Medicina u svemiru ili Sahara u Sibiru
U razgovoru, sa prijateljima, dotakli smo se teme medicine u svemiru. Kako bi izgledala, kako će izgledati. Ovo je moje lično viđenje a ne neki zvaničan medicinski stav.
Na prvi pogled, moglo bi se reći, deluje da je lako, kakve bi bile razlike. Kada se bolje razmisli, razlike su velike. Naravno da postoje timovi naučnika koji se bave time i daleko, nemerljivo više o tome znaju od mene. Ne pokušavam biti pametniji od njih. Ovo je samo moje viđenje.
Da bi govorili o tome moramo podeliti medicinu van Zemlje na neke delove. Zamislimo, možda realnu situaciju, putovanja na Mars. Pretpostaviću, na trenutak, da sam u timu lekara koji putuje sa posadom broda i budućom posadom stanice na Marsu. Odmah moramo napraviti podelu:
1. Bestežinska medicina
2. Medicina druge planete
- izolacija
- nepoznate bolesti
- traume
- depresija
- manja gravitacija
Tokom putovanja gravitacija se menja tri puta. Zemljina gravitacija, bestežinsko stanje koje traje najmanje 6 meseci i stanje na Marsu sa gravitacijom tri puta manjom nego na Zemlji.
Svi ste videli snimke ljudi i njihovo lebdenje kroz prostor broda, letelice ili simulatora. Deluje simpatično. Ustvari nije. Vrlo je problematično. Naše telo nije sposobno da podnese dug boravak u takvim uslovima. Navikli smo na gravitaciju. Naše telo radi na gravitaciji Zemlje. Promene koje su primećene su se odnosile pre svega na tečnosti. Primećeno je da je vid slabiji nakon boravka u bestežinskom stanju.
Objašnjenje je da je oko sastavljeno od vode (uglavnom). Stanje bez normalnog pritiska menja oblik jabučice tako da se žuta mrlja pomera. Ako je duži boravak može doći do trajnog poremećaja vida. Niko to ne želi.
Drugi predvidljivi problem je gubitak koštane mase. Za vreme puta do Marsa možda će biti izgubljeno čak 10%. Boravak na Marsu ne bi popravio stanje, usporio bi. Koštana masa bi nastavila da nestaje, godišnje oko 3%. Boravak od 3 godine. Povratak. Znači 30% koštane mase manje nakon povratka. Previše. Pitanje je da li bi moglo uopšte da se ikada vrati na staro. Ako ne, onda bi ti ljudi bili osuđeni na težak život.
To je ono što je predvidljivo i prilično jasno. Na druge moguće probleme ću se vratiti kasnije.
Prvi problem je smanjena gravitacija, samo trećina one na Zemlji. Ipak bolje nego na Mesecu. Ali predviđeni boravak znatno duži. Ne kraći od 3 godine. Dok na Mesecu nije bilo posebnog posla sem razgledanja i skupljanja nešto malo uzoraka, na Marsu se očekuje organizovanje života. Rad, produkcija nečega uz istraživanje.
Ono što laici ne razmišljaju, nisam ni ja, je to da nakon leta treba spustiti letelicu na Mars sa poremećenim vidom, oslabelim kostima i mišićima koji nisu sposobni ni za stajanje. To je prvi, ogroman problem. Teško je rešiti ga. Pretpostavka da će kompjuter uraditi sve je smela jer može uvek doći do nepredviđenih okolnosti. Dokaz da može je već zarobljen na Marsu. Rover koji ne radi jer su mu sunčani paneli prekriveni prašinom a nema struje da ih obriše jer struja je iz panela. Greške su moguće, više nego dokazano.
Sledeći vidljivi problem je problem izolacije. Nekoliko ljudi, više godina sami na planeti koja je previše udaljena za povratak. Nije ni malo lako. Koliko god ko bio jak, samo to saznanje može da izazove jaku depresiju i suicidalne misli.
Ono što je nemoguće predvideti je pojava bolesti koje su nepoznate i nepredvidive. Moguća je mutacija bakterija i virusa koji su doneti brodom a nije nerealna pretpostavka da se može naći neki oblik mikroorganizama koji se autohtono razvio na planeti. Kako izgleda kada nepoznati virus uleti u populaciju imamo primere kroz istoriju kada su male boginje unesene u populaciju kojoj su bile nepoznate. Skoro potpuno uništenje.
