Представление художника о камерах для анабиоза от Spaceworks
7 октября 2006 года Мицутака Утикоси [Mitsutaka Uchikoshi], поев шашлычков на горе Рокко в западной Японии, решил пойти вниз с горы пешком, а не ехать на канатной дороге. Он потерялся, поскользнулся, сломал таз и, поскольку рядом не оказалось никого, кто бы мог ему помочь, потерял сознание. Через 24 дня проходивший мимо альпинист нашёл Утикоси. Температура его тела упала до 22 °C, его пульс едва прощупывался, а метаболизм почти остановился. Несмотря на отказ многих органов и серьёзную потерю крови, без еды и воды он выжил, и затем полностью восстановился.
Случай с Утикоси назвали первым документированным случаем впадения человека в спячку. Его история сразу же привлекла внимание медицинской общественности, понадеявшейся разработать новые методы терапии.
Среди медиков был и Джон Брэдфорд, президент американской компании Spaceworks из Атланты, шт. Джорджия, разрабатывающей технологии исследования космоса. Брэдфорд, однако, не собирался разрабатывать новые методы лечения; он хотел найти способ вводить людей в анабиоз на длительных межзвёздных перелётах.
«Я большой поклонник научной фантастики, так что тут дело ещё в том, чтобы сделать небольшую её часть реальной, – говорит Брэдфорд. – Но я в первую очередь инженер, работающий над пилотируемыми миссиями на Марс и на других направлениях в нашей Солнечной системе. С этой точки зрения анабиоз вполне оправдан». Если команда спит, ей нужно меньше еды и систем для поддержания жизни, и это ощутимо уменьшает общую массу корабля и стоимость миссии.
Брэдфорд с его командой сконцентрировались на «терапевтической гипотермии», хорошо отработанной процедуре, используемой в госпиталях по всему миру, проведённой на тысячах пациентов для борьбы с сердечными приступами и травмами мозга. По этой схеме тело медленно охлаждают до температур в 32-34 °C, примерно на 1 градус в час, и это замедляет сердцебиение и уменьшает давление крови, что даёт медикам больше времени на работу со сложными проблемами в сердце и мозге. Обычно пациент остаётся в таком состоянии стазиса 2-4 дня, хотя были случаи, когда медики продляли его до двух недель – безо всяких осложнений. Случай Утикоси показал, что можно выжить и при более длительной процедуре охлаждения.
«Наша цель перейти от дней и недель к месяцам», – говорит Брэдфорд. Он утверждает, что медицинское оборудование, используемое для терапевтической гипотермии, можно легко переделать на автоматический режим и подготовить для космоса. Оно уже маленькое, потребляет мало энергии, простое в использовании и достаточно портативное, чтобы его можно было перевозить в машинах «скорой помощи».
Оборудование для гипотермии
Комната для анабиоза от Spaceworks будет выглядеть примерно так, как её изображают в н/ф-фильмах, но с некоторыми ключевыми отличиями. «У индивидуальных камер для анабиоза есть преимущества. Можно контролировать температуру каждого человека. Они придутся кстати в случае опасности, например, распространения патогена», – говорит Брэдфорд. Но такой вариант добавит слишком много веса кораблю. Поэтому инженеры компании склоняются к открытым и разделяемым комнатам для анабиоза. «Там будут роботизированные манипуляторы и системы слежения, заботящиеся о пассажирах. У них будут небольшие носовые трубки для охлаждения, а также системы для нагрева, возвращающие их обратно из анабиоза».
Представление художника о камере для анабиоза
В реальности схема анабиоза тоже будет отличаться от голливудского представления. Команда не будет спать всю дорогу. Компания беседовала с медицинскими экспертами, и большинство из них соглашаются, что короткие повторяющиеся циклы входа и выхода из анабиоза будут безопаснее, чем один долгий. Одна из причин – один из членов экипажа всегда будет бодрствовать и сможет следить за корабельными системами и реагировать на непредвиденные события. «Поэтому в ближайшее время, через 20-40 лет, мы сможем достичь анабиоза длительностью в пару недель», – говорит Брэдфорд.
