Susana Zanello är expert på att anpassa människor till livet i rymden. Inbjuden som gäst på Ecole Federal Lausanne (EPFL), delade hon sitt perspektiv på utforskning, rymdutforskning, framtida resor till Mars och mer. Vi publicerar intervjun som presenteras på Phys.org.
Rymdresor påverkar människokroppen mycket starkare än vi tror. Susana Zanello specialiserar sig på dessa effekter. Hon är biolog och arbetar för Division of Space Life Sciences i Houston, en institution som stöder NASAs arbete. Dess uppdrag är att studera mänsklig anpassning till livet i rymden, identifiera tillhörande risker och utveckla motåtgärder för att hålla astronauterna friska när de genomför spaningsuppdrag.
Hur kommer denna EPFL-vistelse att hjälpa din forskning?
Jag kom hit för att lära mig mer om miniatyrisering och samla in några idéer. Inom rymdmedicin behöver vi enheter med små dimensioner som möjliggör analyser under flygning och hälsoövervakning i realtid: för att mäta astronauternas puls, blodtryck, andningshastighet och temperatur. Dessutom måste det finnas något sätt att samla in hälsodata för hela besättningen. Detta är en viktig punkt, eftersom det finns många begränsningar i rymden: tillgängligt utrymme, besättningstid, vikten på föremål som vi tar där. Så vi letar efter ny mikro- och nanoteknik för att göra mindre och bättre enheter.
Vilka är de viktigaste manifestationerna av rymdflykt i kroppen?
Att leva utanför jorden är utmanande. Under utvecklingsprocessen har livet anpassats till den här planeten. I rymden är mikrogravitation - frånvaron av gravitation. Den uppenbara konsekvensen är förlusten av benmineraldensitet. Där uppe behöver du bara inte ständigt kämpa med tyngdkraften, som vi gör på jorden.
Således behöver skelettet helt enkelt inte stödja oss. Människokroppen börjar anpassa sig genom att minska benmatrisens densitet och bearbeta kalcium på olika sätt. Detta leder till en förlust av benstyrka, vilket ökar risken för frakturer när du återvänder till jorden, liksom njursten.
Kosmisk strålning är en annan viktig risk för livet i rymden. Jordens magnetfält är en effektiv sköld som förhindrar att de flesta högenergipartiklar når planetens yta. Utanför Van Allen-banden eller på andra planeter kommer vi ständigt att bombarderas av kraftfulla solprotoner och galaktiska kosmiska strålar.
Kampanjvideo:
Det finns starka bevis för att de kan passera genom våra kroppar och interagera med DNA. På lång sikt finns det en risk förknippad med DNA-förändringar, cancer, så allvarlig forskning behövs.
Är ditt arbete fokuserat på förändringarna i astronauternas vision?
I början av 2000-talet började vi observera en minskning av astronauternas synskärpa efter att de tillbringade tid på ISS, den internationella rymdstationen. Ytterligare studier visade förändringar i ögonformen, utplattning av ögongloben och förtjockning av baksidan av ögat i början av optisk nerv. 60% av astronauterna upplever nedsatt syn, i vissa fall är det irreversibelt. Därför anser NASA att detta är en högprioriterad hälsorisk.
Vad orsakar denna synförlust?
Vi tror att detta beror på förflyttning av vätskor i kroppen. På jorden tenderar vätskor att röra sig mot fötterna. Deras rörelse och ventiler i benvenerna hjälper till att pumpa blod tillbaka till hjärtat. I mikrogravitation behövs inte längre detta system och din vätska pumpas in i huvudet istället.
Detta leder till uppkomsten av ett svullet ansikte och kycklingben, samt möjligen till ökat intrakraniellt tryck. Forskare antar att när trycket i hjärnvätskan stiger, ändrar det trycket i ögonen, vilket påverkar synskärpan.
Vilken typ av forskning ska du göra i framtiden?
Det finns fysiologiska tecken på anpassning som vi kan observera, liksom de som ligger bakom dem på molekylär nivå. Gener kan uttryckas på olika sätt i rymden, vilket resulterar i vissa fysiologiska förändringar. Den forskning jag gör just nu borde svara på dessa frågor. Men återigen finns det många begränsningar för att göra experiment i rymden.
Nu bor astronauter där i upp till sex månader, och endast två av dem bestämde sig för ett års uppdrag. Men när vi pratar om andra avlägsna destinationer som Mars, talar det om behovet av långa uppdrag. För att ta reda på vad som kan hända under sådana resor måste vi göra experiment inte bara på ISS utan också på markanaloger av rymdbaser, på plattformar som simulerar rymdförhållandena.
Vilka är de största utmaningarna med att resa till Mars?
Ett sådant uppdrag tar minst tre år. Den första risken är fysiologisk. För att mäta det måste vi ta hänsyn till varaktighet, avstånd, isolering, inneslutning med ett begränsat antal människor, stressen av hög arbetsbelastning och trycket att behöva lyckas. När du väl har kommit till Mars är det bättre: delvis gravitation. Dina ben kommer att få omedelbar stimulering och minskningen av bentätheten minskar. Men återigen, på ytan, står astronauterna inför risken med högenergistrålning. För att inte tala om det hårda klimatet, dammet och behovet av god mat.
Vad sägs om andra planeter?
Naturligtvis börjar vi tänka på mer avlägsna föremål, som Jupiters måne Europa, på vilken vatten upptäcktes. Men han är mycket längre. Plus, tro det eller inte, medan Mars verkar vara en död planet, är den fortfarande relativt vänlig jämfört med resten. Dess storlek och rotation liknar jordens. Dagen varar nästan 24 timmar. Detta är viktigt för människor som är vana vid att leva under sådana förhållanden. Att leva på en planet med 10-timmarsdagar kan till exempel orsaka många biverkningar för kroppen.
Är vi alltför vana vid jordiska förhållanden för att flyga ut i rymden?
Erfarenheten visar att vi kan anpassa oss till en ny miljö. Naturligtvis kommer det alltid att finnas vissa risker. Vi måste noggrant fastställa nivåerna för dessa potentiella risker. Men vi kan inte ignorera törsten efter mänsklig utforskning. Även med hög risk finns det alltid någon som vill rusa in i det nya och okända.