В деня миналия януари, когато президентът Буш трябваше да обяви нова основна космическа политика, над 100 учени попаднаха в спортния бар Grandstand в Монтгомъри, Тексас, за да наблюдават адреса. Те чакаха години за този момент, но дори когато президентът спомена плановете за база на Луната до 2020 г., която да бъде последвана от „човешки мисии до Марс и до светове отвъд“, учените не се развеселиха. „Реакцията беше сериозна“, спомня си Джон Чарлз, биофизик, който беше сред тълпата. „По-скоро беше:„ Имаме страшно много работа “.
Тази група физиолози, биохимици, физици, психолози и лекари от цялата страна (която случайно беше на конференция в Монтгомери) работи над предизвикателство, което може би е дори по-обезсърчително от изграждането на космически кораб, който да превозва астронавти до 498 милиона мили до Марс и обратно: да ги приберем живи и здрави у дома.
През 1997 г. експерти от НАСА и в Националния космически биомедицински изследователски институт, базиран в Хюстън консорциум от университетски и национални лаборатории, си поставят за цел да идентифицират здравословните проблеми, породени от такова пътуване, което ще отнеме около три години, обратно пътуване. Те са идентифицирали 55 заплахи, от рак, предизвикан от радиация, до депресия. Някои проблеми, като недохранването (как да съхраняваме достатъчно вода и да отглеждаме тригодишна доставка на храна), няма да бъдат невъзможни за решаване, прогнозират учените. Други предизвикателства обаче са толкова сложни, че осигуряват фураж на критиците, които настояват, че продължителното изследване на космоса е по-подходящо за роботи, отколкото за хората.
Рекордът за най-дълъг престой в космоса принадлежи на руския медицински специалист Валери Поляков, който прекара 438 дни на борда на руската станция Мир, която беше пусната през 1986 г. и изведена от експлоатация през 2001 г. Международната космическа станция, управлявана от партньорство на 16 държави, включително Съединените щати, Канада, Русия и Япония за първи път са окупирани през 2000 г. и са помещавали девет експедиции за престой до 195 дни.
Един от най-големите проблеми пред хората, които прекарват повече от месец-два в космоса, е потенциално опустошителната загуба на костна тъкан, която може да доведе до фрактури. На Земята костната тъкан, стимулирана от дърпането и натискането на мускули, действащи срещу гравитацията, обикновено изтръгва нови костни клетки. Но в микрогравитацията на космоса, извън обсега на гравитационните полета на Земята и Марс, разпадането на костната тъкан се ускорява, докато новото производство се забавя, което води до опасно изтъняване и чупливи кости.
От години учените измерват костната плътност на астронавтите, а също така провеждат проучвания, при които доброволците, свързани с Земята, прекарват седмици в легнало легло, за да симулират как мускулите отслабват в микрогравитацията. Линда Шакелфорд, лекар, която ръководи лабораторията за кости и мускули на Космическия център на Джонсън, казва, че изследователите, работещи по проблема, са постигнали напредък. Един от начините за забавяне на загубата на кост в космоса, според доказателствата, е упражняване с машина, която генерира част от съпротивлението, което гравитацията обикновено осигурява. НАСА постави прототип на тренировъчната машина на Международната космическа станция за първата си мисия. Астронавтът Бил Шепърд, който прекара близо пет месеца в гарата до март 2001 г., работеше с тази машина шест дни в седмицата до 45 минути на ден. "Той изглеждаше доста добре, когато се върна", казва Шакелфорд и добавя, че медицинските тестове показват, че астронавтите от космическата станция, които са използвали машината, обикновено имат по-малко загуба на кост в гръбначния стълб, тазобедрената става и таза, отколкото космонавтите от Мир. Учените от НАСА също изучават дали астронавтите могат да се възползват от лекарството алендронат, което забавя разграждането на костната тъкан и редовно се предписва на жени на Земята с остеопороза.
Физическите проблеми не са единственият вид, с който се сблъскват астронавтите на Марс. През по-голямата част от 46-годишната история на НАСА агенцията е омаловажила емоционалните неволи. А самите флаери, започвайки от самолетните астронавти Меркурий, първите американци, които обикалят около Земята (между 1961 и 1963 г.), са склонни да бъдат близо до психологически проблеми. Въпреки че НАСА създаде лаборатория за поведение и работа през 1984 г., едва през 1995 г., когато американският астронавт Норм Тагард прекара 115 дни в Мир с двама руски космонавти, американските космически служители публично признаха, че астронавтите се нуждаят от допълнително обучение за психологическите предизвикателства на дълги магии в пространството.
По време на престоя си в Мир, Тагард, лекар и инженер, който е летял четири мисии на совалки, многократно е казвал на наземните диспечери, че иска да говори със семейството си и колегите си повече от веднъж седмично, както е правил, и че се чувства изолирани. Лошото планиране от НАСА и руската космическа агенция го възпираше да провежда повечето си експерименти, поставяйки го в свободни краища. Той загуби 13 килограма, защото не харесваше много руската храна - супи, желирани меса и риба. След като се върна на Земята, той каза пред репортери, че ако мисията беше удължена с още три месеца, той може би не би я направил.
