Rezultatele experimentelor arată ce provocări ar întâmpina astronauţii din prima misiune umană pe Marte

Cei 6 membri ai echipajului „Mars500“ FOTO ESA

Prunariu a participat în luna iulie la Simpozionul Ştiinţific IAA-2015 al Academiei Internaţionale de Astronautică intitulat „Oameni în Spaţiu“ (Humans in Space) de la Praga şi a moderat una dintre secţiuni. S-a vorbit despre „rezultatul studiilor care urmăresc pregătirea corespunzătoare a zborului, dar şi modificările psihologice şi fiziologice din organismul astronauţilor în timpul acestui tip de zbor interplanetar”.

„Cercetarea ştiinţifică este concentrată în prezent în detaliu pe necesităţile primei misiune spaţiale umane pe planeta Marte”, spune Dumitru-Dorin Prunariu, singurul cosmonaut roman, membru al Consiliului Ştiinţific al Academiei Internaţionale de Astronautică (IAA) şi preşedinte al secţiunii europene a Asociaţiei Exploratorilor Spaţiului care reuneşte 400 de astronauţi din 36 de state.

„Simpozionul de anul acesta al Academiei Internaţionale de Astronautică (IAA) a avut drept subiect misiunile spaţiale umane de lungă durată, interplanetare. Prezentările făcute au fost rezultatul studiilor din domeniile medical, psihofiziologic şi astronautic care urmăresc pe de o parte, pregătirea corespunzătoare a zborului iar pe de altă parte, modificările psihologice şi fiziologice ce au loc în organismul astronauţilor în timpul acestui tip de zbor interplanetar”.

Prunariu consideră că „selecţia echipajului este fundamentală! Compatibilitatea şi trăsăturile personale vor conta enorm. Experimentul <<Marte500>> a dovedit că pentru misiunile de lungă durată, echipajele cu iniţiativă şi trăsături creative sunt mai potrivite. De asemenea, echipajele multiculturale s-ar putea să fie mai eficiente. Toate acestea au rezultat din experimentele făcute”. 

Aspectele medicale sunt vitale în pregătirea misiunii către planeta Marte: „Călătoria către Marte şi înapoi poate dura 3 ani, iar astronauţii nu vor mai fi protejaţi de centurile de radiaţii ale Pământului în timpul acestui zbor interplanetar. În timpul zborului de lungă durată, au loc modificări ale sistemului circulator, osteomuscular, deoarece oasele se demineralizează rapid în condiţii de microgravitaţie, în aparatul vizual deoarece radiaţiile corpusculare afectează nervul optic…

Sistemul imunologic este de asemenea afectat şi reacţia corpului uman la bacterii şi virusuri care se reproduc mai repede şi mai agresiv în spaţiul cosmic poate oferi surprize, iar medicamentele s-ar putea să nu mai aibă efectul scontat. Foarte complexă este şi problema psihologiei echipajului care va trăi în acel spaţiu limitat din nava spaţială timp de 3 ani. Membrii echipajului trebuie să fie compatibili, să se cunoască reciproc cât mai bine şi să-şi respecte reciproc cultura, religia şi obiceiurile”.

Dumitru Prunariu la Simpozionul Ştiinţific IAA-2015 al Academiei Internaţionale de Astronautică intitulat Oameni în Spaţiu (Humans in Space) de la Praga

Va fi o situaţie cu care nimeni nu s-a mai confruntat până acum. Medicina Spaţială trebuie să găsească metode pentru a asigura protecţia astronauţilor, pentru a menţine riscul sub control pe timpul zborului interplanetar de lungă durată şi pentru a re-aduce astronauţii la starea iniţială după revenirea pe Pământ.

Experimentele făcute de Agenţia Spaţială Europeană pentru a înţelege efectele microgravitaţiei au fost făcute cunoscute de Jennifer Ngo-Anh care a prezentat studiul „Reactive Jump“ derulat la laboratorul Envihab din Germania, cel mai avansat laborator spaţial din Europa, utilizat de Agenţia Spaţială Europeană şi de partenerii săi; studiul „Cocktail“ derulat la Toulouse, Franţa; experimentele „Concordia“ derulate la staţia din Antarctica – foarte importante din punct de vedere fiziologic şi psihologic deoarece recreează condiţii similare celor din spaţiu, cum ar fi hipoxia – şi experimentele „Halley“. Programul în cadrul căruia Agenţia Spaţială Europeană derulează experimente la sol care simulează condiţiile din spaţiu, intitulat „Ground Based Facilities Program“, este un instrument eficient din punct de vedere al costurilor şi al rezultatelor pentru a se face training în privinţa derulării experimentelor reale pe Staţia Spaţială Internaţională.

