Terdapat kekurangan hibernasi yang mengganggu dalam rancangan penerbangan ruang angkasa kami. Sekiranya kita pernah mengetahui jenis hibernasi, dapatkah kita memanfaatkannya dengan menggunakan kapal angkasa yang lebih kecil?
Agensi Angkasa Eropah (ESA) berusaha untuk menjawab soalan itu.
ESA mempunyai apa yang mereka sebut sebagai "pasukan topik" yang bekerja pada hibernasi manusia. Pasukan topik bekerja di bawah payung Advanced Concepts Team, yang mengkaji idea dan teknologi yang mempunyai kepentingan jangka panjang untuk usaha ESA. Ia seperti kumpulan pemikir yang menyokong penyelidikan pelbagai disiplin.
Sekiranya kita menginginkan masa depan di mana misi awak ke planet lain - atau mungkin sistem suria lain - adalah kenyataan, maka hibernasi manusia akan menjadi sebahagian daripadanya. Sama ada itu, atau kapal bintang pelbagai generasi, dengan semua parameternya yang lapar sumber daya.
ESA mengatakan bahawa mereka telah "mengenal pasti penggunaan torpor & hibernasi yang terkawal sebagai teknologi yang mengubah permainan untuk penerbangan ruang angkasa manusia." Mereka juga berspekulasi bahwa menurunkan kadar metabolisme angkasawan dalam perjalanan jarak jauh tidak hanya dapat menghemat udara, air, dan makanan, tetapi juga menurunkan kerentanan mereka terhadap kerosakan radiasi.
ESA menggunakan Kemudahan Rekabentuk Serentak (CDF) mereka, sebuah kemudahan multimedia yang membolehkan pasukan mereka berlainan bekerjasama, untuk memeriksa hibernasi manusia untuk perjalanan ke planet yang berdekatan, kemungkinan Mars. Anggota pasukan mengambil stok teknologi perjalanan angkasa semasa untuk misi Mars selama lima tahun yang menghantar enam angkasawan ke planet merah dan kembali. Ini adalah pertama kalinya mereka mempelajari kesan hibernasi pada reka bentuk misi.
"Kami berusaha menyesuaikan seni bina kapal angkasa, logistiknya, perlindungan terhadap radiasi, penggunaan tenaga dan reka bentuk misi keseluruhan," komentar Robin Biesbroek dari CDF.
Banyak yang perlu difikirkan. Pelbagai filem dan buku sci-fi telah meneroka hibernasi manusia, jadi sebilangan besar dari kita dapat menyebut banyak masalah. Apa kesan psikologi yang akan berlaku? Pasti akan mengejutkan untuk berhibernasi selama seminggu, sebulan, setahun, bahkan lebih lama, dan kemudian terbangun di suatu tempat di luar angkasa. Bagaimana mungkin manusia dapat mempersiapkannya?
Dan bagaimana dengan keselamatan? Sci-fi penuh dengan orang yang bangun terlalu awal, atau terlambat, dari hibernasi. Lemah dan muntah, atau mungkin diliputi keringat sejuk, banyak protagonis telah bangun pada waktu yang salah, dan mendapati kehidupan mereka terbalik oleh sistem hibernasi yang tidak berfungsi.
Tetapi perkara pertama yang pertama.
Bagaimana teknologi hibernasi, jika kita dapat mengembangkannya, mempengaruhi reka bentuk kapal angkasa?
"Kami melihat bagaimana pasukan angkasawan dapat dimasukkan ke dalam hibernasi, apa yang harus dilakukan dalam keadaan darurat, bagaimana menangani keselamatan manusia dan juga apa kesan hibernasi terhadap psikologi pasukan. Akhirnya kami membuat lakaran awal seni bina habitat dan membuat peta jalan untuk mencapai pendekatan yang disahkan untuk hibernasi manusia ke Marikh dalam 20 tahun, ”kata Biesbroek.
Mungkin perkara pertama yang diperhatikan adalah ukuran modul kediaman. Krew hibernasi dapat menggunakan modul hab yang jauh lebih kecil daripada kru yang terjaga, seperti yang digambarkan oleh gambar ini.