Poseban problem su povrede. Nesumnjivo će ih biti. Kako ih tretirati? Svoje ideje ću izneti kasnije.
Zemlja i Mars ne putuju istom brzinom oko Sunca. Zemlji je potrebna 1 godina a Marsu skoro dve da obrnu svoj krug. To znači da se Mars i Zemlja udaljavaju i približavaju u pravilnim vremenskim intervalima. Lansiranje je optimalno tek svakih 1.6 godina. Moguće i u drugim intervalima ali nije optimalno, put traje duže, treba mnogo više goriva i ostalih zaliha, znači prostora a što je put duži to se više smanjuje korisni prostor.
Optimalna putanja je Hohmann Transfer Orbit je orbita koja spaja najbolje tačke za početak i kraj leta. U sadašnjim uslovima taj let bi trajao oko 260 dana. Ne sme se zaboraviti da se Zemlja i Mars stalno kreću i to nije putovanje pravolinijski od tačke A do tačke B. Povećanje brzine nosi još veće smanjenje količine tereta da bi imalo mesta za više goriva.
Po trenutnim proračunima (koji su podložni čestim promenama) najoptimalnije bi bilo da svemirski brod bude u orbiti oko Marsa a da se manja letelica spusti na površinu sa posadom. Ipak, planovi koji se viđaju podrazumevaju naseljavanje a ne obilazak. Koliko je realno niko ne može reći jer ne postoji konsenzus, samo želja.
Postoji konkurs za najbolju ideju koncepta Mars kuće. Video sam nekoliko ideja. Pokušao sam i sam da osmislim neku. Moja ideja je mešavina igla i kamp kućice koja se rasklapa. Osnova bi bila kamp-kućica u obliku T a oko toga iglo, između bar metar vazduha koji se filtrira. Za očekivanje je da napajanje bude solarno.
Voda mora biti sa same planete. Glavna mašina 3D printer koji radi sa prašinom kao osnovnom sirovinom.
Sem vode, osnovni cilj je naći rudnike uranijuma i napraviti nuklearne elektrane. Prvo jednu a kako se širi i drugu. Energija je neophodna, velika količina energije. Hrana je takođe krucijalna, mora se uzgajati lokalno. Nešto od toga je bilo po filmovima, ne znam koliko je realno.
Umalo da zaboravim vazduh. Disanje. Trenutna ideja, dosta dobra, je da se kiseonik ekstrahuje iz atmosfere Marsa. Sastav atmosfere je 95% CO2, azot, argon i CO. Atmosferski pritisak je 6 puta ređi nego na Zemlji. Azot i argon se mogu koristiti a kiseonik bi se izvlačio iz CO2. Da bi se to desilo, prvo je potrebno poslati robotizovanu posadu koja bi postavila uređaje. Procena je da je 26 meseci dovoljno za pripremni posao izgradnje naselja sa vazduhom.
Ipak, da se ja vratim na ono što najbolje znam. Praktičan problem. Koliko bi bila velika medicinska ekipa, koje specijalnosti, koja bi oprema trebala i koji lekovi.
Ekipa bi morala biti podeljena na 3 dela:
Dijagnostički deo bi morao imati radiologiju i laboratoriju. Radiolog, rendgen tehničar, laborant i biohemičar. Od aparature pokretni rendgen, ultrazvuk i mali skener (CT). Laboratorija opremljena sa nužnim aparatima, reagensi bi se dopremali stalno. Virusolog bi bio neophodan kao i njegova laboratorija. Zbog nepredvidljivih okolnosti potrebno je da budu specijalisti svojih oblasti a ne jedna univerzalna.
Mars je planeta na kojoj ima previše prašine. Radijacija je jaka zbog slabe atmosfere. Temperatura je kao u Sibiru. Ustvari najbolji prikaz Marsa je Sahara u Sibiru. Dan je slične dužine.
