Nenápadný nepřítel na Marsu

Jaká rizika čekají lidstvo na Marsu? Jaký vliv bude mít marsovský prach na zdraví lidské posádky budoucích misí? (délka blogu 3 min.)

Podobně jako kdysi cesta na Měsíc bude i budoucí cesta na Mars pro lidskou posádku spojena s obřími riziky.

Vědecká a inženýrská komunita se věnuje vývoji raketových pohonů, tepelných štítů, uzavřených ekologických systémů k podpoře lidského života a různých technologií, které umožní život na Rudé planetě. Na osadníky bude ovšem čekat nejen technologická výzva v podobě planety s velmi řídkou atmosférou a nutnost vystačit si s nízkou gravitací - budou se muset potýkat s nenápadným ale úporným protivníkem. Bude jím prach, který nejen že pokrývá celý povrch planety, ale tvoří i trvalou součást marsovské atmosféry.

Prach na Měsíci a prach na Marsu

Prach způsoboval problémy už astronautům, kteří kdysi přistáli na Měsíci. Měsíční prach se skládá z maličkých částeček, které mají ostré hrany, vznikal totiž působením bombardování meteority bez přítomnosti atmosféry. Prach na Marsu má daleko složitější strukturu a je navíc jedovatý.

Na Rudé planetě se nachází řídká atmosféra. Velká část částic marsovského prachu je mikroskopických rozměrů, často s průměrem kolem tří mikrometrů. Částice větší než deset mikrometrů jsou obvykle zachyceny v horních dýchacích cestách, odkud je tělo umí přirozeně odstranit. Částice o velikosti tří mikrometrů jsou na to příliš malé.

Jakmile budoucí osadník tyto mikroskopické částice vdechne, proniknou hluboko do plicních sklípků, tedy přímo do zóny, kde probíhá výměna plynů. V této oblasti naše tělo nemůže takové škodlivé částice mechanicky vyloučit. Pokud se časem samy nerozpustí v tělesné tekutině, budou způsobovat záněty, a dokonce pronikat přímo do krevního oběhu. Toxické složky prachu pak mohou škodit nejen plicím, ale i ostatním orgánům.

Chloristany

Chemické složení marsovského regolitu je škodlivé hlavně kvůli vysoké koncentraci chloristanů.

Chloristany jsou soli nebo estery kyseliny chloristé. Z chemického hlediska se jedná o sloučeniny obsahující anorganický chloristanový aniont. Chlor je v tomto aniontu v nejvyšším možném oxidačním čísle, což z chloristanů dělá silná oxidační činidla.

V pozemských podmínkách jsou vzácné, ovšem na Marsu vznikají dlouhodobým působením ultrafialového záření na povrchové minerály. Musí se s nimi počítat v koncentracích kolem jednoho procenta.

Chloristany v lidském těle škodí například štítné žláze. Narušují syntézu hormonů. Dlouhodobý vliv chloristanů vede k poruchám metabolismu, únavě, kognitivnímu útlumu apod. Navíc by chloristany mohly poškozovat kostní dřeň a narušovat krvetvorbu.

Vědci navrhují různé preventivní podávání medikamentů - například vysokých dávek jódu, které by mohly pomoci nasytit transportní mechanismus a snížit vychytávání chloristanů organismem. Nadbytek jódu ovšem může pro změnu vyvolat autoimunitní reakce a může také narušit funkčnost štítné žlázy, takže bude nutné zdravotní stav osadníků neustále kontrolovat, aby se jejich stav pomocí ochranné terapie spíš nezhoršoval.

Křemičitany

Kromě chloristanů obsahuje marsovský prach vysoký podíl volného oxidu křemičitého a křemičitanových minerálů. Povrch těchto částic může být také biologicky aktivní. Při vdechnutí a usazení v plicích vyvolávají křemičité částice chronické záněty.

Osadníky tak čeká plicní onemocnění, které je velmi podobné silikóze známé z pozemského těžebního průmyslu. Chronicky se vyskytující silikóza bude v podmínkách izolované kosmické mise velmi nepříjemným problémem. Výsledkem je trvalý pokles plicní kapacity, zhoršení kyslíkového sycení krve a postupné selhávání plic.

Přítomnost těžkých kovů

Na rozdíl od podmínek na naší vlastní planetě, ke kterým je náš organismus dobře přizpůsoben, je část povrchového materiálu tvořena oxidy železa a různými jinými vysoce reaktivními minerály, které byly po miliardy let vystaveny nerušenému slunečnímu a kosmickému záření.

Při kontaktu s vlhkou lidskou tkání, jako je například sliznice dýchacích cest nebo očí, se budou tyto minerály účastnit chemických reakcí, na které není náš organismus připraven. Ty budou produkovat různé agresivní volné radikály. Podobné problémy známe i na Zemi - například u horníků.

Jako by výše zmiňované komplikace nestačily, potvrdila analýza marsovského prachu přítomnost prvků, jako jsou chrom, beryllium, arsen, kadmium a nikl. Tyto látky samozřejmě nejsou vůbec zdraví prospěšné. Chronická expozice těžkými kovy vede k poškození ledvin a jater a zvýšenému riziku mutací DNA.

Nepříjemný vliv toxického prachu se bude sčítat ještě i s vlivem kosmického záření, které proniká až na povrch Rudé planety. Dá se tedy očekávat, že se u osadníků budou vytvářet různé formy rakoviny.

Ochrana osadníků

Samotná cesta na Mars tak možná nebude pro lidskou posádku tou největší výzvou. Nepřátelské chemické a fyzikální podmínky na Rudé planetě budou ještě větším problémem než dlouhá cesta meziplanetárním prostorem.

Lidská obydlí se na Marsu neobejdou bez fyzických bariér. Skafandry pro volné výlety do marsovské krajiny budou muset zůstávat v některé z přechodových komor. Obydlí budou muset být osazena komplikovanými a spolehlivými systémy filtrace vzduchu a elektrostatickými odlučovači prachu.

V praxi je ovšem naprostá eliminace prachu při normálním provozu prakticky nemožná. Lékařské vybavení mise tedy bude muset počítat i s diagnózou zdravotních komplikací a s možností léčení nemocí. Jedním z nejdůležitějších členů posádky bude lékař, bez kterého se mise na Mars neobejde.

^{Zdroje: Odkaz, Potential Health Impacts, Treatments, and Countermeasures of Martian Dust on Future Human Space Exploration, Justin L. Wang, Jeremy J. Rosenbaum, Ajay N. Prasad, Robert R. Raad, Esther J. Putman, Andrea D. Harrington, Haig Aintablian, Brian M. Hynek, GeoHealth, Volume9, Issue2, February 2025}