился, стать марсианином ему не светит. Тем не менее, полагать, что Марс недосягаем полностью и навсегда, неверно. Перспективы есть. Но об этом – в следующей статье.
Комментарии (26)
Radisto
23.11.2021 15:31магнитосфера – область пространства вокруг Земли, для солнечного ветра практически недоступная. Её роль невозможно переоценить: достаточно сказать, что на земной поверхности уровень радиации в 200-300 раз ниже, чем в дальнем космосе.
отклоняющее действие магнитного поля максимально на экваторе и минимально на полюсе. Какова разница уровней радиации на земной поверхности на полюсе и на экваторе?
ciubotaru
23.11.2021 16:41+2бесчисленных миллиардов, когда-либо населявших Землю
Этих бесчисленных миллиардов -- примерно сто.
dkom
24.11.2021 00:13+1Магнитное поле не мешает гамма - лучам. От радиации Землю защищает не магнитосфера, а толстая атмосфера.
Valerij56
26.11.2021 23:16А меня больше всего повеселило название статьи и свяь его с её содержанием. В контрольном эксперименте животных облучали тяжёлыми заряжеными частичами (ТЗЧ) - полностью ионизированными ядрами кислорода и титана. Одна тонкость - в солнечном ветре ТЗЧ исчезающе малое количество, это, в основном, протоны и альфачастицы. ТЗЧ содержатся в галактическом излучении.
Мелочь, а впечатление от статьи испорчено.
Ilya81
01.12.2021 16:59Опаснее излучение не от солнца, а от квазаров и всякого подобного, напротив, в период высокой солнечной активности такое излучение меньше проникает в солнечную систему. От солнечного ветра обшивка космического корабля более или менее спасает, а вот квазары порой выпускают элементарные частицы с кинетической энергией как у теннисного или даже футбольного мяча. Но в случае такой сконцентрированной энергии в отличие от теннисного мяча, от которого в худшем случае может быть только синяк, для элементарных частиц с такой энергией обшивка космического корабля всё только ухудшает, вылетает мощный поток выбитых ионизированных атомов, который может нанести значительный урон человеческому организму.
rqdkmndh
27.11.2021 19:22Когда учился в школе, ходил в астрономический кружок. Руководителем был пожилой человек, который всю жизнь посвятил астрономии. Так вот, он тоже весьма скептически относился к межпланетным перелетам, именно, из-за радиации. Закрыться от альфа и бета излучения - проблема не большая, говорил он. Но остается гамма и нейтронное излучение - которые пронизывают всё насквозь и несут в себе высокий разрушительный потенциал для биологических тканей. Можно подобрать нужные материалы и толщину обшивки космического корабля, чтобы уменьшить дозу до приемлемых значений, но... При длительных путешествиях на первый план начинает выходить вторичная радиация! Т.е. в обшивке и материалах корабля накапливаются радиоактивные изотопы, которые образуются от постоянной бомбардировки нейтронами, гамма-квантами и др. частицами. Получается, что чем больше обшивки и чем дольше полет - тем больше к концу полета жилой модуль похож на контейнер с радиоактивными изотопами. И как там можно выжить - я не представляю! Обрисовал по памяти, как запомнил в детстве, не кидайтесь сильно тапками.
Lexxnech
29.11.2021 12:12+1Вот только ни гамма ни нейтроны магнитным полем не задерживаются вообще. И в межпланетном пространстве интенсивность облучения ими будет примерно вдвое выше чем на МКС. Вдвое, потому что примерно половину обзора на низкой орбите закрывает Земля. А некоторые модули МКС на орбите уже больше двух десятилетий.
Ilya81
01.12.2021 17:02МКС от того и прихотится периодически ускорять двигателями, что некоторое количество воздуха на этой высоте есть. Раз в 5 выше ускорять не пришлось б, но там уже уровень радиации не позволил б людям долгое время находиться на борту.
Lexxnech
01.12.2021 20:12+1Влиянием воздуха на радиацию на высоте МКС с практической точки зрения можно принебречь. Даже марсианская атмосфера снижает радиацию на поверхности примерно вдвое, а она на много порядков плотнее того слоя атмосферы где летает МКС.
А на высоте раз в пять больше радиационная обстановка определяется не влиянием атмосферы а радиационными поясами.
gnomeby
30.11.2021 12:47+2Маск невероятно богат, умён и обладает поразительным умением не только ставить амбициозные цели, но и достигать их
Аж во рту сладко стало.
AlexeyALV
"по возвращении все астронавты имели немалые проблемы со здоровьем, причём медики особо отметили резко возросшую предрасположенность к смерти от сердечно-сосудистых заболеваний"
Нил Армстронг дожил до 82-х.
Баззу Олдрину 91 год и он ещё жив.
Майкл Коллинз прожил 91 год.
shedir
Все еще хуже. Аполлон-8: Фрэнк Борман — 93 года, Джеймс Ловелл — 93 года, Уильям Андерс — 88 лет, все живы. Ловелл так вообще два раза летал.
Radisto
вся остальная информация в статье похоже той же степени достоверности, да?
Tyusha
Повеселило недавнее видео, где Базз по мордасам заехал какому-то молодому дегенерату, который его донимал, что они, мол, не были на Луне. Ничего такой дедушка, лишних слов не тратит, сразу переходит к делу.
maxx64 Автор
Высокая продолжительность жизни у одних ничуть не противоречит наличию сердечно-сосудистых заболеваний у других.
