Гибернация астронавтов позволит уменьшить размеры космических кораблей
Европейское космическое агентство (ESA) изучило, как гибернация экипажа может повлиять на дизайн реальных космических миссий. Исследование было проведено командой SciSpacE в Concurrent Design Facility (CDF) агентства.
Исследование и методология
Исследование началось с оценки текущего состояния технологий гибернации человека при помощи ученых из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене и Университета Гёте во Франкфурте. Команда CDF впервые изучила влияние гибернации на системный дизайн миссии, взяв за основу существующий проект полета шести человек на Марс и обратно сроком в пять лет.
Результаты и преимущества гибернации
- Сокращение массы: Масса космического корабля может быть уменьшена на треть за счет удаления жилых помещений для экипажа и пропорционального сокращения запасов, что сэкономит несколько тонн.
- Дизайн капсул: Гибернация будет происходить в небольших индивидуальных капсулах, которые также будут служить каютами в периоды бодрствования.
- Процесс гибернации: Предполагается, что состояние торпора (аналог спячки) будет индуцировано с помощью препаратов. Как и у животных, астронавты заранее накопят дополнительную жировую ткань. Их капсулы будут затемнены, а температура значительно понижена для охлаждения организма во время 180-дневного перелета к Марсу.
- Восстановление: После фазы гибернации предусмотрен 21-дневный восстановительный период. Ожидается, что экипаж не столкнется с атрофией костей или мышц.
- Защита от радиации: Поскольку экипаж будет проводить большую часть времени в капсулах, защитные экраны (например, контейнеры с водой) можно сконцентрировать вокруг них. Существующие исследования также показывают, что гибернация сама по себе усиливает радиационную защиту.
Технологические вызовы
При длительном нахождении всего экипажа в состоянии гибернации миссия должна быть рассчитана на работу в автономном режиме. Потребуется оптимальное использование искусственного интеллекта и систем обнаружения, изоляции и устранения неисправностей для поддержания минимального уровня работоспособности корабля до пробуждения экипажа.
Перспективы и аналогии
"Если бы мы смогли снизить базовый метаболизм астронавта на 75% — аналогично тому, что мы наблюдаем у крупных hibernating животных, таких как некоторые медведи — это привело бы к существенной экономии массы и стоимости, сделав длительные исследовательские миссии более осуществимыми", — поясняет руководитель команды SciSpacE Дженнифер Нго-Ань.
Идея не является чисто теоретической: сопоставимые методы (индуцированная гипотермия для снижения метаболизма) уже более двух десятилетий применяются в критической медицине для пациентов с травмами и перед серьезными операциями. В будущем ESA планирует изучить мозговые пути, активируемые или блокируемые при вхождении в гибернацию, начав с животных и перейдя к людям.
