Чи повинні астронавти хвилюватися через пил на Марсі?

Марс — це планета, що страждає від піщаних бур, які мають вражаючі розміри. Хоча швидкість вітру на ній не є надто високою через тонкість атмосфери, науковці зауважують, що астронавтам слід залишатися обережними.

Щороку на Марсі, який триває 686,98 днів на Землі, Червона планета переживає сезонні пилові бурі, що відбуваються під час літа в південній півкулі. Кожні три марсіанські роки (еквівалентно п'яти з половиною земним рокам) ці бурі досягають такого масштабного розміру, що охоплюють всю планету і стають помітними з нашої планети.

У найближчі кілька десятиліть NASA та Китайська агенція пілотованих космічних польотів (CMS) мають намір відправити астронавтів і тайконавтів на поверхню Марса. Ці місії передбачають тривалі операції на планеті, і, як сподіваються вчені, завершаться створенням сталих житлових комплексів на її поверхні.

Згідно з новим дослідженням Медичної школи Кека при Університеті Південної Каліфорнії (USC), марсіанські пилові бурі потенційно можуть викликати респіраторні захворювання та підвищений ризик виникнення хвороб, що робить їх ще однією загрозою для здоров'я, до якої космічні агенції мають бути готовими.

Дослідження очолив доктор медичних наук Джастін Л. Ванг з Каліфорнійського університету, який працює в Медичній школі Кека, разом із групою своїх колег. До їхньої команди долучилися вчені з Центру космічної медицини при Каліфорнійському університеті в Лос-Анджелесі, а також експерти з Департаменту аерокосмічної інженерії та Лабораторії фізики атмосфери і космосу в Боулдері. У дослідженні також брали участь представники Управління збору та зберігання астроматеріалів Космічного центру імені Джонсона NASA.

Відправлення космічних екіпажів на Марс супроводжується численними викликами, зокрема питаннями логістики та ризиками для здоров'я астронавтів. За останні два десятиліття найменша відстань між Землею та Марсом сягала 55 мільйонів кілометрів (34 мільйони миль), що приблизно в 142 рази більше, ніж відстань до Місяця. Використання традиційних технологій для одностороннього перельоту займе від шести до дев'яти місяців, і протягом цього часу космонавти піддаються фізіологічним змінам через тривале перебування в умовах мікрогравітації.

Це може призвести до атрофії м'язів, зниження щільності кісток, а також ослаблення серцево-судинної системи. Крім того, процес повернення може зайняти до трьох років, протягом яких астронавти проведуть принаймні рік, живучи та працюючи в умовах марсіанської гравітації, що становить 36,5% від земної. Існує також ризик підвищеного впливу радіації, як під час перельотів, так і під час роботи на поверхні червоної планети. Не менш важливими є й потенційні наслідки для здоров'я, пов'язані з впливом марсіанського реголіту, про що Ванг розповів виданню Universe Today:

На Марсі існує безліч потенційно небезпечних елементів, з якими можуть зустрітися астронавти. Одним з найбільш серйозних є велика кількість кремнеземного пилу, а також залізний пил, що утворюється з базальту, і нанофазне залізо. Ці частинки здатні негативно впливати на легені і можуть викликати різні респіраторні проблеми. Додатковою небезпекою є те, що середній розмір частинок пилу на Марсі значно менший за мінімальний розмір, який може виводитися слизом з наших легенів, що підвищує ризик розвитку захворювань.

У період місій "Аполлон" астронавти відзначали, що місячний реголіт прилипав до їхніх скафандрів і осідав на всіх поверхнях у космічному кораблі. Після повернення на Землю вони також скаржилися на фізичні симптоми, такі як кашель, подразнення горла, сльозотеча та затуманення зору. У дослідженні NASA, проведеному в 2005 році, було проаналізовано свідчення шести астронавтів місій "Аполлон" для оцінки впливу місячного пилу на системи життєзабезпечення. В результаті дослідження виявили, що найбільші загрози для здоров'я пов'язані з "помутнінням зору" та "вдиханням і подразненням".

Марсіанський пил не лише викликає проблеми з диханням та подразнення легенів і зору, але також містить небезпечні токсичні елементи. Серед них можна виділити перхлорати, кремнезем, оксиди заліза (іржу), гіпс та невелику кількість шкідливих металів, таких як хром, берилій, миш'як і кадмій, які ще недостатньо вивчені. На Землі вже є досить даних про вплив цих металів на здоров'я, і Ван разом зі своєю командою скористалися цією інформацією для оцінки ризиків, які можуть загрожувати астронавтам, що планують подорож до Марсу в найближчі десятиліття.

Окрім їжі, води та кисню, відстань між Землею та Марсом також ускладнює доставку критично важливих медичних препаратів, і астронавти не можуть бути терміново доставлені на Землю для лікування, яке рятує їхнє життя.

За словами Вана та його команди, екіпажі повинні мати максимальну автономію у сфері медичного обслуговування. Як і в ситуаціях з іншими суттєвими загрозами для здоров'я, вони підкреслюють важливість профілактичних заходів, водночас вказуючи на можливі стратегії для зниження ризиків.

"Обмеження пилового забруднення середовища проживання астронавтів і можливість відфільтрувати будь-який пил, що проникає всередину, буде найважливішим контрзаходом. Звичайно, деякий пил зможе проникнути, особливо коли марсіанські пилові бурі ускладнять підтримку чистоти навколишнього середовища. Ми знайшли дослідження, які свідчать, що вітамін С може допомогти запобігти хворобам від впливу хрому, а йод може допомогти запобігти хворобам щитовидної залози від перхлорату".

Вони також підкреслили, що ці та інші потенційні контрзаходи потрібно вживати з обережністю. Як зазначив Ванг, надмірне вживання вітаміну С може збільшити ризик утворення каменів у нирках, до якого астронавти і так схильні після тривалого перебування в умовах мікрогравітації. Крім того, надлишок йоду може сприяти тим самим захворюванням щитовидної залози, які він покликаний лікувати в першу чергу. Протягом багатьох років космічні агентства активно розробляють технології та стратегії для зменшення ризиків впливу місячного та марсіанського реголіту.

Серед інноваційних рішень присутні спеціалізовані спреї, електронні пучки та захисні покриття. Багато досліджень і експериментів зосереджені на вивченні реголіту, щоб краще зрозуміти його транспортні механізми та властивості. З запуском програми Artemis та наближенням місій до Марса, ми, напевно, станемо свідками значного прогресу в галузі фармакології та медичних технологій, які будуть зосереджені на вирішенні проблем, пов'язаних із космічними дослідженнями.