Astronauci będą wprowadzani w torpor?

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Filmowcy niejednokrotnie wysyłali swoich bohaterów w głęboką przestrzeń kosmiczną. Wielomiesięczną lub nawet wieloletnią podróż filmowi astronauci spędzali najczęściej w głębokim śnie. Być może scenariusz taki zostanie zrealizowany przez NASA.

Amerykańska agencja kosmiczna zaangażowała się w badania prowadzone przez firmę SpaceWorks Enterprises. Ich celem jest sprawdzenie, czy na czas długotrwałych podróży można wprowadzić astronautów w głęboki sen.

Pierwszą długotrwałą załogową podróżą kosmiczną będzie wyprawa na Marsa. Przy współczesnej technice podróż na Czerwoną Planetę potrwa pół roku. W tym czasie astronautom trzeba będzie zapewnić pożywienie, wodę, rozrywkę oraz dostarczyć energię do systemów umożliwiających przeżycie wewnątrz pojazdu kosmicznego. Gdyby jednak udało się wprowadzić podróżników w stan głębokiego snu, nie potrzebowaliby oni rozrywki, a ich zapotrzebowanie na wodę i pożywienie zostałoby znacznie zredukowane. Można by zmniejszyć też ilość zużywanej energii. Oczywistym jest więc, że taki sposób podróżowania jest tańszy i prostszy.

Badania prowadzone przez SpaceWorks Enterprises i NASA koncentrują się na torporze. To stan kontrolowanego obniżenia temperatury ciała przez zwierzęta stałocieplne. Spowalniana jest wówczas praca organizmu. W torpor wchodzą m.in. nietoperze i małe ptaki. Zwykle trwa on od kilku godzin do kilku dni, a stan ten charakteryzuje się mniejszym stopniem spowolnienia metabolizmu niż hibernacja. Ludzie mogą wejść w torpor w czasie hipotermii.

NASA chce sprawdzić, czy możliwe jest bezpieczne wprowadzenie człowieka w torpor trwający ponad 180 dni.

Podstawy techniki są znane. Lekarze potrafią w celach terapeutycznych wywołać u pacjentów hipotermię. Używane przy tym specjalistyczne urządzenia mogą na kilka godzin wprowadzić człowieka w torpor. Jednak prawdziwym wyzwaniem jest wydłużenie tego czasu. Dotychczas udało się utrzymać torpor u człowieka przez tydzień. Podczas podróży w przestrzeni kosmicznej pojawi się jeszcze jeden problem. Nad uśpionymi astronautami trzeba będzie na bieżąco czuwać. Konieczne jest więc opracowanie metody monitoringu w czasie rzeczywistym wraz z możliwością dostosowania torporu oraz wybudzenia astronauty w razie potrzeby.

« powrót do artykułu

[rahl 26]

W sumie chyba nie jest konieczny sen przez całą drogę. Podejrzewam, że i tak cały czas co najmniej jeden astronauta będzie czuwać, więc mogą się zmieniać.

[darekp 80]

Przy odległościach rzędu Ziemia - Mars sygnał na Ziemię docierałby po kilkunastu minutach (http://kopalniawiedzy.pl/Mars-Science-Laboratory-Curiosity-Mars-lazik-NASA,16357), więc to chyba prawie pewne, że któryś z kosmonautów będzie musiał pełnić dyżur na miejscu.

[Jajcenty 314]

Chcą zaoszczędzić na masie? To ma być rozwiązanie? To może preferujmy astronautów do 1,6 m.

Problemy małej przestrzeni i monotonii można rozwiązać uzależniając załogę od jakiejś gry komputerowej - 180 dni zleci jak z bicza strzelił.

 

Prawdziwym wyzwaniem jest brak grawitacji. Ten problem musi się doczekać rozwiązania zanim ludzie będą mogli poważnie myśleć o załogowej eksploracji US. To swoisty paradoks, grawitacja więzi nas na Ziemi a jej brak zabija nas poza nią.

[radar 104]

To swoisty paradoks, grawitacja więzi nas na Ziemi a jej brak zabija nas poza nią.

Wystarczy zmienić pierwszą część zdania na "grawitacja utrzymuje nas przy życiu na Ziemi..." i już nie ma paradoksu

 

Prawdziwym wyzwaniem jest brak grawitacji.

Święta racja.

 

Chcą zaoszczędzić na masie? To ma być rozwiązanie? To może preferujmy astronautów do 1,6 m.

Mam lepsze pytanie: ile będzie ważyć i zużywać energii urządzenie do wprowadzania astronautów w torpor?

[ejl 2]

Prawdziwym wyzwaniem jest brak grawitacji. Ten problem musi się doczekać rozwiązania zanim ludzie będą mogli poważnie myśleć o załogowej eksploracji US.