"43 процента умерших участников программы Аполлон стали жертвами сердечно-сосудистых заболеваний. Это в четыре-пять раз больше, чем у тех, кто не летал, и тех, кто побывал на низкой околоземной орбите." - https://news.fsu.edu/news/science-technology/2016/07/28/apollo-astronauts-experiencing-higher-rates-cardiovascular-related-deaths/
Это статья, которая отыскивается сразу - без малейших усилий.
Если копать глубже, можно найти более объёмные материалы.
AlexeyALV
Вот только не больше ли вероятность, что сердечно-сосудистые заболевания связаны совсем не с солнечным ветром, а с невесомостью, стрессами и интенсивными тренировками, что в полете помогают, но сказываются на сердце. У спортсменов, кстати, тоже в возрасте проблемы с тем же.
maxx64 Автор
1) у летавших за пределы магнитосферы была выявлена предрасположенность к сердечно-сосудистым заболеваниям
2) была высказана гипотеза о связи указанной предрасположенности с солнечным ветром и прочей космической радиацией
3) были проведены эксперименты на мышах, которые гипотезу подтвердили в полной мере
4) гипотеза стала экспериментально доказанной закономерностью
Radisto
1 У тараканов без ног была выявлена нечувствительность к свисту
2 была высказана гипотеза о том, что таракан без ног не слышит
3 был проведён всем известный эксперимент, который подтвердил в гипотезу в полной мере
4 гипотеза стала экспериментально доказанной закономерностью
Чего не было сделано: не вижу, чтобы было проверено, могут ли другие факторы полета (физические нагрузки, состояние невесомости, высокий уровень стресса) приводить к тем же результатам; настолько ли специфично это действие радиации, что другие факторы как причину можно не рассматривать
Именно во избежание этого принято не только подтверждать гипотезу, а опровергать её,рассматривая конкурирующие, начиная с нуль-гипотезы (эффекта нет вообще, а это совпадение). Как раз в биологии с этим обжигались много и сильно,
maxx64 Автор
ребята из NASA владеют методами поиска истины
если не лень, заходите на сайт и читайте материалы исследований
уверяю вас, они рассмотрели все гипотезы - возможные и невозможные
и не верить им оснований нет
Radisto
Им и верят. Тут кажется не доверяют вам.
Начинать с того, что на Марс лететь невозможно из-за радиации и приводить в пример полеты на Луну и проблемы с радиацией там (при том, что полеты были вполне успешны и радиация тогда проблем не доставила) - не очень хорошее начало. Фраза про "долететь живым" кажется добавлена вами для нагнетания саспенса, потому что прикидочные расчёты марсодозы по сети гуляют уже не первый год: живым астронавт долетит, на обратный полет уже здоровья не хватает, хотя почти наверняка вернется тоже живым, но уже не здоровым. Если не сильно переврал то, что читал, то вероятность раковых перерождений в полете становится заметной, но не очень большой с учетом полета "обратно". Правда вероятность в течении последующих нескольких лет умереть уже очень заметна. И помнится в соцсетях это бурно обсуждали, типа стоит ли лететь ради Марса, зная, что это будет вероятно последний в жизни полет. NASA как раз не говорит, что живым не долетят, они говорят, что риски для астронавтов недопустимо велики. Это не синонимы
AlexeyALV
Как? "Поиска истины"? Эти методы уже из области философии. И боюсь ни один из предложенных философских методов не дает подтвержденного результата.
Aggle
Хотелось бы увидеть полный текст статьи, по мышам вообще непонятно - сколько экспонировали, была ли контрольная группа и т. д. Да и статистика для астронавтов явно слабовата по размеру выборки - на таких выборках можно в принципе доказать гипотезу, что хронические алкоголики живут дольше ЗОЖников и имеют значительно меньше проблем со здоровьем.
Lexxnech
Так, ну для начала, 43% это на самом деле три человека. Из семи попавших в статистику в статье. Хорошо хоть 43,85% не написали.
Однако, статья довольно старая и в данный момент есть контрольная группа. С момента публикации статьи погибло еще семь астронавтов летавших к Луне (на самом деле один из них погиб еще до публикации статьи но в статистику не попал, иначе было бы не 43% а 37%), так что можем проверить. Но для начала стоит уточнить, что статистика смертности для разных возрастных групп разная, и вот тут https://www.cdc.gov/injury/wisqars/LeadingCauses.html находим, что для США в группе 65+ сердечно-сосудистые заболевания составляют ~33% от причин смерти. Так что «43% в 4-5 раз больше» это немного лукавство.
Из семи погибших после публикации статьи трое погибли от рака, двое от инфекционных заболеваний и их осложнений, один от сердечно-сосудистых и один от «ongoing health issues». Даже если предположить что эти issues тоже были сердечно-сосудистые, то из второй семерки получи смертность от ССЗ 28,5%, что более чем укладывается в статистику для данной возрастной группы.
sHaggY_caT
Хотя автор и явно намудрил, всё же, вероятно, астронавты это несколько особенная группа людей - особенно здоровая. Поэтому сравнивать их с популяцией в целом вряд ли разумно
arheops
Со спортсменами их надо сравнивать или с яхсменами.
Ибо к их «особенному здоровью»(в 40, кстати) добавляется последствия тренировок, которые обычные люди не проходят.
К примеру, перегрузки в центрифуге и на старте врятли переносят «обычные люди» хотя бы однажды в жизни.