Misje na Księżyc i Marsa zagrożone? Powodem zdrowie astronautów

Wpływ przebywania poza magnetosferą Ziemi na układ sercowo-naczyniowy

W opublikowanym 28 lipca 2016 r. w internecie raporcie pt.”Apollo Lunar Astronauts Show Higher Cardiovascular Disease Mortality: Possible Deep Space Radiation Effects on the Vascular Endothelium” (pol. Astronauci programu księżycowego Apollo wykazują wyższą śmiertelność z powodu chorób układu krążenia: Możliwy wpływ promieniowania głębokiej przestrzeni kosmicznej na śródbłonek naczyń) autorstwa Michael D. Delp, Jacqueline M. Charvat, Charles L. Limoli, Ruth K. Globus, Payal Ghosh stwierdzono, że przebywanie  ludzi  poza magnetosferą Ziemi jest bardzo szkodliwe dla serca i całego układu krwionośnego.

Badanie obejmowało bardzo szczególne grupy osób, mianowicie astronautów którzy nigdy nie wzięli udziału w misji kosmicznej (pomimo spełnienia bardzo surowych kryteriów zdrowotnych) oraz członków załóg statków kosmicznych, którzy przebywali na niskiej orbicie Ziemi oraz uczestniczyli w misjach księżycowych Apollo. Celem było sprawdzenie oddziaływania promieniowania kosmicznego poza strefą ochroną ziemskiego pola magnetycznego na układ krwionośny ludzi.

Grupa poddana badaniom składała się z 5 kobiet i 37 mężczyzn, podgrupa astronautów przebywająca na niskiej orbicie Ziemi obejmowała 5 kobiet i 30 mężczyzn, natomiast podgrupa członków księżycowej misji Apollo 7 mężczyzn. Naukowcy brali pod uwagę m.in. czas przebywania na niskiej orbicie okołoziemskiej i na Księżycu. 

Znacznie wyższa śmiertelność na choroby serca uczestników misji Apollo

Analizując śmiertelność z powodu chorób układu krążenia  stwierdzono bardzo podwyższony (pięciokrotnie) wskaźnik w grupie astronautów misji księżycowej Apollo w stosunku do grupy astronautów zakwalifikowanych do misji ale nigdy nie opuszczających Ziemi. Natomiast w stosunku do podgrupy osób przebywających na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) śmiertelność była czterokrotnie wyższa. 

Badanie analizowało również ryzyko śmierci z powodu chorób onkologicznych , jednak w tym przypadku pomimo wstępnych założeń dotyczących mutagennego wpływu radiacji nie wykazano wzrostu zachorowań i śmierci z tego powodu w grupie astronautów, także tych uczestniczących w lotach na Księżyc.

Według naukowców duży wpływ na rozwój chorób układu sercowo-naczyniowego i w efekcie śmierć na zawał serca lub udar mózgu, w tym przypadku miało przebywanie astronautów misji księżycowych Apollo poza strefa ochronna magnetosfery Ziemi.

Należy tu wspomnieć, że życie na Ziemi rozwijało się przez setki milionów lat izolowane przed szkodliwymi skutkami galaktycznego i słonecznego promieniowania kosmicznego.W procesie ewolucji organizmy żywe nie wykształciły dostatecznych mechanizmów obronnych przed tego typu zagrożeniami, w tym szczególnie organizmy wyższe do jakich zalicza się człowiek. Kluczowe wydaje się więc znaczenie pola magnetycznego dla zdrowia astronautów, a w mniejszym stopniu jak wcześniej zakładano pola atmosferycznego  Ziemi, co pokazało badanie grupy kontrolnej podróżującej na LEO. 

Zmiany miażdżycowe także u myszy

Badacze zwrócili również uwagę na fakt zwiększonego narażenia na oddziaływania wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego w tzw. pasach Van Allena, w których się znaleźli kosmonauci programu księżycowego Apollo. Aby poznać lepiej mechanizm oddziaływania radiacyjnego  na żywe organizmy przeprowadzono eksperyment w czasie, którego wpływowi promieniowania protonowego, głównego składnika promieniowania kosmicznego poddano myszy. Po 6 miesiącach, co odpowiadało 20-latom życia ludzkiego, przeprowadzono kontrole stanu nabłonka wewnętrznego naczyń krwionośnych. Badanie pokazało występowanie zmian miażdżycowych oraz znacznego spektrum zaburzeń sercowo-naczyniowych. 

Wpływ promieniowania na ośrodkowy układ nerwowy

Do kolejnych niepokojących wniosków doszli naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego badając tym razem wpływ promieniowania na tkanki układu nerwowego ssaków. W opublikowanym w 2015 r na łamach „Science Advances" badaniu naukowcy sprawdzili wpływ długotrwałego promieniowania na pracę mózgów szczurów które zostały poddane bombardowaniu zjonizowanym tlenem i tytanem. Wyniki badań nie pozostawiały wątpliwości co do szkodliwości promieniowania kosmicznego. U zwierząt rozwinął się silny stan zapalny, w wyniku którego neurony przestały prawidłowo funkcjonować. Zdaniem naukowców człowiek podany długotrwałemu promieniowaniu kosmicznemu będzie więc miał  duże problemy z pamięcią jak również z utrzymaniem świadomości.

Jaki wpływ dla planów misji w głęboką przestrzeń kosmiczną?

Tak negatywny wpływ na ludzki układ sercowo-naczyniowy,  a być może również ośrodkowy układ nerwowy promieniowania głębokiej przestrzeni kosmicznej stawia pod znakiem zapytania przyszłe misje na Księżyc i Marsa. Wydaje się, że wymusi to zmianę planów zarówno rządowych agencji kosmicznych, jak i prywatnych przedsiębiorstw z sektora kosmicznego, które pracują nad eksploatacją zasobów naturalnych w kosmosie. Konieczne więc będzie koncentrowanie się na rozwoju systemów autonomicznych w przypadku górnictwa kosmicznego, gdzie przebywanie człowieka w dalekiej przestrzeni kosmicznej zostanie ograniczone do minimum.

Niezbędny w tym przypadku staje się rozwój systemów nawigacji dalekiej przestrzeni kosmicznej w celu precyzyjnego naprowadzania  bezzałogowych aparatów górniczych, jak i transportowych biorąc pod uwagę, że np. powierzchnia całkowita Księżyca jest ponad 121 razy większa od powierzchni Polski. 

Piotr Boroń