Полет на Марс грозит космонавтам слабоумием

Мы уже выясняли к чему приведет Размножение в космосе и вообще Чего нельзя сделать в космосе, но оказывается это еще не все. Наши радужные мечты о покорении далеки планет или даже уже банальный и давно планируемый полет к Марсу достаточно опасен.

Известно, что наша физиология не приспособлена для жизни в отсутствие гравитации. Мышцы тела, включая глазные и сердечные, в космосе будут нагружены в значительно меньшей степени, чем на Земле, поэтому они начнут атрофироваться. Кости, лишившись привычной нагрузки, начнут истощаться и разрушаться. И еще одной проблемой является жесткая солнечная радиация.

Изучению именно этого аспекта посвятили свои усилия ученые из Калифорнийского университета. На примере подопытных мышей специалисты выясняли влияние высокоэнергетических частиц на мозг.

С итогами научной работы можно ознакомиться в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports., а я вам перескажу кратко тут…

Космос радиоактивен. Укрыться от радиации просто невозможно. Представьте себе, что вы стоите посреди песчаной бури, и вокруг вас постоянно кружит водоворот из мелких камешков, которые ранят вашу кожу. Примерно так выглядит космическая радиация. И эта радиация наносит немалый вред. Но проблема в том, что в отличие от камушков и кусочков земли ионизирующее излучение не отскакивает от человеческой плоти. Оно проходит сквозь нее, как пушечное ядро пробивает насквозь здание. И эта радиация наносит немалый вред.

Эксперименты проводились в Космической радиационной лаборатории NASA. Животных облучали частицами ионизированного кислорода и титана: именно такому воздействию подвергнется человек во время длительного пребывания в космическом пространстве.

Подведя итоги через шесть месяцев после начала эксперимента, ученые зафиксировали наличие ряда воспалительных процессов в мозге, а также серьезное повреждение нервных клеток. Это привело к тому, что мыши значительно хуже справлялись с тестами на память и обучение. Одновременно у них усилилась тревожность, а поведение стало беспокойным. Подобные эффекты наблюдается у пациентов с опухолью мозга, проходящих радиотерапию.

Результаты исследования подтвердили выводы, известные науке и ранее. Ученые давно ищут пути защиты космонавтов от потоков частиц солнечной радиации. Сегодня предлагается несколько вариантов решения этой задачи; в их числе — создание особых защитных материалов для корпуса и разработка магнитного щита.

Космонавты, работающие на Международной космической станции, защищены от солнечного излучения магнитосферой Земли, но и их организмы в той или иной степени испытывают последствия космического полета.

За исключением полетов «Аполлона» на Луну, человек присутствует в космосе в пределах действия магнитного поля Земли. Международная космическая станция, например, находится выше атмосферы, но все равно в глубине первого эшелона обороны.

Кроме того, под таким воздействием они находятся довольно непродолжительное время. Самый длительный полет в космос продолжался чуть больше года. А это важно, потому что ущерб от радиации имеет кумулятивное действие. Ты рискуешь гораздо меньше, когда шесть месяцев проводишь на МКС, чем когда отправляешься (пока теоретически) в многолетнее путешествие на Марс.

Но интересно и довольно тревожно то, что даже имея все эти механизмы защиты, мы наблюдаем, как излучение негативно воздействует на астронавтов.

Очень неприятная вещь это катаракта – изменения в хрусталике глаза, вызывающие его помутнение. Поскольку через мутный хрусталик в глаз человека попадает меньше света, больные катарактой люди хуже видят. В 2001 году Кучинотта (Francis Cucinotta. Он — научный руководитель программы НАСА по исследованию воздействия радиации на человека) с коллегами изучил данные продолжающегося исследования состояния здоровья астронавтов и пришел к следующему выводу. Астронавты, подвергшиеся большей дозе радиации (потому что они совершили больше полетов в космос или из-за специфики их миссий*) имели больше шансов на развитие у них катаракты, чем те, у кого доза облучения была ниже.

Наверняка существует также повышенная опасность заболевания раком, хотя количественно и точно такую опасность проанализировать трудно. Дело в том, что у нас нет данных эпидемиологов о том, какому типу радиации подвергаются астронавты. Мы знаем количество заболевших раком после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, однако эта радиация несопоставима с галактическим излучением. В частности, Кучинотту больше всего беспокоят ионы ВВЧ — высокоатомных высокоэнергетических частиц.

Это очень тяжелые частицы, и перемещаются они очень быстро. На поверхности Земли мы не испытываем на себе их воздействие. Их отсеивают, тормозят и разбивают на части защитные механизмы нашей планеты. Однако ионы ВВЧ могут наносить больший вред и вред более разнообразный, чем то излучение, с которым радиологи хорошо знакомы. Мы знаем об этом, потому что ученые сравнивают пробы крови астронавтов до и после полета в космос.

Кучинотта называет это предполетной поверкой. Ученые берут образец крови у астронавта перед отправлением на орбиту. Когда астронавт находится в космосе, ученые делят взятую кровь на части и подвергают ее воздействию гамма-излучения различной степени. Это вроде той вредной радиации, с которой мы порой сталкиваемся на Земле. Затем, когда астронавт возвращается, они сравнивают эти подвергнутые гамма-излучению образцы крови с тем, что реально произошло с ним в космосе. «Мы отмечаем двух- трехкратную разницу у разных астронавтов», — сказал мне Кучинотта.

Вот лишь один пример отличия ионов ВВЧ от других типов излучения. Похоже, что они способны поражать клетки, даже не касаясь их. При проведении опытов на животных и на тканях такое воздействие отмечается в клетках, находящихся на расстоянии до миллиметра от облученных ионами ВВЧ клеток. И мы пока не знаем, что все это может значить. Однако это определенно меняет наши представления об опасностях радиации, поскольку мы видим модель, основанную на предположении о наличии непосредственной, линейной связи между дозой и степенью риска. С ионами ВВЧ все может оказаться иначе.

В этом главная причина, почему подобные исследования будут продолжаться. Мы не видим какие-то ужасные последствия у астронавтов, побывавших в космосе за последние полвека. Но астронавты показали нам две вещи. Во-первых, генетические изменения и ущерб имеют место даже в тех небольших и относительно безопасных пределах, где мы путешествуем. Во-вторых, мы очень многого не знаем о том, как действует излучение в космосе и каковы его последствия. Это похоже на ту ситуацию, когда мы чувствуем запах газа в доме, но не можем сказать, что это: серьезная утечка или просто оставленная на пару минут включенной конфорка на газовой плите.

Но если мы связываем свое будущее с космическими путешествиями, то эту загадку нам необходимо разгадать.