Cislunární medicína

Stanice u Měsíce

Jak asi většina z fanoušků Kosmonautix.cz ví, NASA plánuje ve spolupráci s Roscosmos, Kanadou, ESA a Japonskem, jako další významný projekt po ISS, postavit menší stanici, a to v tzv. cislunárním prostoru poblíž Měsíce, která zatím nese neoficiálně název Deep Space Gateway (zkráceně DSG),  či chcete-li užívat zatím poslední verzi názvu stanice, tedy LOP-G (Lunar Orbital Platform – Gateway). Stanice by měla plnit dva hlavní úkoly. Jednak by měla sloužit pro robotické a pilotované výsadky na povrch Měsíce, ale její hlavní význam je bezesporu v přípravě pilotovaného letu na Mars a testování nových technologií. A právě v této souvislosti nestojí pozadu ani výzkum v oblasti kosmické medicíny a biologie a také v oblasti života (přežití) lidí ve vesmíru.

Smrtící vesmír…
Plánovaná cesta člověka na Mars má celou řadu zásadních překážek, z nichž jedna, a to velmi podstatná, se týká účinků kosmického záření na lidský organismus. Již dnes probíhá na palubě ISS na dané téma celá řada experimentů, avšak, na rozdíl od ISS, která se pohybuje po trajektorii po nízké oběžné dráze, kde je Zemí stále do určité míry chráněna před účinky kosmického záření, nová stanice bude umístěna v tzv. cislunárním prostoru mezi Zemí a Měsícem. To je místo, kde už oproti ISS, budou na živé organismy a tedy i na astronauty, obývající stanici, působit mnohem vyšší dávky kosmického záření.

Van Allenovy pásy a vyznačení některých oběžných drah.

Van Allenovy pásy a vyznačení některých oběžných drah.
Zdroj: https://i.warosu.org

Podmínky budou tedy mnohem více podobné těm, jakým budou čelit astronauti během cesty na Mars. Vědci mají obavy zejména z dlouhodobé expozice astronautů ionizujícímu záření ve formě galaktického kosmického záření (GCR), či korpuskulárního slunečního záření a navíc v kombinaci s účinky mikrogravitace. Výzkumy ukazují, že v organismu, který je vystaven zvýšeným dávkám terestriálních zdrojů ionizujícího záření, jako je gamma záření nebo rentgenové záření, dochází k  rozvoji zejména cerebrovaskulárních onemocnění, poruch trávícího traktu, endokrinních poruch a také poruch imunity. Dosavadní výzkum například ukázal, že expozice gama záření, má vliv na rozvoj mozkové aterosklerózy.

Nathan Koga na své ilustraci porovnává velikost ISS a plánované DSG.

Nathan Koga na své ilustraci porovnává velikost ISS a plánované DSG.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/

Rizika dlouhých misí do hlubokého vesmíru…
Jednou z největších neznámých, na které vědci hledají odpovědi jsou otázky, týkající se prahových dávek záření a jak který typ záření v různých prostředích působí. Hlavním úkolem vědců bude tedy stanovit hodnoty tzv. Permissible Exposure Limits (PEL), neboli přípustných limitů expozice. V dalším výzkumu půjde tedy v podstatě o to kvantifikovat vliv různých typů záření, působícího na astronauty se současným vlivem mikrogravitace na roky přežití bez výskytu onemocnění a navrhnout ochranná opatření.

Astronauti na ISS provádí mnoho lékařských experimentů přímo na sobě.

Astronauti na ISS provádí mnoho lékařských experimentů přímo na sobě.
Zdroj: https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net

Vedle účinků záření, o kterých jsme mluvili výše (tedy například aterosklerotické změny v cévách), tu máme i mikrogravitaci. My víme, že dlouhodobý pobyt v mikrogravitaci má na svědomí přesun tělesných tekutin a redistribuci krve do horních partií těla. Důsledkem toho, dochází vlivem zvýšené námahy cév k zesilování cévních stěn ve vrstvách, které se nazývají intima a médie. Tato situace nutně vede k dalšímu zužování lumen cévy a zhoršování prokrvení oblastí, nacházejících se za zúžením. Pobyt v podmínkách kosmického letu však ovlivňuje také ostatní systémy lidského organismu. Dochází například ke změnám imunity a také vidíme známky poškození buněk v důsledku oxidativního stresu.

