Proč nemohou lidé letět na Mars (2) – délka letu a beztíže

Obchodníci se sny manipulující veřejným míněním předstírají, že se lidstvo brzo vydá na cestu k Marsu. Ať už je jejich motivace jakákoliv (peníze, moc a sláva), jedno mají společné – ignorují neřešitelné problémy cesty na Mars. 

Ztráta svalů a řídnutí kostí

V minulém dílu jsem zmiňovala záření. Technologie, která je nám dnes k dispozici, ho neumí odstínit. Záření je při cestách na Mars likvidačním argumentem. Ale i kdyby podobné mise neznemožňovalo záření, budou tu jiné, neméně závažné problémy, které cestu znepříjemní nebo rovnou vyloučí. Jedním z nich je stavba našich těl. Nejsou schopná správně fungovat ve stavu beztíže.

Zatím nejdelší zkušenost udělali v beztíži astronauté na ISS a MIR. Rekord činí 408 dní. To je dobře srovnatelné s délkou cesty na Mars a zpět, můžeme tedy celkem dobře odhadnout následky takové mise.

Ve stavu beztíže nebo při velmi redukované tíži dochází k odbourávání hmoty svalů a kostí. Ztrátě svalů se snad dá předejít speciálním a náročným tréninkem, ale i při něm se každý měsíc ztrácí u astronautů jedno procento kostní tkáně.

Řídnutí kostí je tedy fakt, se kterým musí účastníci mise počítat. Bude docházet ke komplikovaným a častým zlomeninám.

Situaci trochu vylepší pobyt na Marsu, trvající řadu měsíců. Mars disponuje zhruba třetinou pozemské gravitace, úbytek kostní hmoty se tedy během pobytu na Rudé planetě trochu  zpomalí. Pobyt v nízké marsovské gravitaci tak bude mít přímo terapeutické účinky. Z tohoto důvodu je mezičas, který astronauté stráví na Marsu nutný nejen pro misi jako takovou, ale také z lékařského hlediska. Kdyby se měl pobyt na planetě z nějakého důvodu zkrátit (například v případě nouze, kdy budou astronauté muset nastoupit na předčasnou zpáteční cestu) naplno by se rozvinuly vedlejší účinky masivního řídnutí kostní hmoty.

Ale ani po návratu na Zemi nebudou mít astronauté vyhráno. Bude trvat řadu měsíců, než se zotaví natolik, aby mohli žít normálním životem.

Lékaři spočítali, že po návratu na Zemi budou mít astronauté, kteří se účastnili mise na Mars, kvalitu kostí srovnatelnou s 90 letým starcem. Budou po celý zbytek (nejspíše krátkého a rakovinou poznamenaného) života trpět stařeckými symptomy.

Na obzoru se přitom vynořuje ještě další problém. Dá se vůbec s takovou kvalitou kostí přistát na Zemi? Nezlámou (navzdory všem snahám drsné) manévry při vstupu do atmosféry astronautům žebra a větší kosti? Touto drastickou představou by se podle mě měli zabývat všichni, kdo o cestách na Mars vážně uvažují nebo se dokonce sami pro takovou misi nabízejí jako zkušební králíci.

Pomohla by rotace?

Jedním z často uvažovaných a zmiňovaných řešení stavu beztíže je rotace kosmické lodi. Způsobila by na vnějším plášti odstředivou sílu, která by se mohla využít jako náhražka gravitace.

Stačilo by nejspíš vytvoření 40 % pozemské gravitace. Jednak by to bylo šetrnější k technice lodi, jednak by se v těchto podmínkách mohli astronauté připravit na podmínky, které je čekají na Marsu. Ten má totiž stejnou gravitaci.

Vytvoření takové náhražky gravitace by se podařilo tehdy, kdyby se například 30-ti metrová orbitální stanice každých 12 vteřin otočila kolem vlastní osy.

Rotace sice pomůže k vyřešení fyzických problémů posádky, je ale zodpovědná za vznik řady dalších problémů. Při rotaci lodi vzniká nestejnoměrné gravitační zrychlení v různých částech konstrukce. Logicky pak musí být konstrukce pevnější a mohutnější.

Pevná a mohutná konstrukce je těžší a komplexnější. Těžká konstrukce potřebuje ke svému urychlení daleko více paliva. V komplexnější konstrukci navíc může vznikat více poruch. Čím komplikovanější loď, tím poruchovější bude a tím více náhradních dílů bude muset mít na palubě. Opět to zvyšuje celkovou hmotnost lodi a množství paliva, které musí na startu zažehnout, aby získala potřebnou rychlost.

Centrifuga

Alternativně by se dala pro vylepšení kondice posádky možná použít konstrukce, kterou známe pod názvem centrifuga. Dá se v ní krátkodobě vyvolat lehké nebo i těžší přetížení. Lehce by se mohla využít k simulaci pozemské tíže. Výpočty a odhady ukazují, že by astronautům stačil každodenní dvouhodinový  pobyt v uměle vyvolané tíži. Nahradil by čtyřhodinový intenzivní trénink.

Nemoci

Není jistě nutné zdůrazňovat, jak nepříjemné by bylo onemocnět na kosmické lodi nějakou těžší nemocí. Postrachem astronautů budou také komplikovanější úrazy. Mise si bude muset vystačit s jedním nebo dvěma chirurgy a offline pomocí z palubní videotéky.

Online pomoc ze Země nebude možná. Vzdálenost mezi kosmickou lodí a Zemí bude po nějakém čase tak velká, že komunikace bude moci probíhat jen se zpožděním několika (nebo několika desítek) minut.

Práci lékaře bude ztěžovat samozřejmě také stav beztíže, případně minimální tíže na palubě.

Na Marsu

Osazenstvo kosmické lodě přiletí k Marsu s oslabenou imunitou (kvůli záření, kterému bylo po cestě vystaveno). Bude mít o zhruba o 15 % méně kostní hmoty a menší sílu kvůli úbytku svalů. Ten se dá sice trochu zmírnit, ale ne zastavit.

Musí dojít ke svému obydlí, které tam předtím postavily automatické sondy. Musí k němu přenést své zásoby. Musí k němu donést také vědecké přístroje, a vybavení, které mají na palubě. To všechno bude posádka dělat v těžkých, nemotorných skafandrech.

Situaci si můžeme barvitě vykreslit díky zkušenostem, které nasbírali astronauti a kosmonauti, pobývající na ISS a dřívější orbitální stanici MIR. Jedním z nich byl například Gary Lineker. Pobýval na MIRu celých pět měsíců. Během této doby ztratil dvě třetiny síly. Před svým letem na orbitu zvládl zdvihnout 45 kilové závaží, po příletu na Zem už jen 15-ti kilogramové.

Příště: Proč nemohou lidé letět na Mars (3) – psychologie a cena mise