Teoretycznie problem jest już rozwiązany. Sztuczną siłę grawitacji umiemy przecież już wytwarzać w każdej wirówce wyprodukowanej na Ziemi. Wystarczy zbudować na orbicie odpowiednio dużą wirówkę, zainstalować w niej namiastkę środowiska ziemskiego, żeby cieszyć się względną niezależnością od planetarnej siły grawitacji. Taka wirówka wyposażona w napęd byłaby statkiem kosmicznym, przystosowanym już do podróży w obrębie układu słonecznego. Czy to jest zbyt proste by było technicznie możliwe do zrealizowania?.

[Jajcenty 314]

Teoretycznie problem jest już rozwiązany. Sztuczną siłę grawitacji umiemy przecież już wytwarzać w każdej wirówce wyprodukowanej na Ziemi.

 

Do tego właśnie piłem. Koncept znany jest od dawna mimo to, ciągle nie ma działającej implementacji. Najbliżej zastosowania jest chyba fotel-wirówka skonstruowany na MIT. Sesje w takiej wirówce ograniczałyby skutki braku ciążenia. Małe to i da się zabrać ze sobą. Osobiście sądzę, że będziemy latać w czymś w rodzaju 'bolas' rotujących kapsuł połączonych mniej lub bardziej zwyczajną liną.

 

Ale powtarzam, bierzemy się za hibernację jakbyśmy mogli już za Urana latać a tymczasem pierwsze 100 kilometrów robi nam poważne problemy.

[radar 104]

fotel-wirówka skonstruowany na MIT

Coś więcej o tym?

[Beata 2]

Prawdziwym wyzwaniem jest brak grawitacji

 

A czymże jest jednostka wobec postępu całego społeczeństwa! Zanik mięśni da się naprawić(?), dziurawe kości można potraktowac jako poświęcenie.

Za to jak się ekipa pokłóci i ktoś pęknie, cały statek może rozpirzyć.

[Jajcenty 314]

Coś więcej o tym?

 

BBC

http://www.bbc.com/future/story/20130121-worth-the-weight

 

powołuje się na:

http://newsoffice.mit.edu/2010/artificial-gravity-0415

 

Niestety bez obrazków.

[ejl 2]

Osobiście sądzę, że będziemy latać w czymś w rodzaju 'bolas' rotujących kapsuł połączonych mniej lub bardziej zwyczajną liną.

Wyobrażam sobie coś podobnego. Zamiast liny proponuję zbudować kratownicę przestrzenną o module wielkości 4-piętrowego domu. W skrajnych zabudowanych modułach takiej rotującej "liny" można uzyskać grawitację równą ziemskiej. Zamiast poddawać astronautów hibernacji czy torporowi lepiej zapewnić im godziwe warunki bytowania. Podczas podróży na pewno nie będą się nudzili prowadząc badania kosmosu.

[darekp 80]

Jedyny problem, że taka konstrukcja "troszkę" kosztuje, a politycy i światowi przywódcy wolą wydawać pieniądze na inne "ważniejsze" cele, jak: budowanie stadionów, "wprowadzanie demokracji" tu i ówdzie, czy organizowanie raju z hurysami różnym chętnym. Oraz mnóstwo innych, których nawet nie wymyślę pewnie jestem za głupi Lub być może oni są dostatecznie głupi, aby te pomysły produkować

[Jajcenty 314]

Wyobrażam sobie coś podobnego. Zamiast liny proponuję zbudować kratownicę przestrzenną o module wielkości 4-piętrowego domu.

 

To dość duże i ciężkie. Przy średnicach rzędu kilkunastu metrów to będzie się musiało kręcić jak wentylator żeby się zbliżyć do 1g.

Przy jednym obrocie na godzinę potrzeba kratownic rzędu 200 metrów, stąd pomysł na liny i to nie byle jakie.

Edytowane 8 października 2014 przez Jajcenty

[darekp 80]

Też mi się wydaje, że to raczej bardziej pasowałaby opcja nieduża prędkość obrotowa (może kilka obrotów na godzinę?) plus lina. I jakieś dwie dość duże kapsuły na końcach tej liny, żeby kosmonauci mogli się poczuć w nich w miarę komfortowo. Ale to już widać, że to będzie chyba sporo kosztować (odpowiednia wytrzymałość liny, poza tym wymyślić coś, żeby nie było problemu z liną i kapsułami, gdy statek rozpędza się do prędkości podróżnej).

[ejl 2]

To dość duże i ciężkie.

(odpowiednia wytrzymałość liny, poza tym wymyślić coś, żeby nie było problemu z liną i kapsułami, gdy statek rozpędza się do prędkości podróżnej).