Но есть и трудности. Наши тела не приспособлены к низкой гравитации. Кости и мускулы, освобождённые от необходимости поддерживать вес, постепенно теряют массу до такого состояния, в котором люди превращаются в инвалидов. Сердце, разработанное для прокачки крови вверх до мозга, борясь с гравитацией, в космосе справляется с работой слишком хорошо. Поэтому космонавты страдают от повышенного внутричерепного давления, что приводит к проблемам со зрением. Одно из решений – постройка корабля с искусственной гравитацией, но это, по-видимому, будет очень дорого. Ещё одно – заставлять команду много заниматься, как это делают на борту МКС. Но ведь они не смогут выполнять упражнения, находясь в анабиозе. Или смогут?
«У нас есть идеи по поводу того, как упражнять их», – говорит Брэдфорд. Одна из идей – «нейромускульная электростимуляция», во время которой небольшие электрические импульсы передаются через тело, и заставляют мускулы сокращаться. «Результаты использования этой техники для предотвращения атрофии мускулов у пациентов, находящихся в коме, многообещающие», – говорит Брэдфорд. В космосе это можно дополнить лекарствами для уменьшения влияния невесомости на массу костей.
А для борьбы с увеличенным внутричерепным давлением как раз используется терапевтическая гипотермия.
Компания хочет начать тесты на животных в 2018 году, а затем перейти на тесты со здоровыми людьми, и, возможно, проводить эксперименты на МКС. Но видение компании простирается гораздо дальше полётов на Марс или на Юпитер. Они уже задумываются о поддержки корабля с сотнями пассажиров для межзвёздного полёта. Брэдфорд считает реалистичной систему, уменьшающую температуру тела на несколько градусов, метаболизм на 50-70%, и удлиняющую время анабиоза от нескольких недель до нескольких месяцев.
А что насчёт криокапсул из голливудских фильмов, в которых межзвёздные путешественники способны спать годами? Ведь путешествие в по-настоящему глубокий космос займёт десятки, если не сотни и тысячи лет, не так ли?
Но голливуд всё не так понял, реальность гораздо безумнее.
«Наши планы по колонизации Вселенной просты, нам не нужны модные штуки, нарушающие законы физики», – говорит Джон Элис, физик из ЦЕРН. Как он рассказал мне на конференции в 2015 году:
Это позволяет теория относительности. Возьмём Альфа Центавра, находящуюся в 4,3 световых лет от нас. Если бы мы могли разогнать корабль до 0,8 от скорости света, в дело вступило бы замедление времени. Путь занял бы пять лет по Земным часам, но всего лишь несколько месяцев по часам корабля. И чем ближе скорость к скорости света, тем короче будет путь для команды. Космонавтам будущего понадобятся всего несколько месяцев полёта".
Поделиться с друзьями
Eklykti
И прилетают они такие в анабиозе к далёкой-далёкой звезде, а там уже развёрнута колония их потомков, долетевших на варп-приводе, и никому не нужны реликты древней эры в виде свежеразмороженных тушек экипажа.
A-Stahl
Братья Райт, бухая на кухне: «Доводить летательный аппарат до ума? Эту хрупкую, вонючую, шумную и медленную хрень? Подождём лучше пока телепортацию придумают.»
:)
Zenitchik
Правильно. Доводить — надо. А вот людей на нём посылать — не надо.
A-Stahl
Учёные: «Мы придумали лекарство от рака, но вам его не дадим. Ждите пока мы не придумаем универсальное лекарство от всех болезней»
Zenitchik
Не путайте лекарство с хреновой машиной.
Reink
Мы тут придумали компьютер. Хреновый, правда — занимает спортивный зал, лампы горят каждый час, электричества есть как жилой квартал. Что? Хотите траекторию полета до Луны просчитать? Ну уж нет, подождите полвека, вам новенький айфон её в пять секунд сделает.
Zenitchik
Не путайте размеры с быстродействием.
