Může lidské tělo zvládnout vesmírnou cestu na Mars?

Cesta na Mars představuje jednu z největších výzev moderní vědy a technologie. Lidé se už dlouhá desetiletí pokoušejí posunout hranice vesmírného výzkumu a osídlení vesmíru.

V současnosti se však vědecké otázky soustřeďují nejen na technické aspekty letu na Mars, ale i na biologické, fyziologické a psychologické dopady, které dlouhodobá cesta mimo Zemi přináší. Základní otázka zní: Může lidské tělo zvládnout vesmírnou cestu na Mars?

Cesta na Mars bude trvat přibližně šest až devět měsíců jedním směrem, což znamená, že posádka bude čelit několika kritickým výzvám. Tento článek se zaměří na hlavní fyziologické problémy, kterým lidé čelí ve vesmíru, a možnosti, jak je překonat.

1. Mikrogravitace a její vliv na lidské tělo

Vesmírná stanice ISS, kde astronauti žijí a pracují v prostředí mikrogravitace, poskytuje cenné poznatky o tom, jak lidské tělo reaguje na život mimo gravitaci Země. Mikrogravitace (neboli stav téměř beztížného stavu) má dalekosáhlé důsledky pro různé systémy v těle.

a) Ztráta svalové hmoty a kostní hustoty

V prostředí mikrogravitace svaly nepracují stejným způsobem jako na Zemi, což vede k jejich oslabování. Astronauti, kteří tráví dlouhou dobu na oběžné dráze, ztrácejí až 20 % svalové hmoty během prvních několika týdnů. Kostní hustota se také snižuje, což může způsobit osteoporózu a zlomeniny. Kostra přestává být dostatečně stimulována gravitací, což vede k výraznému úbytku vápníku a dalších minerálů z kostí.

b) Změny v kardiovaskulárním systému

Srdce, které je zvyklé pumpovat krev proti zemské gravitaci, se v mikrogravitaci musí přizpůsobit menšímu odporu. To vede k poklesu srdeční kapacity a zhoršenému krevnímu oběhu. Studie ukázaly, že snížení krevního objemu může vést k ortostatické intoleranci (neschopnost stát bez pocitu slabosti) po návratu na Zemi.

c) Řešení problému mikrogravitace

Aby astronauti minimalizovali tyto účinky, je na ISS předepsána každodenní fyzická aktivita. Cvičí dvě hodiny denně pomocí speciálních zařízení, která simulují zemskou gravitaci. V budoucích misích na Mars budou astronauti zřejmě nuceni provádět podobné cviky, ale otázka dlouhodobé ochrany kostní hustoty a svalové síly zůstává zásadní výzvou.

2. Radiace ve vesmíru

Jedním z nejzávažnějších rizik vesmírného letu je kosmické záření. Na Zemi nás chrání magnetosféra a atmosféra, které filtrují většinu nebezpečného záření z vesmíru. Ve vesmíru však tyto ochranné vrstvy chybí, což vystavuje astronauty zvýšenému riziku.

a) Typy radiace ve vesmíru

Ve vesmíru se nacházejí dva hlavní zdroje záření: solární částice vycházející ze Slunce a galaktické kosmické záření přicházející z mezihvězdného prostoru. Galaktické záření je mnohem energičtější a může proniknout přes ochranné materiály, což ho činí velkým problémem pro dlouhodobé mise.

b) Dopady na zdraví

Záření ve vesmíru může způsobit celou řadu zdravotních problémů, včetně rakoviny, poškození DNA, poškození nervového systému a zvýšeného rizika kardiovaskulárních chorob. Dlouhodobé vystavení radiaci může mít i nevratné účinky na mozek, což by mohlo ovlivnit kognitivní funkce astronautů během mise.

c) Ochrana před radiací

V současnosti jsou možnosti ochrany proti radiaci omezené. Většina současných vesmírných plavidel nabízí jen omezenou ochranu. Vývoj pokročilých štítů z materiálů, které mohou odrazit nebo absorbovat kosmické záření, je jednou z největších výzev, které vědci čelí před misemi na Mars. Některé plány zahrnují i vytvoření úkrytů, které by astronauti mohli použít během slunečních bouří.

