Vieni norėjo į Marsą, kiti – į Mėnulį: kur kosmose šiandien gali nuklysti žmonės ir kaip jie ten išgyventų?

Paskutinė pilotuojama misija į Mėnulį vyko lygiai prieš 50 metų – 1972-ųjų gruodžio mėnesį. Tai buvo „Apollo 17“ misija ir ji truko 12 dienų. NASA, pradėjusi programą „Artemis“, žada jau 2025 metais žmones sugrąžinti į Mėnulį. O dar vėliau pirmą kartą nuskraidinti ir į Marsą.

Programa „Apollo“ pastūmėjo milžinišką technologinę pažangą, kurią šiandien turime ir savo buityje. Dabartiniai tikslai keliauti tolyn į kosmosą žadina ne tik vaizduotę, bet ir kelia rimtų technologinių ir net socialinių iššūkių, o jiems įveikti tos vaizduotės tikrai prireiks.

Kokius metodus planuoja naudoti mokslininkai, norėdami nugalėti kosminę spinduliuotę, mikrogravitacijos poveikį žmogaus kūnui? Kaip atrodytų tolimosios kelionės į kosmosą, jei jos vyktų šiandien? Apie tai LRT RADIJO laidoje „Minties eksperimentai“ kalbėjo Fizinių ir technologijos mokslų centro vyriausiasis mokslo darbuotojas astrofizikas Kastytis Zubovas.

„Apollo“ mažiau skirta dėmesio astronautų sveikatai

Anot jo, programos „Apollo“ misijų metu nebuvo itin daug dėmesio skiriama tam, kokį ilgalaikį poveikį kosmosas gali turėti žmonių sveikatai. Astronautams labai pasisekė, kad nė vienos misijos metu nepasitaikė didelių Saulės žybsnių ar kitų įvykių, sustiprinančių kosminį vėją. Ant Žemės mes esame nuo jo apsaugoti – turime atmosferą ir magnetosferą, kurios iki paviršiaus neprileidžia elektringųjų dalelių. Tačiau pakeliui į Mėnulį jau kas kita, o ir pats palydovas magnetosferos neturi.

Nors dalelės ne visai tokios pačios, poveikis žmonėms yra panašus į radiacijos. „Jos gali prasiskverbti į žmogaus organizmą, pažeisti ląsteles, jų DNR. Ilgalaikėje perspektyvoje kyla vėžinių susirgimų pavojus, o gavus didelę dozę – spindulinė liga, kuri greitai vystosi ir gali nužudyti ar bent jau sukelti labai didelių sveikatos problemų“, – dėstė K. Zubovas.

Mokslininko teigimu, didžiausia pažanga šioje srityje yra kompiuterija. „Dažnai atkreipiamas dėmesys, kad kiekvieno mūsų kišenėje yra kompiuteris, dešimtis tūkstančių kartų galingesnis nei tai, ką turėjo „Apollo“ astronautai, skrisdami į Mėnulį. Kompiuterija suteikia galimybę automatizuoti daugybę procesų, valdyti įvairias posistemes daug greičiau ir efektyviau, negu galėtų patys žmonės ir pan. Tai tikrai labai didelis tiek misijos efektyvumo, tiek saugumo padidinimas“, – sakė astrofizikas.

Vieni norėjo į Mėnulį, kiti – į Marsą

Tai vis dėlto kaip šiandien atrodytų kelionė į Mėnulį arba dar toliau – į Marsą?

K. Zubovo manymu, šiuo metu žmonėms nuskristi į Mėnulį jokių didelių problemų nėra. Jeigu NASA finansavimas programos „Artemis“ misijai būtų skirtas nuo 2005 metų, kai tik buvo pradėta kalbėti apie žmonių grįžimą į planetos palydovą, astronautai jau ten būtų išsilaipinę.

„Vis buvo atidėliojama, nes JAV respublikonai nori į Mėnulį, o demokratai – į Marsą. Nemanau, kad tai susiję su politine ideologija, tiesiog vieni nori daryti kitaip negu kiti. George’as Bushas pradėjo gvildenti idėją apie kelionę į Mėnulį, o Barackas Obama pasakė, kad geriau koncentruotis, jog žmonės nuskristų į Marsą, Mėnulyje jau buvom. Tada po Obamos atėjo Trumpas, pasakė, kad ne, skrendam į Mėnulį, būtinai iki 2024 metų Mėnulyje turi būti žmonių.

Dabar, kai atėjo Joe Bidenas, jau nusprendė nebekeisti tos krypties, dalykai juda. Na, planuojama ne 2024-aisiais, o 2025–2026 metais. Jeigu nebūtų to 8 metų nukrypimo Marso link, jei patrauktume tą laiko skalę jei ne 8-eriais, tai bent kokiais 6-eriais metais, dabar gal jau turėtume žmonių, nuskridusių į Mėnulį“, – LRT RADIJO laidoje „Minties eksperimentai“ kalbėjo K. Zubovas.