Kajian awal menunjukkan bahawa jisim kapal angkasa dapat dikurangkan satu pertiga. Anak kapal akan berhibernasi di dalam kubu kecil yang akan berfungsi sebagai kabin untuk kru ketika terjaga. Penyingkiran bahan habis pakai akan membantu dengan menghilangkan beberapa tan jisim.
Kajian itu melihat pelayaran 180 hari ke Marikh. Para angkasawan harus memakai lemak badan tambahan sebelum misi, dan ubat akan menyebabkan hibernasi mereka, atau menggerogoti. Mereka akan berhibernasi di dalam polong mereka yang gelap dan sejuk, dan ketika mereka terbangun akan ada masa pemulihan 21 hari.
Salah satu bahaya yang paling terkenal yang dihadapi angkasawan pada jarak angkasa panjang adalah radiasi. Zarah bertenaga tinggi terdapat di angkasa, dan melindungi kru adalah perhatian utama. Tetapi kerana awak kapal akan berhibernasi di satu tempat, ini memudahkan merancang perlindungan. Perisai, seperti bekas air, boleh dibina di sekitar batang.
Andaian asas di sebalik hibernasi manusia di angkasa dibina di sekitar hibernasi haiwan. Terdapat dua jenis hibernator di kerajaan binatang: mewajibkan hibernator yang berhibernasi setiap tahun tidak kira suhu atau keadaan; dan hibernator fakultatif yang berhibernasi sebagai tindak balas terhadap tekanan di persekitaran. Banyak jenis haiwan yang berhibernasi, termasuk beruang, marsupial, kelawar, beberapa tikus dan beberapa tupai.
"Untuk sementara waktu, hibernasi telah diusulkan sebagai alat mengubah permainan untuk perjalanan ruang angkasa manusia," jelas Ketua Pasukan SciSpacE, Jennifer Ngo-Anh. "Sekiranya kita dapat mengurangkan kadar metabolisme asas angkasawan sebanyak 75% - serupa dengan apa yang dapat kita amati di alam dengan haiwan hibernasi besar seperti beruang tertentu - kita dapat berakhir dengan penjimatan jisim dan kos yang besar, membuat misi eksplorasi jangka panjang lebih sesuai. "
Itu masih besar sekiranya. Hibernasi beruang masih agak misteri. Mereka mengitar semula protein dan air kencing mereka semasa hibernasi. Dan mereka dapat hibernasi sehingga 7 bulan tanpa kehilangan jisim tulang. Haiwan hibernasi lain mengganggu pergerakannya dengan suhu dan denyutan jantung yang lebih biasa yang disebut gairah eutherik. Bagaimana semua ini dapat dikendalikan pada manusia, spesies yang tidak hibernate secara semula jadi, tidak diketahui.
Terdapat beberapa premis untuk hibernasi manusia, dan itu berasal dari perubatan moden.
"Dan idea asas untuk menempatkan angkasawan ke hibernasi jangka panjang sebenarnya tidak begitu menggila: kaedah yang sebanding secara umum telah diuji dan digunakan sebagai terapi pada pesakit trauma perawatan kritikal dan mereka yang menjalani pembedahan besar selama lebih dari dua dekad," kata Ngo-Anh. "Sebilangan besar pusat perubatan utama mempunyai protokol untuk mendorong hipotermia pada pesakit untuk mengurangkan metabolisme mereka sehingga pada dasarnya memperoleh waktu, menjaga pesakit dalam keadaan yang lebih baik daripada yang seharusnya."
Oleh itu penyelidik tidak bermula dari awal. Mereka sekurang-kurangnya mempunyai titik permulaan, seperti itulah jenis kumpulan pemikir ini.
"Kami berhasrat untuk membangunnya di masa depan, dengan meneliti jalur otak yang diaktifkan atau disekat ketika memulai hibernasi, dimulai dengan binatang dan menuju ke orang," simpulkan Ngo-Anh.
Lagi:
- Siaran Akhbar: Angkasawan hibernasi memerlukan kapal angkasa yang lebih kecil
- ESA: Pasukan Konsep Lanjutan; Bioengineering: Hibernasi
- Harian JSTOR: Misteri Hibernasi