Други астронавти също имаха трудности на Мир. Някои се скарали с космонавти. Други не можаха да спят за дълги периоди или потънаха в депресия и отказаха да говорят с контрольорите на мисията или колегите му. Много космонавти се оплакват, че контрольорите на мисии са твърде взискателни. През 1997 г. космонавтът Василий Циблиев, изтощен след четири месеца в космоса, загуби контрол над приближаващия безпилотен кораб, който нахлу в Мир, пропука корпуса му и изпрати станцията в бавно въртене, което отне дни, за да спре.
Предвид случайната нужда от проверка на реалността в космоса, където забавянето на гласа до близо половин час може да попречи на разговорната терапия с психолог на Земята, изследователи от Медицинския университет в Пенсилвания и Университета Рутгерс се опитват да разработят борд компютър, който "чете" лицето на астронавта за признаци на емоционално страдание. Изследователите от Харвардския университет са разработили серия от ментални тестове, които могат да бъдат администрирани от ръчен компютър и които биха помогнали да се оцени дали един астронавт е може би твърде уморен, за да изпълни сложна задача като космическа пътека.
За разлика от полет на совалка или дори задържане на космическата станция, пътуването до Марс най-вероятно ще предотврати изпращането на болен астронавт у дома за лечение. И ако даването на CPR е сложно на Земята, това е направо странно, ако реаниматорът плава вътре в космически кораб. Учените са програмирали компютъризиран манекен пациент, на който астронавтите практикуват спешна помощ по време на полет. Те са тествали - с добри резултати, казва Хал Доер, ръководител на медицинска оперативна поддръжка в космическия биомедицински институт - манекен на самолета KC-135, който НАСА използва, за да симулира безтегловност. Така наречената комета за повръщане изпълнява гмуркания и се изкачва, за да отмени ефекта на гравитацията за цели 25 секунди наведнъж.
Йонизиращата радиация, излъчвана от Слънцето и други небесни обекти, може да проникне в космически кораб и да предизвика поражения с човешки клетки, като потенциално повишава риска от рак. За да бъдем сигурни, нито един астронавт не е развил рак, който се дължи на радиационното облъчване в космоса, но досега полетите са били ограничени до нискоземна орбита или няколко кратки престоя до Луната. Предотвратяването на щети, причинени от слънчева и космическа радиация, е на години, казва Франк Сулцман, мениджър на проекта за здравно здраве на космическите радиации в космическия център Джонсън. Добавянето на радиационен щит към космически кораб може да добави милиарди към разходите, според някои оценки. Въпреки че учените са разработили насоки за това колко радиационни астронавти могат да бъдат изложени на ниска земна орбита, където магнитното поле на планетата блокира известна радиация, те все още са в тъмнината за безопасните нива на радиация в по-дълбоко пространство, където нивата на радиация са по-високи, Миналата година НАСА откри нова лаборатория за космическо излъчване на стойност 34 милиона долара в Националната лаборатория в Брукхейвън в Ъптън, Ню Йорк, за да тества въздействието на радиацията върху микроорганизмите, човешките клетки в лабораторните съдове и лабораторните гризачи. Изследователите искат да знаят как космическото лъчение влияе върху централната нервна система и на какви нива радиацията причинява клетъчни увреждания, които биха могли да доведат до злокачествен растеж. След няколко години, казва Сулцман, агенцията ще определи нови стандарти за радиационно облъчване при краткосрочни мисии до Луната, но ще изминат десетилетие или повече, преди да направят достатъчно лабораторни изследвания, за да установят насоки за пътуване до Марс,
Някои учени се съмняват дали изобщо може да се направи достатъчно, за да се направи пътуването с Марс разумно безопасно. „Мисля, че всички знаят, че високоенергийното излъчване ще бъде ужасно сериозен проблем“, казва Робърт Парк, физик от университета в Мериленд и директор на обществената информация в Американското физическо общество. Парк отдавна спори, че само роботи са подходящи за изследване на космоса. Освен това той вярва, че дори на медицински обучени астронавти няма да има технология, както и опит с безтегловност за справяне със сериозни медицински спешни ситуации в космоса, които трябва да възникнат. „Винаги има проблем при работа с хора“, казва той. "Ако робот развие проблем, е жалко, но изпращаме друг и не обявяваме национален ден на траур."
Чарлз, от групата за биомедицинска астронавтика, казва, че ако САЩ решат да изпратят хора на Марс и обратно, нацията може просто да се наложи да живее с реалността, че плаването - сред най-опасните начинания в историята - не би могло да се провали - сейф. "Всички проблеми никога не могат да бъдат решени", казва той и добавя: "В един момент отговорен служител на програмата ще трябва да подпише името си на пунктираната линия и да каже:" Ние признаваме, че съществува ниво на риск и ние го приемаме. ""
