Исследователи из Медицинского колледжа Висконсина выяснили, что длительный пилотируемый полет к Марсу способен нанести сокрушительный удар по сердечно-сосудистой системе человека. Комплексные эксперименты на лабораторных грызунах, моделирующие условия микрогравитации и воздействие галактических космических лучей, зафиксировали прогрессирующий фиброз коронарных артерий и долгосрочное подавление иммунитета. Полученные данные ставят перед медиками сложнейшую задачу, так как риски для здоровья экипажей межпланетных кораблей вроде Starship или миссий с участием ракеты-носителя SLS оказались значительно выше прежних оценок.
Земные репетиции глубокого космоса
У человечества пока нет орбитальных лабораторий в межпланетном пространстве, где космическая радиация и невесомость действуют на организмы в естественном виде без щита земной магнитосферы. Чтобы выяснить последствия многолетнего перелета, биологи обратились к проверенной модели на зрелых крысах, возраст которых сопоставим со средним возрастом профессиональных астронавтов.
Для имитации невесомости инженеры NASA применили протокол разгрузки задних конечностей: животных фиксировали под углом тридцать градусов на протяжении тридцати дней, провоцируя отток крови и интерстициальной жидкости к верхней части туловища. Сложнейший этап радиационного облучения провели на базе комплекса NASA Space Radiation Laboratory в Брукхейвене. Специализированный многолучевой симулятор simGCRsim бомбардировал подопытных высокоэнергетическими протонами и тяжелыми ионами, включая кремний и железо, которые легко прошивают типовую радиационную защиту современных космических аппаратов.
Скрытый фиброз и генетические поломки
Главным фокусом внимания исследователей стало сердце. При поглощенной дозе в полтора грея у грызунов началось образование периваскулярного фиброза — плотной рубцовой ткани вокруг коронарных сосудов. Спустя девять месяцев после воздействия объем рубцовой ткани удвоился, сильно пережимая просвет артерий и многократно повышая вероятность фатального инфаркта. Примечательно, что имитация невесомости практически не повлияла на этот показатель: ключевым триггером сердечной патологии выступило именно ионизирующее излучение. При дозировках, эквивалентных реальному трехлетнему марсианскому рейсу, патология проявилась не сразу, но через год развилась у восьмидесяти трех процентов животных, что соответствует отложенному эффекту длиной в четверть века человеческой жизни.
Глубокие изменения затронули и систему иммунитета. Селезенка животных потеряла две трети популяции натуральных киллеров — клеток, ответственных за уничтожение мутировавших и пораженных вирусами структур. Более того, секвенирование лейкоцитов выявило признаки клонального гемопоэза с неопределенным потенциалом. В земных условиях этот процесс ассоциирован со старческим возрастом, четырехкратным ростом риска инсультов и развитием лейкемии. Радиация глубокого космоса фактически ускорила физиологический таймер, состарив кровеносную систему за считаные месяцы.
Ограничения лабораторной модели
Сами авторы отмечают наличие погрешностей в модели. Суммарная доза облучения была передана грызунам концентрированно, за несколько минут, тогда как реальный марсианский рейс несет непрерывное, но медленное накопление повреждений. Пока остается открытым вопрос, смогут ли клеточные системы репарации ДНК компенсировать растянутый по времени стресс. Также тесты проводились исключительно на самцах, поэтому влияние космических лучей на женский организм еще предстоит изучить.
Взгляд редакции SpaceDiscover
Результаты исследования наглядно демонстрируют, что главным препятствием для покорения Марса сегодня являются не технологии ракетостроения, а пределы выносливости человеческого тела. Пассивное утолщение обшивки делает корабли неподъемными, поэтому инженерам придется ускорить разработку активных электромагнитных щитов и принципиально новых двигательных установок, сокращающих время транзита до недель. Полноценная экспансия за пределы околоземной орбиты окажется невозможной до тех пор, пока мы не научимся надежно защищать кровеносную систему первопроходцев от невидимого шквала космических частиц.
Не забудьте подписаться на наши каналы Дзен, Telegram и ВК.
Мы всегда рады видеть вас среди наших читателей и подписчиков SpaceDiscover!