Budoucí experimenty
Jak již bylo řečeno, medicínské experimenty, které budou realizovány na DSG/LOP-G, budou zaměřeny na problematiku kombinovaného působení mikrogravitace a záření. Půjde zejména o  výzkum buněčných kultur savců a využívání technologií organs-on-a-chips. Data budou vyhodnocována na místě a posílána budou telemetrií/telemedicínsky na Zemi, kde budou porovnávána s parametry srovnávacího vzorku umístěného v bioreaktoru na Zemi.

Zdroje informací:
https://www.hou.usra.edu/
https://www.animalsinscience.org/
https://labiotech.eu/
https://wyss.harvard.edu/

Zdroje obrázků:
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2018/03/2018-03-16-125243.jpg
https://i.warosu.org/data/sci/img/0073/45/1434933950436.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/…/03/Onwards_and_Upwards_web.30pct.jpg
https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/hires/2014/thebattleaga.jpg

Cislunární medicína, 5.0 out of 5 based on 22 ratings
Pin It
(Visited 2 348 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (22 votes cast)
(Visited 2 348 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


20 komentářů ke článku “Cislunární medicína”

  1. Alois napsal:

    Z historie : Pásma záření, o nichž svět před kosmonautikou neměl ani tušení, objevily hned první americké sondy poslané do oněch míst. Vnitřní / Inner Belt / hned první americká UDZ Explorer-1, mylně označovaná za první vědeckou UDZ, což není pravda. První vědecké přístroje nesl již rok před tím, v roce 1957 ruský Sputnik-2 a objevu IB zabránilo jen to, že tehdy sovětští, nyní ruští, vědci nedokázali jejich údaje zobecnit. Vnější / Outer Belt / pak americký Pionener-1, který sice nedoletěl až na orbit Měsíce, jen do vzdálenosti 128 tis km od Země, ale po téměř celou dobu letu prováděl cenná měření , poprvé mimo LEO.

  2. entes napsal:

    No a to se vazne neda odstinit? Vrstva olova navic nebo neceho lehciho treba.

    • Jiný Honza napsal:

      Běžnou úroveň záření samozřejmě odstínit (na nějakou snesitelnou úroveň) jde. Mimo magnetosféru Země to stínění bude těžší než na nízké oběžné dráze. Ale technicky to proveditelné je.

      Problém by byl, pokud by tu stanici trefila pořádná sluneční erupce nebo nějaká fakt vysokoenergetická částice. Něco takového se prakticky odstínit nedá, tedy v rámci našich současných technologických možností.

      • otaznick napsal:

        Evakuační plány budou v plánování stanice zajisté také důležité. Pochybuji, že bude v zájmu vědy zkoušet vliv extrémních erupcí na lidský organismus. Na druhou stranu při výpravách na Mars nebude kam utéct, takže pokud bude součástí DSG odstíněný kryt, tak bude zajímavé pozorovat úspěšnost takového opatření.

    • 3,14ranha napsal:

      Nevím nakolik vládnete anglicky a kolik času byste chtěl věnovat hledání, ale NASA má různě po stránkách pověšené PDF s prezentacemi projektů a studiemi. Zkusím se podívat, jestli bych něco nevyhrabal v počítači.

      Co mi utkvělo v paměti, tak principiálně je možné radiaci snížit na naši běžnou pozemskou úroveň metr tlustou vrstvou vody, to je u současné velikosti lodí trochu overkill 😀 (v daleké budoucnosti u opravdu velkých lodí to může mít smysl).

      Reálně se používá kombinace plechu (samotný plášť lodi), polyethylenových desek (vodíkové atomy jsou účinné na stínění sekundární radiace) a vnitřního uspořádání lodě – u stěn je radiace vyšší, než uprostřed lodi.