«До Луны? Через неделю устроит? Ах, Вы хотите каждый день новую считать… Тогда подождите, пока сделаем помощнее».
vvzvlad
На хабре часто вспоминают историю, когда ученые пришли с какой-то сложной задачей и суммой денег и спросили компьютерщиков, что лучше взять для ее решения. Задача была действительно сложной, и заняла бы несколько лет. Компьютерщики посчитали-посчитали, прикинули скорость развития, и предложили положить деньги в банк, а через полтора года достать и купить железо, которое посчитало бы задачу через полгода.
akinchicantonvasilevich
Желязны «Остров мертвых». Главный герой оказался на обочине жизни как раз из-за такой вот фигни: прилетает корабль с колонистами и выясняет, что через пару лет после их отлёта люди научились чуть ли не мгновенно путешествовать по галактике, а знания и навыки главного героя по современным меркам — уровень детского сада…
jaguard
Братья Стругацкие
Полдень, XXII век (Возвращение)
hokum13
Спящего в гипотермической камере человека можно было принять за мертвого, никаких внешних признаков жизнедеятельности не было видно. Конечно, диафрагма неуловимо поднималась и опускалась, но этого Боумен не мог заметить, так как все тело спящего покрывали электрические нагревательные обкладки, которые должны были постепенно, в соответствии с программой, повысить его температуру при пробуждении. Пока же только кривая самописца с надписью: «Дыхание» показывала, что спящий дышит. И еще один признак жизни обнаружил Боумен: за месяцы сна на подбородке Уайтхеда выросла короткая щетина.
Ручной процессор пробуждения помещался в небольшом шкафчике над изголовьем прозрачного саркофага. Нужно было только сорвать печать, нажать кнопку и ждать. Небольшое автоматическое программное устройство, немногим сложнее того, что управляет работой домашней стиральной машины, сделает все: впрыснет необходимые медикаменты, плавно выключит пульсирующий электронаркоз и начнет повышать температуру тела. Примерно через десять минут возвратится сознание, хотя потребуется еще не меньше суток, прежде чем проснувшийся окрепнет настолько, что сможет ходить без посторонней помощи.
alexvoz
Ну могли бы «пригнуть» в текущее положение колонистов и забрать их оттуда…
k12th
«Еще одна тачка рипов-ван-винклей!» © Р. Хайнлайн, «Время для звезд»
Squoworode
В. Васильев, «Перестарки»
Merkat0r
Главное чтоб капитана замороженных звали не Хан ;)
Dalairen
Нуньен Сингх или Соло?
Merkat0r
Конечно же первый
aapazhe
Да они нарасхват будут. Представь себе свежеразмороженного живого кроманьонца, например.
tzlom
Если человек погружён в анабиоз то ему не нужны никакие упражнения — если у него будут активно идти морфологические изменения то какой же это анабиоз.
PretorDH
Нужны но в меньшей степени. Метаболизм замедлен на 50-70%, а не нулевой. Это анабиоз, а не заморозка. Заморозить пока можно яйцеклетки и сперму для выращивания популяции для колонии по прилету.
И если например, космонавту нужно делать упражнения по 60 мин в день. То в анабиозе придется делать по 20 минут.
rPman
В таком случае для межзвездного корабля такой анабиоз не подходит, увеличение срока жизни в 3 раза — недостаточно, нужны значения — на порядок или два, превышающие это.
loly_girl
Это не настоящий анабиоз тихоходок, спор бактерий и семян растений, в котором те могут проводить огромное время. Это всего лишь аналог спячки млекопитающих, причём не полный, у некоторых грызунов температура опускается почти до нуля.
На каждые 10 градусов скорость химических реакций уменьшается примерно вдвое, поэтому настоящая качественная околонулевая спячка может продлиться несколько лет. Жировых запасов делать не нужно, глюкозу и жирные кислоты можно вводить внутривенно.
Вот если мы сможем вводить человека именно в анабиоз, то это решит проблему полностью.