Jis taip pat pabrėžė, kad dabar vykti į Mėnulį leidžia ir gerai išplėtotos technologijos, ir tai, kad palydovo šiaurinis pusrutulis, kur žmonės planuoja nusileisti, yra gana gerai ištyrinėtas, ten daug vandens ledo telkinių, juos būtų galima panaudoti žmonių reikmėms. Todėl tai beliko laiko ir inžinerinių niuansų klausimas.

Į Marsą misija truktų 3-ejus metus

Su Marsu žmonės turi šiek tiek daugiau problemų.

„Esminis skirtumas tarp kelionės į Mėnulį ir Marsą yra jos trukmė. Į Mėnulį galima nukeliauti per keletą dienų, pabūti ten, tarkim, savaitę, grįžti vėl per keletą dienų, taip kad per dvi savaites gali įvykti „Artemis“ misija. Gali būti, kad jos truks ilgiau, mėnesį ar kelis. Čia jau priklauso, kaip žmonės nusprendžia.

Į Marsą bet kuriuo atveju į vieną pusę kelionė trunka nuo 6 iki 9 mėnesių. Nuskristi greičiau teoriškai būtų įmanoma, bet beveik neįmanoma, nes tam reikėtų ypač efektyvių variklių arba didelių, galingų erdvėlaivių, kurie galėtų būti visą laiką įjungę variklius. Bet tai kol kas neįmanoma. Skrydis būna toks, kad įjungiam variklius, nukreipiam trajektoriją, o tada laisvai skriejam, kol pasiekiam Marsą, ir tada vėl įjungiam variklius, kad galėtume nusileisti.

Tai pirmyn ir atgal bent metai, greičiausiai pusantrų. Nuskridus į Marsą, nesinorėtų pabūti dvi dienas ir keliauti atgal, tai ir pačiam Marse misija apie metus truktų. Atgal keliauti iškart ir nebūtų įmanoma, nes Žemė ir Marsas visą laiką juda, atstumas tarp jų keičiasi, skrydžio iš Žemės į Marsą vadinamieji langai arba etapai atsidaro kas 26 mėnesius – tai kiek daugiau nei 2-eji metai“, – aiškino mokslininkas.

Kitaip tariant, ir išskristi, ir sugrįžti reikia pasirinkti ne bet kokį laiką. Pasak K. Zubovo, tokia misija truktų bent 3-ejus metus. Per tiek laiko, praleisto už Žemės magnetosferos ribų, gali kilti įvairiausių sveikatos problemų, su kuriomis jau galvojama, kaip susitvarkyti, tačiau iki galo dar neišsiaiškinta ir kuriamos reikalingos technologijos, misijų planai ir t. t.

Sunkiai įveikiami psichinės ir fizinės sveikatos iššūkiai

Kita galima problema yra psichologinė. Įgulą galėtų sudaryti keliolika žmonių, jie bent pusę metų būtų uždaryti erdvėlaivyje, o nukeliavę į Marsą, toliau laiką leistų uždaryti tyrimų stotyje ir tuomet vėl kartu turėtų grįžti. Gyvenimas visiškoje izoliacijoje su kitais žmonėmis palyginti nedidelėje erdvėje yra psichologiškai sunkiai pakeliamas.

„Dėl to vykdoma nemažai tyrimų tiesiog Žemėje, kur astronautų grupės yra izoliuojamos uždaroje erdvėje, kuri yra daugmaž tokia, kokia galėtų būti Marso tyrimų stotis. Jie simuliuoja gyvenimą, išėjimus į lauką su skafandrais ir t. t. Taip metus ir tiriama jų psichologija, kaip jie sugyvena“, – dėstė K. Zubovas.

Jis įvardijo, kad nuo kosminės spinduliuotės astronautus planuojama apsaugoti darant storesnes sienas erdvėlaiviuose. Kiekvienas papildomas korpuso storio centimetras prideda ir masės, todėl didėja degalų sąnaudos gabenant krovinį ir visa misija tampa brangesnė, o galiausiai ir fiziškai nebelabai įmanoma, sakė mokslininkas.

„Kitas būdas yra suprojektuoti erdvėlaivį, kad korpusas būtų tuščiaviduris ir jo viduje būtų sudėtos visos misijos vandens atsargos, nes vanduo visai neblogai sugeria tas elektringąsias daleles. Bet su vandeniu kitokių problemų yra: jeigu kur nors pramuš rezervuarą ir jis išbėgs, misija netenka dalies vandens, nepatogiai persiskirsto masė, tai yra blogai valdymui ir t. t.

Kol kas labiau fantastinis būdas – sukurti dirbtinį magnetinį lauką aplink erdvėlaivį. Teoriškai įmanoma, tam reikėtų daug energijos, galingų elektromagnetų, kurie tą magnetinį lauką galėtų sukurti. Bet praktikoje kol kas nepritaikoma, nes per dideli energijos, masės poreikiai, kad galėtume tokius generatorius sukurti“, – aiškino astrofizikas.