Jedno od elegantnih rešenja je cijanobakterija. Ona koristi ugljen dioksid a produkuje kiseonik. Što dovodi do jednog zanimljivog rešenja: prostor između krova i prostora za stanovanje se ispuni cijanobakterijama. Uzimaju iz atmosfere CO2 kao i iz prostorije a produkuju O2. Pa da, pametno. Uspelo je sa Zemljom, što ne bi i sa Marsom.
Deo za intervencije bi imao malu hiruršku salu i veću hiruršku salu. Sem toga nekoliko postelja u urgentnom delu. Potrebni su specijalisti Urgentne Medicine i dva hirurga od kojih je jedan Neurohirurg. Potreban je i transfuziolog a svi iz posade bi morali dobrovoljno da daju krv na 3 meseca kako bi postojale zalihe. Neminovno, potreban je anesteziolog.
Još jedan problem postoji koji se ne sme zaboraviti. Otvaranje vrata kako god da je osmišljeno dovodi do malog gubitka kiseonika i vode. H2O i CO2 zajedno dovodi do stvaranja ugljene kiseline H2CO3 a to opet dovodi do korozije.
Što se tiče terapeutskog dela neophodan je internista, naravno on je deo i dijagnostike ali je u terapiji najpotrebniji. Znamo, moguće su nepoznate bolesti ali postoji jedna poznata koja se mora očekivati a to je depresija. Neophodan je psihijatar.
Stanje bez gravitacije i stanje manje gravitacije ostavlja probleme mišićnog tkiva. Atrofija mišićnog tkiva je veliki problem. Ne smemo zaboraviti da je i srce mišić.
Već sam pomenuo problem eventualne neophodne manipulacije prilikom sletanja. Kako da ih uradi posada sa mlitavim mišićima. Neophodni su fizioterapeuti i specijalista fizikalne medicine sposoban da se prilagodi neočekivanim izazovima.
Što se tiče lekova neophodni su svi. Jedna kompletna apoteka.
Više nije pitanje da li će biti ljudskih posada na drugim planetama, pitanje je kada. Neophodnost medicinskog dela je izvesna. Kako će sve to tačno izgledati možemo samo nagađati. Možda nisam pogodio ništa, možda nešto a možda i sve. Vreme će pokazati.
Nesumnjivo sam veliki ljubitelj naučne fantastike kao i istraživanja svemira. Rođen sam prerano da bih bio u svemiru a dovoljno rano da vidim da je to ideja koja će se ostvariti.
Neko će reći da nam to nije potrebno ali kao vrsta ćemo biti suočeni sa nestankom za manje od milijardu godina. Da li je to dovoljno da se otisnemo negde dovoljno daleko od umirućeg Sunca? Pitanje na koje nemam odgovor već se samo mogu nadati.
Na prvi pogled, moglo bi se reći, deluje da je lako, kakve bi bile razlike. Kada se bolje razmisli, razlike su velike. Naravno da postoje timovi naučnika koji se bave time i daleko, nemerljivo više o tome znaju od mene. Ne pokušavam biti pametniji od njih. Ovo je samo moje viđenje.
Da bi govorili o tome moramo podeliti medicinu van Zemlje na neke delove. Zamislimo, možda realnu situaciju, putovanja na Mars. Pretpostaviću, na trenutak, da sam u timu lekara koji putuje sa posadom broda i budućom posadom stanice na Marsu. Odmah moramo napraviti podelu:
1. Bestežinska medicina
2. Medicina druge planete
- izolacija
- nepoznate bolesti
- traume
- depresija
- manja gravitacija
Bestežinska medicina
Tokom putovanja gravitacija se menja tri puta. Zemljina gravitacija, bestežinsko stanje koje traje najmanje 6 meseci i stanje na Marsu sa gravitacijom tri puta manjom nego na Zemlji.
Stanje bez gravitacije
Svi ste videli snimke ljudi i njihovo lebdenje kroz prostor broda, letelice ili simulatora. Deluje simpatično. Ustvari nije. Vrlo je problematično. Naše telo nije sposobno da podnese dug boravak u takvim uslovima. Navikli smo na gravitaciju. Naše telo radi na gravitaciji Zemlje. Promene koje su primećene su se odnosile pre svega na tečnosti. Primećeno je da je vid slabiji nakon boravka u bestežinskom stanju.