Ale jakie wyzwanie dla konstruktorów! Chyba bardziej akceptowalne niż usiłowanie mrożenia ludzi na czas podróży.

[darekp 80]

Ale jakie wyzwanie dla konstruktorów! Chyba bardziej akceptowalne niż usiłowanie mrożenia ludzi na czas podróży

No nie wiem. Podczas budowy Sky Towera we Wrocławiu uzywano dźwigu który miał ponad 100 m wysokości, podnosił pewnie tony, czyli kwestia wyprodukowania odpowiednio solidnej liny chyba nie jest wyzwaniem. Musi być mocniejsza od tej, których używają dźwigi budowlane, ale i budżet jest większy

To chyba właśnie takie kwestie jak hibernowanie ludzi, skonstruowanie odpowiedniego napędu do statku kosmicznego, ochrona przed promieniowaniem, to mogą być wyzwania. "Sztuczna grawitacja" to kwestia znalezienia odpowiednio hojnego sponsora

[ejl 2]

To chyba właśnie takie kwestie jak hibernowanie ludzi, skonstruowanie odpowiedniego napędu do statku kosmicznego, ochrona przed promieniowaniem, to mogą być wyzwania. "Sztuczna grawitacja" to kwestia znalezienia odpowiednio hojnego sponsora

No nie wiem. Wiem natomiast, że nie odpowiadałoby mi podróżowanie w charakterze mrożonki.

[Astroboy 34]

Wiem natomiast, że nie odpowiadałoby mi podróżowanie w charakterze mrożonki.

 

Wydaje mi się, iż mrożonka raczej nie wyrazi przekonania o tym, że coś jej odpowiada (lub nie). No i jaki zysk w sytuacji krytycznej awarii! Nie będzie nagrań walki o przetrwanie/ umierania, bloga "jak umierałem" tudzież innych scen "walki o ogień".

 

P.S. Wiem, takie argumenty mogą tylko napędzić sponsorów.

[tomak 1]

Mi też, zastanawiając się nad rozwiązaniem problemu mikrograwitacji, przychodzi do głowy rozwiązanie z dwiema kapsułami połączonymi liną. Wydaje mi się to najprostrzym i najtańszym rozwiązaniem. Projekty typu Nautilius X nie mają żadnego sensu gdy ten sam efekt można uzyskać nawet przy pomocy obecnie znanej technologii. Rozpędzamy 2 kapsuły (np. Dragon) połączone liną, a po osiągnięciu prędkości przelotowej, przy pomocy silniczków manewrowych nadajemy odpowiednią rotację. Silniki nie będą potem zbytnio potrzebne do utrzymania sztucznej grawitacji, bo nie ma tarcia, przynajmniej nie na takim poziomie jak w projektach typu Nautilius. Pozostaje jedynie dobrać odpowiednią długość liny - swoją drogą ciekawy temat - pytanie czy wybrać krótką linę i dużą prędkość obrotową, czy raczej dłuższą i zmniejszyć prędkość? Jaka będzie optymalna długość (uwzględniając wszelkie możliwe aspekty) przy założeniu, że chcemy symulować 1G?

[glaude 40]

Wszyscy piszą o problemach technicznych, a nikt o medycznych.

Przecież żeby wprowadzić kogoś w stan hipotermii, trzeba go nieustannie monitorować. Człowiek to istota dynamiczna (jak każdy organizm). Kto będzie czuwał nad każdym astronautą i w razie czego zainterweniuje? Chyba nie jego towarzysz, który też znajduje się w podobnym stanie? Człowiek to nie mrożonka, którą można wrzucić do zamrażarki i trzymać cały rok bez obawy, że coś się z nią stanie!

 

To jedno.

Jeszcze ważniejsze jest to, kto go z tego stanu wyprowadzi???

Przecież nie od dziś wiadomo, że u ludzi torpor to nie jest stan fizjologiczny i nie mamy ewolucyjnych mechanizmów wychodzenia z hipotermii. Dlatego w momencie podwyższania ciepłoty ciała (vide np. operacje kardiochirurgiczne) tak ważne jest dokładne i precyzyjne dawkowanie p-zakrzepowe! Kto to zrobi i jak?

 

Można oczywiście pomyśleć o samej hipotermii głowy. I choć przyznam, że nie znam się specjalnie na tym, to znam przypadek pewnej lekarki (bodaj pani radiolog z Norwegii), która potknąwszy się na szlaku w górach upadła głową na skałę. Szczęściem doznając urazu ( i tracąc przytomność) wpadła samą głową do strumyka górskiego z zimną wodą. Twarz była na wierzchu, a ponieważ pień mózgu był nienaruszony, podstawowe funkcje życiowe działały na wolnych obrotach- przy wychłodzonej przez kilka godzin czaszce.

