Có một sự thiếu ngủ đông đáng lo ngại trong các kế hoạch không gian của chúng ta. Nếu chúng ta từng tìm ra một loại ngủ đông nào đó, chúng ta có thể tận dụng lợi thế của nó để đi bằng tàu vũ trụ nhỏ hơn không?
Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đang làm việc để trả lời câu hỏi đó.
ESA có cái mà họ gọi là nhóm chủ đề của người khác, làm việc về chế độ ngủ đông của con người. Nhóm chủ đề đang làm việc dưới sự bảo trợ của Nhóm khái niệm nâng cao, nghiên cứu các ý tưởng và công nghệ có ý nghĩa lâu dài đối với các nỗ lực vượt xa không gian của ESA. Nó giống như một bể tư duy hỗ trợ nghiên cứu đa ngành.
Nếu chúng ta muốn một tương lai nơi các phi hành đoàn phi hành đoàn đến các hành tinh khác, hoặc có thể là các hệ mặt trời khác, thì đó là một thực tế, thì ngủ đông của con người sẽ là một phần của nó. Hoặc là, hoặc một con tàu sao nhiều thế hệ, với tất cả các tham số đói tài nguyên của nó.
ESA cho biết họ đã xác định việc sử dụng có kiểm soát của torpor & hibernation là một công nghệ thay đổi trò chơi cho các chuyến bay vũ trụ của con người. Họ cũng suy đoán rằng việc hạ thấp tốc độ trao đổi chất của các phi hành gia trên các hành trình không gian dài không chỉ có thể bảo tồn không khí, nước và thực phẩm mà còn giảm mức độ nhạy cảm với thiệt hại do phóng xạ.
ESA đang sử dụng Cơ sở thiết kế đồng thời (CDF) của họ, một cơ sở đa phương tiện cho phép các nhóm khác nhau của họ làm việc cùng nhau, để kiểm tra chế độ ngủ đông của con người cho chuyến đi đến hành tinh gần đó, có khả năng là sao Hỏa. Các thành viên trong nhóm đã nắm giữ công nghệ du hành vũ trụ hiện tại cho sứ mệnh sao Hỏa năm năm đưa sáu phi hành gia đến hành tinh đỏ và quay trở lại. Đây là lần đầu tiên họ đã nghiên cứu tác động của việc ngủ đông có thể có đối với thiết kế nhiệm vụ.
Chúng tôi đã làm việc để điều chỉnh kiến trúc của tàu vũ trụ, hậu cần của nó, bảo vệ chống bức xạ, tiêu thụ năng lượng và thiết kế nhiệm vụ tổng thể, nhận xét của Robin Biesbroek của CDF.
Có rất nhiều suy nghĩ về. Nhiều bộ phim và sách khoa học viễn tưởng khác nhau đã khám phá chế độ ngủ đông của con người, vì vậy hầu hết chúng ta có thể kể tên nhiều vấn đề. Những ảnh hưởng tâm lý nào sẽ có? Nó chắc chắn sẽ gây sốc khi ngủ đông trong một tuần, một tháng, một năm, thậm chí lâu hơn, và sau đó thức dậy ở đâu đó ngoài không gian. Làm thế nào một con người có thể chuẩn bị cho điều đó?
Còn an toàn thì sao? Khoa học viễn tưởng tràn ngập những người thức dậy quá sớm, hoặc quá muộn, từ thời kỳ ngủ đông. Yếu đuối và nôn nao, hoặc có thể phủ đầy mồ hôi lạnh, nhiều nhân vật chính đã thức dậy không đúng lúc và thấy cuộc sống của họ bị đảo lộn bởi hệ thống ngủ đông bị trục trặc.
Nhưng điều đầu tiên trước tiên.
Làm thế nào công nghệ ngủ đông, nếu chúng ta có thể phát triển nó, ảnh hưởng đến thiết kế tàu vũ trụ?
Chúng tôi đã xem xét làm thế nào một đội phi hành gia có thể được ngủ đông tốt nhất, phải làm gì trong trường hợp khẩn cấp, làm thế nào để xử lý sự an toàn của con người và thậm chí cả việc ngủ đông sẽ ảnh hưởng đến tâm lý của đội. Cuối cùng, chúng tôi đã tạo ra một bản phác thảo ban đầu về kiến trúc môi trường sống và tạo ra một lộ trình để đạt được cách tiếp cận hợp lệ đối với con người ngủ đông lên sao Hỏa trong vòng 20 năm, Biesbroek nói.
Có lẽ điều đầu tiên cần chú ý là kích thước của các mô đun cư trú. Một phi hành đoàn ngủ đông có thể sử dụng một mô-đun hab nhỏ hơn nhiều so với một phi hành đoàn tỉnh táo, như hình ảnh này minh họa.