Objašnjenje je da je oko sastavljeno od vode (uglavnom). Stanje bez normalnog pritiska menja oblik jabučice tako da se žuta mrlja pomera. Ako je duži boravak može doći do trajnog poremećaja vida. Niko to ne želi.
Drugi predvidljivi problem je gubitak koštane mase. Za vreme puta do Marsa možda će biti izgubljeno čak 10%. Boravak na Marsu ne bi popravio stanje, usporio bi. Koštana masa bi nastavila da nestaje, godišnje oko 3%. Boravak od 3 godine. Povratak. Znači 30% koštane mase manje nakon povratka. Previše. Pitanje je da li bi moglo uopšte da se ikada vrati na staro. Ako ne, onda bi ti ljudi bili osuđeni na težak život.
To je ono što je predvidljivo i prilično jasno. Na druge moguće probleme ću se vratiti kasnije.
Boravak na Marsu
Prvi problem je smanjena gravitacija, samo trećina one na Zemlji. Ipak bolje nego na Mesecu. Ali predviđeni boravak znatno duži. Ne kraći od 3 godine. Dok na Mesecu nije bilo posebnog posla sem razgledanja i skupljanja nešto malo uzoraka, na Marsu se očekuje organizovanje života. Rad, produkcija nečega uz istraživanje.
Ono što laici ne razmišljaju, nisam ni ja, je to da nakon leta treba spustiti letelicu na Mars sa poremećenim vidom, oslabelim kostima i mišićima koji nisu sposobni ni za stajanje. To je prvi, ogroman problem. Teško je rešiti ga. Pretpostavka da će kompjuter uraditi sve je smela jer može uvek doći do nepredviđenih okolnosti. Dokaz da može je već zarobljen na Marsu. Rover koji ne radi jer su mu sunčani paneli prekriveni prašinom a nema struje da ih obriše jer struja je iz panela. Greške su moguće, više nego dokazano.
Sledeći vidljivi problem je problem izolacije. Nekoliko ljudi, više godina sami na planeti koja je previše udaljena za povratak. Nije ni malo lako. Koliko god ko bio jak, samo to saznanje može da izazove jaku depresiju i suicidalne misli.
Ono što je nemoguće predvideti je pojava bolesti koje su nepoznate i nepredvidive. Moguća je mutacija bakterija i virusa koji su doneti brodom a nije nerealna pretpostavka da se može naći neki oblik mikroorganizama koji se autohtono razvio na planeti. Kako izgleda kada nepoznati virus uleti u populaciju imamo primere kroz istoriju kada su male boginje unesene u populaciju kojoj su bile nepoznate. Skoro potpuno uništenje.
Poseban problem su povrede. Nesumnjivo će ih biti. Kako ih tretirati? Svoje ideje ću izneti kasnije.
Tehnički problemi
Zemlja i Mars ne putuju istom brzinom oko Sunca. Zemlji je potrebna 1 godina a Marsu skoro dve da obrnu svoj krug. To znači da se Mars i Zemlja udaljavaju i približavaju u pravilnim vremenskim intervalima. Lansiranje je optimalno tek svakih 1.6 godina. Moguće i u drugim intervalima ali nije optimalno, put traje duže, treba mnogo više goriva i ostalih zaliha, znači prostora a što je put duži to se više smanjuje korisni prostor.
Po trenutnim proračunima (koji su podložni čestim promenama) najoptimalnije bi bilo da svemirski brod bude u orbiti oko Marsa a da se manja letelica spusti na površinu sa posadom. Ipak, planovi koji se viđaju podrazumevaju naseljavanje a ne obilazak. Koliko je realno niko ne može reći jer ne postoji konsenzus, samo želja.
Postoji konkurs za najbolju ideju koncepta Mars kuće. Video sam nekoliko ideja. Pokušao sam i sam da osmislim neku. Moja ideja je mešavina igla i kamp kućice koja se rasklapa. Osnova bi bila kamp-kućica u obliku T a oko toga iglo, između bar metar vazduha koji se filtrira. Za očekivanje je da napajanje bude solarno.