SvSh123
Придется слегка доработать человека: либо наделить его способностью высыхать и снова оживать в присутствии воды (как тихоходки), либо сделать его ткани устойчивыми к замораживанию (как у некоторых рыб и амфибий). В случае с натуральным хомо сапиенс первое вообще выглядит невероятным, второе — крайне сложным и рискованным для «пациента».
loly_girl
Да, конечно, это будут специально выращенные люди. Хотя постойте, а зачем в полёте хранить именно людей? Можно же хранить половые продукты, а уже на подлёте раскупоривать их и воспитывать в колонистов и пилотов.
SvSh123
Если в случае с геномодами для человека хоть примерно ясно, в какую сторону копать, с «искусственной маткой» даже на уровне фантастики полный разброд и шатание.
Ну, допустим, у нас есть «репликаторы», в которых можно вырастить человеческого детеныша. А кто его воспитывать-то будет?
black_semargl
Да там тоже достаточно понятно — если в свинье можно вырастить человеческую печень для пересадки, то и матку можно. И не только в свинье, а и в какой-нибудь ящерице, которая из яйца вырастает.
loly_girl
Можно вводить в анабиоз или глубокую спячку фрагменты специально модифицированных людей (или там горилл) — матку с обвязкой из минимума жизнеобеспечивающих органов.
А воспитывать будет ИИ, кто же ещё.
wych-elm
Можно вводить в настоящий анабиоз сразу целого взрослого, натренированного и обученного человека — это выгоднее чем возится с выращиванием в «невозможных» на сегодняшнем уровне технологий «искусственных маток» и обучению много лет с нуля. А вот генетически обновить человека до уровня встроенной поддержки анабиоза вполне реально для сегодняшнего уровня технологий, вопрос только в финансировании такого дорогостоящего и слишком специализированного исследования.
loly_girl
О, нет. Искусственная матка, ИИ и даже гиперпространственные прыжки много реальнее настоящего анабиоза для позвоночных.
wych-elm
Как для позвоночных — нет. А амфибии и ящерики, уже не позвоночные? Генетическое модифицирование вполне может решить все проблемы с анабиозом человека. Вопрос лишь в цене и времени исследований.
loly_girl
Ни амфибии, ни ящерицы не способны к настоящему анабиозу. Они впадают в спячку.
wych-elm
А, так называемый «настоящий анабиоз», он же НФ-анабиоз. Ну он существует только на страницах фантастических произведений. В реальности такое конечно же очень маловероятно.
loly_girl
Споры бактерий, грибов и других. Мхи, тихоходки, яйца щитней и многие другие организмы существуют вовсе не в научной фантастике и впадают не в спячку, а именно в анабиоз.
Ugrum
Предлагаешь скрестить людей с трисолярианами?
Desprit
А что такого принципиально дорогого в том, чтобы сделать искусственную гравитацию на корабле? Или, по крайней мере, того отсека, который бы служил «крио-зоной»? Входить в него можно было бы через центр, где гравитация нулевая.
maxpsyhos
В теории решения есть, но все они не очень:
1) вращать весь корабль целиком — лишние нагрузки на конструкцию и отвратительная управляемость
2) вращать один отсек — очень сложно сделать подвижный герметичный стык с остальным кораблём.
3) вращать отсек внутри неподвижного кожуха — слишком громоздко и тяжело
Desprit
2.1) Вращать два отсека. Ось вращения одна, а направление — разное. Чтобы компенсировали друг друга. Ибо вращение одного отсека, как мне кажется, будет закручивать весь корабль. Или не будет? Что-то не могу понять.
Согласен на счет герметичности. Не думал об этом.
maxpsyhos
RussianSpy
А магнитные сочленения в зоне стыка динамической и статической частей корпуса не решит проблему трения? Вроде магнитного подшипника…
swelf
2) а зачем делать подвижный стык? по классике, в центре, в оси двигатель и всякая лабудень к которой доступ в нормальной ситуации не нужен(нужен редко). вокруг вращается кольцо в котором все время люди. Можно сделать вращающий переходный модуль — он вращается вместе с кольцом, в него переходит человек, модуль останавливается и стыкуется с осью.
rPman
Решение — несколько полностью независимых кораблей (свой двигатель, источник энергии, СЖО, и т.п.) в полужесткой сцепке (ближайшее подобие веревки), закручиваются вокруг одной точки с помощью самих же двигателей. В гости друг к другу кататься на лифте.