Reacţia astronauţilor la stres şi izolare 

Rezultatele cercetărilor făcute de JAXA, Agenţia spaţială Japoneză, privind efectele izolării asupra astronauţilor au fost prezentate de Go Suzuki şi au relevat că un aspect de maximă importanţă este reacţia pe termen lung la stres şi microgravitaţie. După cum rezultă din cercetări, în corpul astronauţilor au loc modificări fizice – reflux gastro-esofagian, ulcer gastric, probleme de vedere, şi uneori sindrom posttraumatic. JAXA derulează experimentele într-o cameră de izolare alcătuită din două module, unul pentru experimente, iar celălalt pentru locuit, la care este ataşată o încăpere de control de unde echipajele sunt observate, monitorizate şi totul se înregistrează. Parametri cum ar fi markerul de salivă şi testele sanguine, precum şi alţi parametri subtili oferă informaţii preţioase despre reacţia astronauţilor la stres.

Studiile privind efectele izolării şi sistemele analoge pentru reducerea riscurilor comportamentale şi de performanţă în timpul misiunii de explorare a planetei Marte, prezentate de Lauren B Leveton de la NASA, au evidenţiat condiţiile speciale impuse de acest nou tip de voiaj către Marte la o distanţă şi cu o durată unice până acum în istoria spaţiului. Nava spaţială va avea dimensiuni limitate, echipajul va fi redus, condiţiile vor fi diferite de cele de pe Staţia Spaţială Internaţională, aşa că este de importanţă crucială cu cine îţi petreci timpul în spaţiul acela strâmt în condiţii extreme şi fără legături cu Pământul. Printre riscurile analizate, comportamentul  advers şi stări cognitive atipice, devieri de ordin psihiatric, scăderi ale randamentului datorate cooperării inadecvate, erori datorate oboselii ca urmare a somnului precar, deoarece somnul este afectat în spaţiu. Stresul şi starea de spirit proastă apar inevitabil în timpul misiunilor de 6 luni. Stresul este semnalat de structuri lexicale ce trădează devieri de la vorbirea obişnuită în timpul efortului mare.

Principala soluţie pentru a combate stresul este coeziunea echipei astfel că în timpul experimentelor se caută acea trăsătură comună întregii echipe cu scopul de a îmbunătăţi cooperarea şi comunicarea în cadrul echipelor care petrec mult timp departe de planeta Pământ şi nu comunică în mod regulat cu familiile şi prietenii. NASA a derulat studii privind izolarea în medii simulate izolate, restrânse şi cu condiţii extreme, dar în subconştient, astronauţii ştiu că de fapt nu sunt expuşi unui pericol real astfel că cercetătorii fac eforturi să identifice echipajele cu adevărat motivate care să poată face faţă adevăratelor pericole în timpul misiunilor de lungă durată.

Nevoile astronauţilor vor fi multe pe perioada misiunii de 3 ani la o distanţă de la Pământ care poate varia între 60 milioane şi 400 milioane km, în funcţie de orbita planetei Marte şi de obstacolele întâlnite în cale de nava spaţială. Una dintre nevoi are un caracter profund intim şi nu a fost abordată deocamdată în cadrul experimentelor şi nici nu se face referire la ea, iar poziţia oficială a NASA este:

„Această necesitate umană mai specială este o chestiune de opţiune personală. Dacă va rezulta că are importanţă majoră, o vom aborda”.

Lauren B Leveton a menţionat că în ciuda provocărilor, astronauţii adoră ceea ce fac, iar satisfacţia lor cu greu poate fi descrisă în cuvinte.

Practică timp de un deceniu: principalele obstacole 

William H Paloski de la Universitatea Houston a trecut în revistă provocările pe care le implică zborurile spaţiale către Marte din punct de vedere al gravitaţiei, mediilor ostile, radiaţiilor crescute şi distanţei de la Pământ, subliniind că timp de un deceniu, înainte de zborul către Marte, se va face practică pe destinaţii intermediare cum ar fi orbita circumterestră joasă, spaţiul cosmic îndepărtat şi Luna.