Nghiên cứu sơ bộ cho thấy khối lượng của tàu vũ trụ có thể giảm đi một phần ba. Phi hành đoàn sẽ ngủ đông trong các khoang nhỏ sẽ tăng gấp đôi làm cabin cho phi hành đoàn khi còn thức. Việc loại bỏ hàng tiêu dùng sẽ giúp bằng cách loại bỏ vài tấn khối lượng.
Nghiên cứu đã xem xét hành trình 180 ngày tới Sao Hỏa. Các phi hành gia sẽ phải tăng thêm mỡ trong cơ thể trước khi thực hiện nhiệm vụ, và một loại thuốc sẽ gây ra ngủ đông, hoặc hành hạ. Chúng sẽ ngủ đông bên trong những cái tối, được làm mát và khi chúng thức dậy, sẽ có một khoảng thời gian phục hồi 21 ngày.
Một trong những mối nguy hiểm nổi tiếng nhất mà các phi hành gia phải đối mặt trên các không gian dài là phóng xạ. Các hạt năng lượng cao có rất nhiều trong không gian và bảo vệ phi hành đoàn là mối quan tâm hàng đầu. Nhưng vì các thành viên phi hành đoàn sẽ ngủ đông tại một điểm, nên việc thiết kế bảo vệ dễ dàng hơn. Che chắn, chẳng hạn như các thùng chứa nước, có thể được xây dựng xung quanh vỏ.
Giả định cơ bản đằng sau giấc ngủ đông của con người trong không gian được xây dựng xung quanh chế độ ngủ đông của động vật. Có hai loại ngủ đông trong vương quốc động vật: ngủ đông bắt buộc ngủ đông hàng năm bất kể nhiệt độ hay điều kiện; và ngủ đông tiềm ẩn mà ngủ đông như là một phản ứng với các yếu tố gây căng thẳng trong môi trường. Nhiều loại động vật ngủ đông, bao gồm gấu, thú có túi, dơi, một số loài gặm nhấm và một số con sóc.
Hiện tại, chế độ ngủ đông đã được đề xuất như một công cụ thay đổi trò chơi cho du hành không gian của con người, Trưởng nhóm giải thích SciSpacE, Trưởng nhóm SciSpacE, Jennifer Ngo-Anh. Nếu chúng ta có thể giảm 75% tỷ lệ trao đổi chất cơ bản của một phi hành gia - tương tự như những gì chúng ta có thể quan sát được trong tự nhiên với những động vật ngủ đông lớn như một số loài gấu - chúng ta có thể tiết kiệm được khối lượng lớn và chi phí đáng kể, thực hiện các nhiệm vụ thám hiểm trong thời gian dài khả thi hơn.
Điều đó vẫn còn lớn nếu, mặc dù. Gấu ngủ đông vẫn còn hơi bí ẩn. Họ tái chế protein và nước tiểu của họ trong khi ngủ đông. Và chúng có thể ngủ đông tới 7 tháng mà không mất khối lượng xương. Các động vật ngủ đông khác làm gián đoạn cơ thể của chúng với các giai đoạn nhiệt độ và nhịp tim điển hình hơn được gọi là kích thích euthermic. Làm thế nào tất cả điều này sẽ được quản lý ở người, một loài không ngủ đông tự nhiên, là không rõ.
Có một số tiền đề cho việc ngủ đông của con người, và điều đó xuất phát từ y học hiện đại.
Và ý tưởng cơ bản của việc đưa các phi hành gia vào trạng thái ngủ đông trong thời gian dài thực sự không quá điên rồ: một phương pháp có thể so sánh rộng rãi đã được thử nghiệm và áp dụng như liệu pháp ở những bệnh nhân chấn thương quan trọng và những người phải trải qua các cuộc phẫu thuật lớn trong hơn hai thập kỷ. Ngô-Anh. Hầu hết các trung tâm y tế lớn đều có các quy trình gây hạ thân nhiệt ở bệnh nhân để giảm quá trình trao đổi chất về cơ bản đạt được thời gian, giữ cho bệnh nhân ở trạng thái tốt hơn so với những gì họ có thể.
Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu từ đầu. Họ ít nhất có một điểm khởi đầu, đó là những gì các loại xe tăng nghĩ về tất cả.
Chúng tôi đặt mục tiêu xây dựng dựa trên điều này trong tương lai, bằng cách nghiên cứu các con đường não được kích hoạt hoặc bị chặn trong quá trình ngủ đông, bắt đầu từ động vật và tiến tới con người, ông Ngô Ngô-Anh kết luận.
Hơn:
- Thông cáo báo chí: Các phi hành gia ngủ đông sẽ cần tàu vũ trụ nhỏ hơn
- ESA: Nhóm khái niệm nâng cao; Kỹ thuật sinh học: Ngủ đông
- JSTOR Daily: Những bí ẩn của giấc ngủ đông
