«پרויکت هیل ماری»: چگونه در سفر فضایی بین ستاره‌ای زنده بمانیم؟

ایالات متحده - خبرگزاری اخباری

فراتر از تخیل: واقعیت‌های علمی سفرهای بین ستاره‌ای

رمان تحسین‌شده اندی وایر، «پרויکت هیل ماری»، که اخیراً به پرده سینما راه یافته است، بحثی داغ را در مورد چالش‌های واقعی بقای انسان در طول سفرهای فضایی بین ستاره‌ای برانگیخته است. این داستان که فضانوردان را در سفری چند ساله در کماهای القایی پزشکی به تصویر می‌کشد، به عنوان نقطه‌ای مؤثر برای دانشمندان و متخصصان پزشکی عمل می‌کند تا موانع بنیادی بیولوژیکی و فنی را که هنوز انسان را از کاوش ستارگان جدا می‌کند، بررسی کنند.

دکتر هایگ آینتابلیان، پزشک اورژانس و جراح پرواز در برنامه پزشکی فضایی دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس (UCLA)، به خطرات ذاتی مرتبط با کماهای طولانی مدت القایی پزشکی، همانطور که در اثر وایر توصیف شده است، اشاره می‌کند. او می‌گوید: «چقدر عالی می‌شد اگر چند ساعت پس از پرتاب به خواب می‌رفتید و درست هنگام رسیدن به سیاره یا جرم آسمانی که به سمت آن می‌روید، بیدار می‌شدید؟» با این حال، او به سرعت این دیدگاه آینده‌نگرانه را با واقعیت پزشکی متعادل می‌کند: «من فکر نمی‌کنم حفظ جان انسان در حالت کما لزوماً بهترین گزینه باشد.»

آینتابلیان توضیح می‌دهد که بدن انسان برای سکون طولانی مدت طراحی نشده است. باقی ماندن در کما برای مدت طولانی خطرات فیزیولوژیکی قابل توجهی را به همراه دارد. او می‌گوید: «بدن انسان برای صرفاً یک توده راکد بودن طراحی نشده است.» فضانوردان در چنین وضعیتی به شدت در برابر لخته‌های خونی بالقوه کشنده، آتروفی شدید عضلانی ناشی از عدم فعالیت، و عفونت‌های ناشی از تجهیزات پزشکی ضروری مانند لوله‌های تغذیه و دستگاه‌های تنفس، آسیب‌پذیر خواهند بود.

این خطرات، کاوش در استراتژی‌های جایگزین برای ماموریت‌های فضایی طولانی مدت را ضروری می‌سازد. یکی از راهکارهای بالقوه که توسط آینتابلیان پیشنهاد شده است، خواب سرمایی یا انجماد عمیق است. او پیشنهاد می‌کند: «روزی که بتوانیم کسی را منجمد کنیم و سپس او را ذوب کنیم، آن روز مشکل را حل کرده‌ایم.» با این حال، چشم‌انداز حفظ سرمازدگی انسان با موانع بزرگ خود روبرو است. هنوز مشخص نیست که آیا بافت‌های انسانی می‌توانند فرایند انجماد و ذوب را بدون آسیب برگشت‌ناپذیر تحمل کنند، برخلاف برخی گونه‌ها مانند قورباغه درختی که مکانیسم‌های محافظت‌کننده سرمازدگی طبیعی را نشان می‌دهد.

متیو ریگان، زیست‌شناس یکپارچه از دانشگاه مونترال، محدودیت‌های فیزیولوژیکی مربوط به دما را برجسته می‌کند. او خاطرنشان می‌کند: «قلب انسان‌ها زیر حدود ۲۸ درجه سانتیگراد به خوبی عمل نمی‌کند.» اگرچه برخی افراد از کاهش موقت دمای بدن جان سالم به در برده‌اند، حفظ آن برای سال‌های مورد نیاز سفرهای بین ستاره‌ای، چالشی کاملاً متفاوت است. اثرات بلندمدت چنین هیپوترمی شدیدی بر فیزیولوژی انسان تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است.