Если двигатели не способны будут точно компенсировать расхождения — либо добавляем маневровые двигатели компенсации либо сцепка с управляемой длиной — выбор, в зависимости от того что экономичнее — двигатели или гидравлика.
Плюсы очень крутые — можно делать радиус вращения достаточно большим (в пределах длины сцепки) чтобы этого не чувствовал организм (так как малый радиус вращения будет сильно давить на вестибулярный аппарат, не думаю что это смертельно но точно неприятно), встроенное дублирование всех систем (за исключением двигателей, если сцепка не вытянет модуль на них и может источников энергии), вплоть до — выкидываем сломанный модуль и летим дальше.
Если двигатели дают малое ускорение (т.е. сцепка способна удержать корабль, а это значит ниже ускорения, которое будут делать вращающиеся модули), то полумертвый модуль может стать центром вращения, и лететь дальше (оставить его под склад и может быть источник энергии)
killik
Вот, связать два Дракона да и раскрутить. И шоу, и польза. Можно было бы и два Союза, да похоже Роскосмос не дышит уже.
killik
С управляемостью-то какие проблемы? Вон половина боевых самонаводящихся всю дорогу крутятся. Нагрузка опять же статичная, ерунда.
Zenitchik
Крутятся с небольшой скоростью, поправка на гироскопический эффект не требуется. Впрочем, не вижу трудности в том, что бы её использовать на благо, а на во вред. Корабль с двумя вращающимися отсеками мог бы управлять своей ориентацией за счёт их прецессии и нутации.
Wizard_of_light
Это всё же не анабиоз, а гибернация. И Джон Элис в конце весьма оптимистичен про «несколько месяцев» на 0,8 световой до альфы Центавра. «Несколько» в данном случае — это 31 месяц собственного времени, без учёта разгона и торможения, примерно 2,5 года. К тому же, боюсь, наши реальные планы на ближайшие двести лет — хотя бы 0,05 световой, если не случится какого-нибудь чуда.
redpax
EmDrive можно считать чудом?
Eklykti
Даже если оно действительно работает, отношение тяги к подаваемой мощности слишком слабое, а для того, чтоб сделать лучше, надо понять, почему оно работает именно так, чего пока нет.
Сейчас для того, чтоб увеличить тягу, надо ставить больше реакторов, реакторы тяжёлые — вся полученная от реакторов энергия уйдёт на разгон самих реакторов.
akinchicantonvasilevich
Была уже выдвинута теория и не одна, причём, согласно одной из них, для роста кпд чуть ли не вдвое, достаточно заполнить раструб радиопрозрачным диэлектриком и чуть-чуть подправить геометрию.
black_semargl
Даже если достичь КПД движителя в 100% — останется вопрос где взять нужное количество энергии для разгона.
Реактор при попытке снять с него слишком большую мощность испарится.
Wizard_of_light
Это пока фокус, чудо будет если на его основе что-то стоящее сделают.
xtala
Дратути учоные! Хочу чтобы вы сделали технологию полетов по моему проекту.
Суть токова, звездолета из титаниума. На звездолетах роботы. Звездолеты набигают на ближайшие системы и строят базы.
На базах порталы квантовые, люди с охраной и эсковатарами телепортируюцца. Все. Можно грабить корованы.
P.S. я две минуты назад это придумал.
akinchicantonvasilevich
Какая-то у Вас жистокая голактека…
Dalairen
*джве(!) минуты
ARD8S
Всё дело в волшебных шашлычках…
degressor
Так пару месяцев и даже лет можно и так. А вот для столетий...
Jeka_M3
Что-то фильм вспомнился: "Пассажиры", 2016 г. Как раз про анабиоз и ситуацию, когда что-то пошло не так и один из пассажиров корабля проснулся посреди полёта. А лететь ещё о-о-очень долго...
akinchicantonvasilevich
Ещё «Пандорум», когда переспал вспомни…