Dar vienas metodas – parinkti specialų medikamentų rinkinį, kurį astronautai turėtų nuolat vartoti, jog paskatintų ląstelių atsinaujinimą ir sugadintų pašalinimą. Kitaip tariant – sumažinti vėžio riziką, net jeigu ląstelės būtų kaip nors pažeistos.

Dėl nesvarumo būsenos nyksta skeletas ir kraujas spaudžia smegenis

Mikrogravitacija taip pat yra vienas iš veiksnių, keliančių sveikatos problemų. Tai yra nesvarumo būsena, esant nulinei gravitacijai. Tiesa, kūnas vis tiek yra veikiamas gravitacijos, kurią sukuria kiti Saulės sistemos objektai – visiška nesvarumo būsena būtų pasiekta tik nukeliavus taip toli į kosmosą, jog būtų sumažintos Saulės sistemoje esančių masių gravitacinės jėgos. Kol kas tai pavyko tik tarpžvaigždiniams zondams.

„Astronautams mikrogravitacija sukelia dvi pagrindines problemas. Viena – kaulų, sąnarių ir raumenų atrofija, nes jie mažai naudojami: kaulų nereikia skeletui palaikyti, raumenų nereikia, kad būtų įveikiama gravitacija.

Kita yra negeras kraujotakos ir visų kūno skysčių persiskirstymas. Mūsų organizmai taip išsivystė, nes gyvename gravitacijos sąlygomis: kraujotakos sistema labiau stumia kraują galvos link, kadangi tam reikia nugalėti gravitaciją, o ne kojų link, kai ji kaip tik padeda. Kai gravitacijos nelieka, staiga visas kraujas subėga į galvą, prasideda tiek įvairūs galvos skausmai, tiek mąstymo problemos, nes smegenys tiesiogine to žodžio prasme yra spaudžiamos, tiek regos problemos, nes aplink akis susikaupia daugiau skysčio ir iškreipia akies obuolį.

Tokias problemas galima išspręsti. Inžinerijos požiūriu greičiausiai sudėtingiausias sprendimo būdas yra sukurti ir pastatyti besisukantį erdvėlaivio komponentą, kuriame astronautai galėtų gyventi ir kuriame sukimasis sukurtų išcentrinę jėgą, imituojančią gravitaciją. Būnant viduje atrodytų, kad yra gravitacija“, – pasakojo K. Zubovas.

Kaip dar vieną sprendimo būdą jis įvardino galimybę sukurti specialius miegmaišius, kuriuose būtų palaikomas neigiamas slėgis, – iš jų būtų šiek tiek išpumpuojamas oras, o tai padėtų kraujui sutekėti atgal į kojas. Tai buvo išbandyta ir pasirodė, jog tai padeda išvengti kai kurių sveikatos problemų.

Vandenį reikėtų perdirbti, o maistą gabentis iš Žemės

O kaip tolimosiose kosmoso kelionėse būtų su vandens ir maisto atsargomis? Astrofizikas tvirtino, kad vandenį iš dalies galima perdirbti bei naudoti vėl ir vėl.

„Kai erdvėlaivyje uždara sistema, joje galima pakankamai gerai sekti, kur tas vanduo keliauja. Tiek tą vandenį, kurį astronautai naudoja, tarkim, prausimuisi, tiek tai, ką išprakaituoja, šlapinasi, viską iš esmės įmanoma išfiltruoti iki gryno distiliuoto vandens ir panaudoti iš naujo. Žinoma, šiek tiek nemalonu žinoti, kad geriame vandenį, kuris ką tik buvo šlapimas, bet technologiškai įmanoma. Tačiau bet koks toks procesas nėra 100 proc. efektyvus, todėl vandens atsargų vis tiek reikės. O Mėnulio ir Marso stotys turės vandenį išgauti iš aplinkos“, – kalbėjo K. Zubovas.

Maisto reikės gabentis, tačiau jeigu iš aplinkos pavyks išgauti vandens, kažkokius džiovintus produktus sumaišius su juo, išeis pasigaminti valgį. Tokie produktai naudojami jau seniai, net ir Žemės ekspedicijose į atšiaurius kraštus.

„Kosminėje stotyje žmonės šiek tiek maisto užsiaugina tik dėl eksperimento, bet atsargas gauna iš Žemės. Iš pradžių bent jau skrydžių į Mėnulį metu bus naudojamas toks maistas, į Marsą turbūt irgi, bet su laiku turėtų būti bandoma sukurti sistemas, kurios vietoje galėtų leisti išauginti maistą.

Kinijos Mėnulio misija neseniai turėjo eksperimentą, kurio metu, jei neklystu, buvo sudaigintos bulvės pačiame Mėnulyje. <...> Tiesa, eksperimentas netruko tiek ilgai, kad išaugtų iki šakniavaisių. Technologijos tobulinamos, galimybių yra, kiek jos bus pritaikomos, matyt, parodys laikas. Ir kiek bus noro vykdyti žmonių skrydžius į Marsą ir Mėnulį“, – teigė astrofizikas.

Tekstą parengė Patricija Kirilova. Viso pokalbio klausykitės LRT radiotekoje.