3. Psychologické výzvy dlouhodobých vesmírných letů

Cesta na Mars bude znamenat nejen fyzické, ale i psychologické výzvy. Být po dobu několika měsíců odříznutý od Země, v malém prostoru s omezeným kontaktem s rodinou, může mít významné psychologické dopady.

a) Izolace a stísněné prostředí

Astronauti, kteří budou cestovat na Mars, budou žít v extrémně omezeném prostoru, což může vést k pocitu stísněnosti a ztrátě soukromí. Na ISS astronauti sice spolupracují jako tým, ale možnost návratu na Zemi je pro ně relativně snadno dosažitelná. V případě Marsu tomu tak nebude. Dlouhodobé odloučení od rodiny a přátel může vyvolat stres, úzkost a depresi.

b) Komunikační zpoždění

Komunikace mezi Marsem a Zemí bude mít značné zpoždění (až 20 minut v jednom směru). To znamená, že okamžitý kontakt s podporou na Zemi nebude možný, což může ztížit řešení krizových situací nebo osobních problémů.

c) Psychologická příprava a podpora

NASA a další vesmírné agentury již dlouhou dobu věnují pozornost psychologické přípravě astronautů. Simulace dlouhodobých izolací, týmová práce a řešení konfliktů jsou klíčovými prvky výcviku. Budoucí mise na Mars však budou vyžadovat ještě důkladnější přípravu a podporu během letu.

4. Stravování a zásobování během cesty

Jedním z nejpraktičtějších problémů, které je třeba vyřešit, je stravování během dlouhé cesty na Mars a zpět. Astronauti budou potřebovat dostatek potravin na zajištění svých energetických potřeb, ale s omezeným prostorem a hmotností zásob.

a) Omezený prostor a hmotnost zásob

Převážet zásoby na Mars je logisticky náročné. Kromě samotného jídla bude nutné vzít v úvahu i nástroje na jeho přípravu, vodu a palivo. Navíc jídlo musí být konzervované nebo v takové formě, aby vydrželo dlouhodobé skladování, což vyžaduje další vědecké inovace.

b) Pěstování potravin na palubě

Jednou z možných cest, jak se vypořádat s omezenými zásobami, je pěstování potravin přímo na palubě. Výzkum na ISS již prokázal, že některé druhy rostlin lze pěstovat ve vesmíru, což by mohlo astronautům poskytnout čerstvé potraviny. Tento přístup by také mohl pomoci psychologicky – zahradničení by mohlo poskytnout astronautům určitý pocit normality a spojení se Zemí.

5. Závěr: Dokážeme se připravit na cestu na Mars?

Přestože cesta na Mars představuje řadu výzev, věda a technologie se neustále vyvíjejí. Výzkum v oblasti fyziologie, který probíhá na ISS a v laboratořích po celém světě, poskytuje cenné poznatky o tom, jak lidské tělo reaguje na dlouhodobý pobyt ve vesmíru. Ochrana před zářením, zajištění fyzické a psychologické kondice a vytvoření efektivních systémů podpory života jsou zásadní pro úspěch mise.

V budoucnosti mohou být tyto problémy překonány inovativními technologiemi a novými přístupy. Otázka však nezní, zda lidské tělo dokáže zvládnout cestu na Mars, ale jakým způsobem se dokážeme přizpůsobit a překonat překážky, které tato cesta přinese. Odpověď se rýsuje v postupném a důkladném výzkumu, který nás přiblíží k uskutečnění jednoho z největších snů lidstva – stát se meziplanetární civilizací.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: nasa.gov, nasa.gov, nasa.gov