    • MartinH napsal:

      Problem je tvrde galakticke zareni. To je tvorene prevazne velmi rychlimi jadry atomu zeleza. Pri pruchodu radiacnim stitem z neho vyrazeji dalsi castice, takze ve vysledku je radiace vyssi. Pro jeho odstineni je treba pres metr tlusty stit. Paradoxne je, krom slunecnich erupci, lepsi se vubec nechranit, pri soucasnych moznostech.

  3. Zdeněk napsal:

    Když vidím toho cislunárního prcka,tak si říkám proč radši nepostavit stejně velkou loď která by startovala od ISS a byla u Měsíce stejnou dobu jako kosmonauti. Jen by se vracela k zemi pro doplnění zásob a výměnu posádky.

    • 3,14ranha napsal:

      Až bude litr paliva(plus okysličovadla) vynesený na LEO stát 30 korun, tak to jistě bude mít smysl, tahat všechny krámy tam, zpátky a zase tam. Do té doby se bude náklad vždy rozpočítávat na gramy a palivem se bude šetřit. (eventuelně až výrazně zlevní a výkonem narostou elektrické motory)

      Ono se to nezdá, ale užitečný náklad k Měsíci a dál tvoří promile, nebo jen zlomky promile startovní hmotnosti rakety, zbytek je palivo.

      • Jiný Honza napsal:

        Užitečný náklad k Měsíci by měl být cca 1-2% hmotnosti rakety.

        Ale jinak souhlas, bylo by to energeticky příliš náročné.

      • Jiří Hošek napsal:

        Re: Zdeněk
        Změna rychlosti z LEO na NRHO a zpět na LEO je 7 km/s.

    • Jiný Honza napsal:

      Spíš je otázka, proč tenhle výzkum nedělat na specializovaných jednorázových družicích. Zvlášť když se v článku zdůrazňuje výzkum na tkáňových čipech. Za cenu DSG by takových sond mohly být stovky.

      • Jak je obecně známé a jak je také zmíněno v článku, tak DSG bude sloužit mnoha jiným úkolům a to co je zde popsáno je jenom jeden z nich.

        • Jiný Honza napsal:

          Podoba, účel a dokonce i název té stanice poslední dobou mění tak dynamicky, že bych o “obecné známosti” dost pochyboval.

          Biologický a materiálový výzkum mimo magnetosféru Země byl dlouho uváděn jako jeden z hlavních důvodů pro stavbu cislunární základny a zásadní odlišnost od dnešní ISS.

        • V průběhu půl roku na Kosmonautix vyšly dva rozhovory o aktuálním stavu DSG. Na konci dubna jsem měl dvě přednášky o DSG s celkem podrobnými informacemi. Takže bych řekl, že kdo chce může být velmi dobře informován o tom co je a proč tu je DSG.

        • Jirka Hadač napsal:

          Já ti nevím Honzo, název se měnit může a mění, to je pravda, může se měnit částečně i podoba, tedy dokud se nezfinalizuje, on se možná může měnit vzhled i podle toho, kdo to vyrobí a čím se to vynese nahoru, ale v principu účel se měnit nebude. Osobně mi přijde, že už moc víc zjednodušit nejde ta DSG, tedy pokud nebudeš z ní chtít vyškrtnout část pro posádku. A zrovinka na tomto serveru jsou zmiňovány všechny přednášky na téma cestování za nízkou oběžnou dráhu, či pobytu lidí tam. Takže já to za obecnou známost považuji.

    • Dušan Majer napsal:

      Ono je to složitější. Na DSG se budou dělat třeba i materiálové experimenty, které poběží v době, kdy tam posádka nebude.

    • pbpitko napsal:

      Oplatilo by sa to, keby meter kubický povedzme kyslíka vážil 1 gram.
      Žiaľ váži a vždy aj vážiť bude okolo 1 tony, nepomôžu tomu žiadne inovácie, tým menej Sci-Fi.

Zanechte komentář