'Project Hail Mary' Roept Vragen op over Overleving op Interstellaire Reizen

Verenigde Staten - Ekhbary Nieuwsagentschap

'Project Hail Mary' Roept Vragen op over Overleving op Interstellaire Reizen

Het fictieve verhaal van Andy Weirs roman 'Project Hail Mary', dat onlangs werd verfilmd, heeft brede nieuwsgierigheid gewekt naar de praktische aspecten van menselijke overleving tijdens reizen door de interstellaire ruimte. Het lot van de astronauten in het boek benadrukt de immense risico's die gepaard gaan met dergelijke langdurige expedities, en zet wetenschappers en experts ertoe aan om na te denken over de biologische en technologische oplossingen die deze schijnbaar onmogelijke missies op een dag werkelijkheid zouden kunnen maken.

De kern van Weirs verhaal ligt een kritische vraag: hoe kunnen astronauten de uitgestrektheid van de ruimte jaren, zelfs decennia, doorstaan? De roman postuleert kunstmatig geïnduceerde coma als een primaire methode voor ruimtereizen van lange duur, waarbij astronauten tot vier jaar in een staat van animatie suspendue treden. Dr. Haig Aintablian, een spoedeisende hulparts en vluchtchirurg die het ruimtevaartgeneeskundeprogramma van UCLA leidt, erkent de theoretische aantrekkingskracht van dit concept. "Hoe cool zou het zijn als je een paar uur na de lancering in slaap zou vallen en precies wakker zou worden als je aankomt op de planeet of het hemellichaam dat je nadert?", mijmert hij. Hij voegt er echter kritisch aan toe: "Ik denk niet dat het in leven houden van een mens in coma noodzakelijkerwijs de beste optie is."

Aintablian beschrijft de fysiologische nadelen van langdurige immobiliteit. "Het menselijk lichaam is niet ontworpen om slechts een stilstaande massa te zijn", verklaart hij. Astronauten in comateuze toestand zouden worden blootgesteld aan ernstige gezondheidscomplicaties. Tot de belangrijkste behoren verhoogde risico's op levensbedreigende bloedstolsels door gebrek aan beweging en verzwakkende spieratrofie door inactiviteit. Bovendien brengt de noodzaak om invasieve buizen en apparaten te gebruiken om een comateus individu in leven te houden, aanzienlijke infectierisico's met zich mee, wat een serieuze uitdaging vormt in de steriele omgeving van ruimtevaart.

Deze inherente gevaren stimuleren een breder onderzoek naar alternatieve methoden die mensen in staat zouden kunnen stellen interstellaire reizen te doorstaan. Aintablian suggereert cryopreservatie, of bevriezing, als een mogelijke oplossing. "Wanneer de dag komt dat je iemand kunt invriezen en vervolgens ontdooien, heb je het probleem opgelost", beweert hij. Deze aanpak stuit echter op aanzienlijke wetenschappelijke hindernissen. Het is nog onbekend of menselijke lichamen de ontberingen van bevriezing en ontdooiing net zo effectief kunnen doorstaan als sommige dieren, zoals de boomkikker, die bevroren kan overleven. De integratieve bioloog Matthew Regan van de Universiteit van Montreal wijst erop dat menselijke harten kritieke functionele limieten hebben en doorgaans slecht functioneren onder ongeveer 28 graden Celsius (82,4 graden Fahrenheit). Hoewel sommige mensen tijdelijke, diepere lichaamstemperatuurdalingen hebben overleefd, vormt het handhaven van deze toestand gedurende de jaren die nodig zijn voor interstellaire reizen een fundamenteel andere uitdaging.

Een ander onderzocht pad is winterslaap, of een staat van geïnduceerde torpor. Kleine zoogdieren die winterslaap houden, zoals de Noordpoolaardegrondel, vertragen hun metabolisme drastisch tijdens torpor, waardoor hun lichaamstemperatuur onder het vriespunt daalt. Regan beschrijft hun metabolisme als "2 procent van wat het normaal is". "Ze draaien nauwelijks. Het is als een waakvlam". Winterslaapende beren, hoewel minder extreem, verminderen ook hun metabole activiteit en verlagen hun lichaamstemperatuur met slechts enkele graden tot ongeveer 31-32 graden Celsius (88-90 graden Fahrenheit). Cruciaal is dat dieren in torpor grotendeels sedentair blijven, maar in tegenstelling tot bedlegerige mensen, ontwikkelen ze geen bloedstolsels of spieratrofie.

Het potentieel voor mensen om een vergelijkbare metabole vertraging te bereiken, zou ruimtevaart kunnen revolutioneren. Als mensen hun metabolisme zelfs maar een beetje zouden kunnen vertragen, zoals beren doen, zouden ruimtevluchten aanzienlijk minder middelen nodig hebben voor voeding, levensondersteuning en medische zorg. Torpor zou zelfs een zekere mate van bescherming kunnen bieden tegen ioniserende straling, een aanzienlijk gevaar voor diepe ruimteverkenners. Winterslaap is echter mogelijk geen continue staat gedurende de hele reis. Aardegrondels en andere winterslaapdieren worden periodiek wakker, warmen hun lichamen op en bewegen zich. De exacte reden voor deze ontwakingen wordt nog steeds besproken, maar neurochemicus Kelly Drew van de Universiteit van Alaska Fairbanks suggereert dat het cruciaal kan zijn voor spierregeneratie en het behoud van de hersengezondheid. Dit impliceert dat mensen mogelijk ook periodieke ontwakingen nodig hebben om hun hersenen scherp, hun spieren sterk te houden en voeding te consumeren.

Winterslaapbioloog Hannah Carey van de Universiteit van Wisconsin-Madison werpt een aanvullende zorg op met betrekking tot metabole toestanden en lichaamssamenstelling. Ze merkt op dat het vetmesten van astronauten vóór een lange winterslaapperiode contraproductief kan zijn. Beren die aanzienlijke hoeveelheden lichaamsvet opslaan vóór de winterslaap, ervaren een tijdelijke stijging van het cholesterolgehalte, dat vervolgens normaliseert naarmate ze gewicht verliezen. Bij mensen kan een dergelijke cholesterolpiek echter een ernstig risico op hartziekten met zich meebrengen. Carey herinnert zich ook observaties van aardegrondels in gevangenschap die snel dik werden en op mysterieuze wijze stierven tijdens de winterslaap, wat suggereert dat overtollig lichaamsvet onder bepaalde omstandigheden schadelijk kan zijn voor het overleven van winterslaapdieren.

Uiteindelijk verklaren deze biologische overwegingen de sterfgevallen van astronauten in 'Project Hail Mary' niet volledig. Op vragen over de fictieve sterfgevallen verduidelijkte Andy Weir dat het geen biologische, maar een "technische" mislukking was. Hij legde uit: "Ik bedoel, vier jaar in coma zijn is zelfs in de beste tijden een gevaarlijke onderneming. Dus een kleine technische storing kan catastrofale gevolgen hebben, wat in dit geval ook gebeurde."

De vertelling van 'Project Hail Mary' blijft dienen als een meeslepend gedachte-experiment, dat de grenzen van ons begrip van menselijke veerkracht en de wetenschappelijke innovaties die nodig zijn voor de potentiële toekomst van de mensheid te midden van de sterren verlegt.

Ekhbary Nieuwsagentschap