Rezultatele cercetărilor psihofiziologice în cadrul experimentului unic Marte500 au fost prezentate de Vadim Gushin din Rusia care a subliniat că după experimentul clinostatic de un an (1-year bed rest) derulat cu 3 ruşi în 1967 şi SFINCSS-99 cu 12 astronauţi în 1999, Marte500 cu 6 bărbaţi din Rusia, Franţa, Italia şi China a fost cel mai complex şi mai complet. Principalele provocări au fost lipsa reaprovizionării, izolare socială şi spaţiul restrâns. S-a simulat asolizarea într-o realitate marţiană virtuală. Un soft lingvistic a analizat unităţile de vorbire ale membrilor echipajului, interacţiunile lor, percepţiile lor, declaraţiile negative.. Izolarea şi monotonia au condus la anxietate. Cei mai puţin anxioşi au devenit liderii grupului.

Mâncarea şi femeile – cele mai discutate subiecte 

Cercetătorii ruşi au descoperit că prezenţa femeilor în cadrul echipajului creştea volumul de dialoguri între membri echipajului. Unul din rezultate a fost că de fapt nici nu este nevoie de cuvinte efectiv, reacţiile sunt de ajuns pentru a comunica corespunzător. În timp, echipajul a dezvoltat propria sa manieră de comunicare. Analiza eco-psihologică a evidenţiat că membrii echipajului care erau mai anxioşi interacţionau mai mult cu plantele din sera de la bord. Existenţa unor mâncăruri naţionale nu era o necesitate imperioasă însă mirosul şi gustul bucătăriei şi băuturilor naţionale poate avea importanţă crucială pentru echipajele aflate în izolare. S-a mai constatat că anumite evenimente marcante au impact asupra vieţii de zi cu zi în izolare în timpul misiunilor interplanetare.

Iva Polackova Solcova din Cehia a prezentat un studiu în care a urmărit dacă heterogenitatea culturală în timpul misiunii pe Marte ar putea fi un beneficiu sau o ameninţare. Conform studiului său, prezenţa mai multor culturi poate fi un avantaj în timpul misiunii de lungă durată deoarece face viaţa mai interesantă şi implică avantajele specifice fiecărei culturi. Mai multe culturi înseamnă mai multe motive de sărbătoare şi mai multe activităţi în comun, de Crăciun, de Anul Nou Chinezesc, Anul Nou Rus ceea ce a dus la 2 luni de sărbătoare în timpul simulării. Astronauţii au trăit în comun valori culturale diferite în acelaşi mediu. Şi-au dezvoltat propriul limbaj, au învăţat limbajul corpului şi au devenit mai sensibili la limbajul fără cuvinte. Mâncarea pare a fi fost cea mai legată de cultură, era subiectul nr. 1 de discuţie, iar fetele subiectul nr 2. Studiul a găsit diferenţe mai mari între bărbaţi şi femei decât între bărbaţi de naţionalităţi diferite. 

Probleme de sănătate 

Posterele expuse în timpul simpozionului IAA 2015 au prezentat pe scurt studii pe teme cum ar fi  „Bio-reacţia osteocitelor şi reglarea acestora în osteoblaste aflate în stare de vibraţie” („The bioresponse of osteocytes and its regulation on osteoblasts under vibration”), studiu necesar pentru că astronauţii se confruntă cu fracturi ale oaselor după revenirea pe Pământ;  „Reglarea ritmului cardiac în zborurile de lungă durată” („Regulation of heart rate in long-duration space flights”), utile pentru a studia modificările ritmului cardiac după zborurile spaţiale deoarece astronauţii „plătesc un preţ prin reducerea funcţionalităţii organismului lor”, după cum explică autorii posterului sau „Pierderea osoasă ocazionată de implantul dentar în timpul microgravitaţiei simulate: biomarkeri salivari în stomatologia spaţială” (“Bone loss in dental implant during simulated microgravity: Salivary biomarkers in Space dentistry”), studii de stomatologie utile astronauţilor căci un lucru pe care oamenii nu şi-l imaginează despre astronauţi este că trebuie să-şi facă singuri operaţii stomatologice în spaţiu în caz de urgenţă!

Simpozionul IAA-2015 intitulat Oameni în Spaţiu (Humans in Space) de la Praga a reunit 160 de specialişti din toată lumea şi a dezvăluit că lumea academică internaţională şi experţii pe probleme de spaţiu colaborează în prezent, fiecare în domeniul său de activitate, pentru a pregăti corespunzător prima misiune umană către planeta Marte, estimată a avea loc în 2036.

Deşi putea părea ca orice alt eveniment ştiinţific ce reuneşte medici, fizicieni şi astronauţi, se putea observa că subiectele sunt de data asta extraordinare şi excepţionale. Medicină, astrofizică şi astronautică în încercarea impresionantă de a simula şi de a găsi cele mai bune soluţii pentru prima călătorie a omului către planeta Marte. 

Articol redactat de Marcela Ganea, jurnalist internaţional, pentru Geopolitics.ro.