To ja uratowało po odnalezieniu i po ok. roku, po intensywnej rehabilitacji wróciła całkowicie do zdrowia i do pracy w szpitalu.

Być może jest to pewien pomysł- wychładzanie samej głowy np. za pomocą specjalnego kasku?

[radar 104]

To nie takie proste. Po pierwsze Dragon jest sporo za mały na takie podróże (zapasy, komfort, etc). Po drugie trzeba uwzględnić co się stanie jak lina pęknie (zmęczenie materiału, wady konstrukcyjne, niezaplanowane przeciążenia, mikrometeoryty)? Obie kapsuły polecą "gdzieś" w kosmos i co gorsza w przeciwnych kierunkach. Do tego dochodzi skracanie liny przy zwiększaniu prędkości liniowej oraz jej ewentualne wydłużanie ze względu na zmęczenie materiału co przekłada się na prowadzenie różnych manewrów.

 

Co do wyprowadzania z torporu i monitorowania stanu pacjenta: komputer

[darekp 80]

@radar

To w ogóle nie jest proste i podejrzewam, że jest kilka(dziesiąt?) problemów, których obecnie jeszcze nie umiemy rozwiązać od strony technicznej - zupełnie. Wbrew propagandowym zapowiedziom, że za dwadzieścia lat (czy ileś tam) ludzie polecą na Marsa. Ale akurat kwestia grawitaji wydaje mi się jedną z łatwiejszych. ja bym to widział tak, że jest główny statek (wielgachny) z zapasami pożywienia, paliwa, silnikami, pomieszczeniami dla załogi (w których panuje nieważkość) i do niego przyczepione są na linach dwie kapsuły (Dragony albo pewnie lepiej coś większego). Statek (wielgachny) obracałby sie powoli wokół własnej osi i tyle. Kapsuły pełniły by rolę "sal gimnastycznych", to znaczy, że ludzie by w nich spędzali znaczącą część czasu lotu (ale nie cały), żeby organizm otrzymał niezbędną do utrzymania zdrowia dawkę grawitacji. Przy okazji oczywiście w tych kapsułach mogliby się pogimnastykować/poczytać/pograć na konsoli/whatever, ważne, żeby byli pod wpływem (sztucznej) grawitacji.

 

Rozważania, co będzie, gdy się lina zerwie ja bym sobie odpuścił. Lina MUSI być dostatecznie mocna, podobnie jak np. silniki NIE MOGĄ się zepsuć przed powrotem z Marsa. Inaczej całą misję trafi coś brzydkiego na literę sz

 

Natomiast rzeczywiście poważne problemy to właśnie tak jak pisze glaude, chociażby wprowadzanie/wprowadzanie ludzi z torporu, przy czym na pewno jest bardzo dużo do zbadania, żeby można było tę technologię stosować na statkach kosmicznych (zakładając, że się da). I chyba dlatego warto, żeby ktoś prowadził nad tym badania.

[mjmartino 1]

Zbudowanie statku ze sztuczną grawitacją nie było by problemem przy dostępie dzisiejszej technologi.

 

1) Taki statek musiał by być zbudowany w większej części w doku orbitalnym ze względu na rozmiary (obecnie nie dysponujemy takim)

 

2) Koszty budowy takiego statku byłby za pewne ogromne.

 

3) Cywilizacja niedorosła do wydawania takich kwot na eksploracje kosmosu / naukę. Wolimy się zbroić i wojny toczyć... o ropę czy religie... ehh smutne ale prawdziwe.

 

Wprowadzenie w hibernacje czy torpor z punktu ekonomicznego jest bardzo dobrym rozwiązaniem. Póki nie nauczymy się poruszać w przestrzeni układu znacznie szybciej niż teraz to czynimy.

Ps.

Zawsze mnie zastanawiało czemu nie można wykorzystać elektromagnesów aby za symulować sztuczną grawitacje lub odpowiednio przez kombinezon czy inny ubiór obciążać mięśnie i zmuszać do zwyciężonej pracy.

[Afordancja 57]

Ps. Zawsze mnie zastanawiało czemu nie można wykorzystać elektromagnesów aby za symulować sztuczną grawitacje lub odpowiednio przez kombinezon czy inny ubiór obciążać mięśnie i zmuszać do zwyciężonej pracy.

 

Bo to chyba nie chodzi o obciążenie tylko mięśni. A co z gałka oczną, w ogóle organami wewnętrznymi, one będą w nieważkości?

[mjmartino 1]

Bo to chyba nie chodzi o obciążenie tylko mięśni. A co z gałka oczną, w ogóle organami wewnętrznymi, one będą w nieważkości?

 

Słuszna uwaga