Марс — планета, страдающая песчаными бурями невероятного масштаба. При этом сила ветра там не очень большая из-за общей разреженности атмосферы. Но ученые предупреждают, что астронавтам все же нужно быть внимательными.
Угроза пылевых бурь
Каждый марсианский год (продолжающийся 686,98 земных дней) Красная планета переживает региональные пылевые бури, совпадающие с летом в южном полушарии. Каждые три марсианских года (пять с половиной земных лет) эти бури эти бури достигают настолько большого масштаба, что охватывают всю планету и становятся видимыми с Земли.
В ближайшие десятилетия NASA и Китайское агентство пилотируемых космических полетов (CMS) планируют отправить на Марс астронавтов и тайконавтов. Эти миссии будут включать многомесячные операции на поверхности и, как ожидается, завершатся созданием долговременных сред обитания на поверхности.
Согласно новому исследованию Медицинской школы Кека при Университете Южной Калифорнии (USC), марсианские пылевые бури могут вызвать респираторные заболевания и повышенный риск возникновения болезней, что делает их еще одной угрозой для здоровья, к которой космические агентства должны быть готовы.
Исследование возглавил доктор медицины Калифорнийского университета Джастин Л.А. Ванг (Justin L. Wang) вместе с несколькими своими коллегами из Медицинской школы Кека (Keck School of Medicine). К ним присоединились исследователи из Центра космической медицины Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Департамента аэрокосмической инженерии и Лаборатории физики атмосферы и космоса в Боулдере, а также Управление по сбору и хранению астроматериалов Космического центра имени Джонсона NASA.
Влияние различных факторов на здоровье астронавтов
Отправка экипажей на Марс связана со многими проблемами, включая логистику и опасность для здоровья. За последние 20 лет кратчайшее расстояние между Землей и Марсом составляло 55 млн км (34 млн миль), что примерно в 142 раза превышает расстояние между Землей и Луной. Используя обычные методы, для перелета в одну сторону понадобится от шести до девяти месяцев, в течение которых астронавты претерпевают физиологические изменения, вызванные длительным влиянием микрогравитации. Это атрофия мышц, потеря плотности костной ткани, ослабление сердечно-сосудистой системы.
Кроме того, миссия возвращения может продолжаться до трех лет, за это время астронавты проведут не менее года, живя и работая в условиях марсианской гравитации (36,5% от земной). Существует также риск повышенного радиационного облучения, которое астронавты испытывают во время перелетов и во время работы на поверхности Марса. Однако существуют также потенциальные последствия для здоровья, вызванные влиянием марсианского реголита.
Изданию Universe Today Ванг сообщил: «Существует много потенциальных токсичных элементов, с которыми астронавты могут столкнуться на Марсе. Наиболее критичным является большое количество пыли кремнезема в дополнение к железной пыли из базальта и нанофазного железа, которые действуют на легкие и могут вызвать респираторные заболевания. Что делает пыль на Марсе более опасной, так это то, что средний размер частиц пыли намного меньше минимального размера, который способен вывести слизь в наших легких, поэтому они с большей вероятностью могут вызвать заболевание».
Токсичные компоненты марсианской пыли
В эпоху Аполлона астронавты сообщали, что лунный реголит прилипал к их скафандрам и ко всем поверхностям внутри космического корабля. По возвращении на Землю они также сообщали о таких физических симптомах, как кашель, раздражение горла, слезотечение и затуманивание зрения. В исследовании NASA в 2005 году были изучены отчеты шести астронавтов «Аполлона», чтобы оценить общее влияние лунной пыли на системы жизнеобеспечения, и было сделано заключение, что наиболее значительные риски для здоровья включали помутнение зрения, вдыхание и раздражение.
Марсианская пыль не только вызывает раздражение легких, проблемы с дыханием и зрением, но и известна своими токсичными компонентами. К ним относятся перхлораты, кремнезем, оксиды железа (ржавчина), гипс и незначительные количества токсичных металлов, таких как хром, бериллий, мышьяк и кадмий, количество которых недостаточно изучено. На Земле влияние этих металлов на здоровье хорошо изучено, поэтому Ван и его команда использовали эти данные для оценки риска, который составляют эти минералы для астронавтов, направляющихся на Марс в ближайшие десятилетия.
Кроме еды, воды и кислорода, расстояние между Землей и Марсом также усложняет доставку критически важных медицинских препаратов, и астронавты не могут быть срочно доставлены на Землю для лечения, которое спасает их жизнь.
Возможные контрмеры угрозы пыли
По мнению Вана и его коллег, экипажи должны быть максимально самодостаточными, когда речь идет о медицинском обслуживании. Как и в случае со всеми основными угрозами для здоровья, они отмечают необходимость профилактики, хотя также определяют некоторые возможные контрмеры для уменьшения рисков.
«Ограничение пылевого загрязнения среды обитания астронавтов и возможность отфильтровать любую пыль, проникающую внутрь, будет важнейшей контрмерой. Конечно, некоторая пыль сможет проникнуть, особенно когда марсианские пылевые бури усложнят поддержку чистоты окружающей среды. Мы нашли исследования, свидетельствующие, что витамин С может помочь предотвратить болезни от воздействия хрома, а йод — болезни щитовидной железы от перхлората».
Они также подчеркнули, что эти и другие потенциальные контрмеры следует предпринимать с осторожностью. Как отметил Ванг, чрезмерное употребление витамина С может увеличить риск образования камней в почках, которому астронавты и так подвержены после длительного пребывания в условиях микрогравитации. Кроме того, избыток йода может способствовать тем же заболеваниям щитовидной железы, которые он призван лечить в первую очередь. На протяжении многих лет космические агентства активно разрабатывают технологии и стратегии для уменьшения риска влияния лунного и марсианского реголита.
Среди них специальные спреи, электронные пучки и защитные покрытия, а многочисленные исследования и эксперименты изучают реголит, чтобы узнать больше о его транспортных механизмах и поведении. С развёртыванием программы Artemis и приближением миссий на Марс мы, вероятно, увидим прогресс в фармакологии и медицинском лечении, которые также будут направлены на преодоление опасностей, связанных с исследованием космоса.
По материалам phys.org