این امر ما را به مفهوم خواب زمستانی القایی سوق می‌دهد که شباهت‌هایی با چرخه‌های طبیعی پستانداران کوچک دارد. به عنوان مثال، سنجاب‌های زمینی قطبی می‌توانند دمای بدن خود را در طول دوره‌های خواب زمستانی به زیر نقطه انجماد کاهش دهند و سرعت متابولیسم خود را به کسری از سطح عادی کاهش دهند - ریگان آن را به "سطوح نور پایلوت" توصیف می‌کند. خرس‌های خفته کاهش دمای بدن کمتر شدیدی اما همچنان قابل توجهی، حدود ۳۱-۳۲ درجه سانتیگراد (۸۸-۹۰ درجه فارنهایت) را تجربه می‌کنند. مزیت کلیدی این وضعیت این است که حیوانات در حالت خواب زمستانی از لخته شدن خون یا تحلیل عضلانی رنج نمی‌برند، مشکلاتی که انسان‌های بی‌حرکت را آزار می‌دهد.

این امکان که انسان‌ها بتوانند وارد حالت خواب زمستانی، حتی خفیف، شوند، می‌تواند منابع مورد نیاز برای سفرهای طولانی فضایی را به طور چشمگیری کاهش دهد. کالری کمتری مورد نیاز خواهد بود و بار کلی بر سیستم‌های پشتیبانی حیاتی کاهش می‌یابد. علاوه بر این، ریگان پیشنهاد می‌کند که خواب زمستانی ممکن است مزایای محافظتی در برابر تابش یونیزان، یک تهدید فراگیر در فضای عمیق، ارائه دهد. با این حال، ایده خواب زمستانی مداوم در طول کل سفر بین ستاره‌ای ممکن است غیرعملی باشد. بسیاری از حیوانات خواب زمستانی، مانند سنجاب‌های زمینی، به طور دوره‌ای برای حرکت و گرم کردن مجدد خود بیدار می‌شوند. کلی درو، شیمی‌دان اعصاب از دانشگاه آلاسکا در فیربنکس، فرض می‌کند که این بیداری‌ها ممکن است برای فرآیندهایی مانند بازسازی عضلات و حفظ سلامت مغز حیاتی باشند.

بنابراین، انسان‌هایی که چنین سفرهایی را آغاز می‌کنند ممکن است برای حفظ توده عضلانی، عملکرد شناختی و سلامت کلی، نیاز به بیدار شدن دوره‌ای داشته باشند. این موضوع ملاحظات غذایی را نیز مطرح می‌کند. هانا کری، زیست‌شناس خواب زمستانی از دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، در مورد صرفاً چاق کردن فضانوردان قبل از ماموریت هشدار می‌دهد. خرس‌هایی که قبل از خواب زمستانی ذخایر چربی قابل توجهی جمع‌آوری می‌کنند، سطوح بالایی از کلسترول را ایجاد می‌کنند که بدنشان در طول دوره خواب زمستانی آن را مدیریت می‌کند. با این حال، در انسان‌ها، کلسترول بالا می‌تواند خطر جدی بیماری قلبی را ایجاد کند، به خصوص تحت فشارهای سفرهای فضایی. تحقیقات کری حتی مواردی از سنجاب‌های زمینی در اسارت را مشاهده کرده است که علیرغم داشتن ذخایر فراوان چربی، در طول خواب زمستانی به طور مرموزی مرده‌اند، که نشان‌دهنده استرس احتمالی قلبی است.

در نهایت، سرنوشت فضانوردان در «پרויکت هیل ماری»، همانطور که خود وایر توضیح داد، یک شکست بیولوژیکی نبود، بلکه یک شکست فنی بود. وایر اظهار داشت: «این یک نقص فنی بود. منظورم این است که چهار سال در کما بودن، حتی در بهترین شرایط، یک پیشنهاد خطرناک است. بنابراین، یک نقص فنی کوچک می‌تواند منجر به نتایج فاجعه‌باری شود.» این امر بر اهمیت حیاتی فناوری قوی و بی‌نقص برای امکان‌پذیر ساختن جهش بشریت به سوی کیهان تأکید می‌کند.

روایت «پרויکت هیل ماری» به عنوان یک مطالعه موردی جذاب، اگرچه داستانی، عمل می‌کند و ما را وادار می‌کند تا با پرسش‌های واقعی علمی و پزشکی پیرامون آینده ما در میان ستارگان روبرو شویم. سفر به جهان‌های دیگر نه تنها به نبوغ فنی، بلکه به درک عمیق و تسلط بر بیولوژی انسان در شرایط سخت نیز نیاز خواهد داشت.

خبرگزاری اخباری