Voda mora biti sa same planete. Glavna mašina 3D printer koji radi sa prašinom kao osnovnom sirovinom.
Sem vode, osnovni cilj je naći rudnike uranijuma i napraviti nuklearne elektrane. Prvo jednu a kako se širi i drugu. Energija je neophodna, velika količina energije. Hrana je takođe krucijalna, mora se uzgajati lokalno. Nešto od toga je bilo po filmovima, ne znam koliko je realno.
Umalo da zaboravim vazduh. Disanje. Trenutna ideja, dosta dobra, je da se kiseonik ekstrahuje iz atmosfere Marsa. Sastav atmosfere je 95% CO2, azot, argon i CO. Atmosferski pritisak je 6 puta ređi nego na Zemlji. Azot i argon se mogu koristiti a kiseonik bi se izvlačio iz CO2. Da bi se to desilo, prvo je potrebno poslati robotizovanu posadu koja bi postavila uređaje. Procena je da je 26 meseci dovoljno za pripremni posao izgradnje naselja sa vazduhom.
Medicina na Marsu
Ipak, da se ja vratim na ono što najbolje znam. Praktičan problem. Koliko bi bila velika medicinska ekipa, koje specijalnosti, koja bi oprema trebala i koji lekovi.
Ekipa bi morala biti podeljena na 3 dela:
- dijagnostika
- intervencija
- terapija
Dijagnostika
Dijagnostički deo bi morao imati radiologiju i laboratoriju. Radiolog, rendgen tehničar, laborant i biohemičar. Od aparature pokretni rendgen, ultrazvuk i mali skener (CT). Laboratorija opremljena sa nužnim aparatima, reagensi bi se dopremali stalno. Virusolog bi bio neophodan kao i njegova laboratorija. Zbog nepredvidljivih okolnosti potrebno je da budu specijalisti svojih oblasti a ne jedna univerzalna.
Mars je planeta na kojoj ima previše prašine. Radijacija je jaka zbog slabe atmosfere. Temperatura je kao u Sibiru. Ustvari najbolji prikaz Marsa je Sahara u Sibiru. Dan je slične dužine.
Jedno od elegantnih rešenja je cijanobakterija. Ona koristi ugljen dioksid a produkuje kiseonik. Što dovodi do jednog zanimljivog rešenja: prostor između krova i prostora za stanovanje se ispuni cijanobakterijama. Uzimaju iz atmosfere CO2 kao i iz prostorije a produkuju O2. Pa da, pametno. Uspelo je sa Zemljom, što ne bi i sa Marsom.
Intervencije
Deo za intervencije bi imao malu hiruršku salu i veću hiruršku salu. Sem toga nekoliko postelja u urgentnom delu. Potrebni su specijalisti Urgentne Medicine i dva hirurga od kojih je jedan Neurohirurg. Potreban je i transfuziolog a svi iz posade bi morali dobrovoljno da daju krv na 3 meseca kako bi postojale zalihe. Neminovno, potreban je anesteziolog.
Još jedan problem postoji koji se ne sme zaboraviti. Otvaranje vrata kako god da je osmišljeno dovodi do malog gubitka kiseonika i vode. H2O i CO2 zajedno dovodi do stvaranja ugljene kiseline H2CO3 a to opet dovodi do korozije.
Terapija
Što se tiče terapeutskog dela neophodan je internista, naravno on je deo i dijagnostike ali je u terapiji najpotrebniji. Znamo, moguće su nepoznate bolesti ali postoji jedna poznata koja se mora očekivati a to je depresija. Neophodan je psihijatar.
Stanje bez gravitacije i stanje manje gravitacije ostavlja probleme mišićnog tkiva. Atrofija mišićnog tkiva je veliki problem. Ne smemo zaboraviti da je i srce mišić.
Već sam pomenuo problem eventualne neophodne manipulacije prilikom sletanja. Kako da ih uradi posada sa mlitavim mišićima. Neophodni su fizioterapeuti i specijalista fizikalne medicine sposoban da se prilagodi neočekivanim izazovima.
Što se tiče lekova neophodni su svi. Jedna kompletna apoteka.
Nesumnjivo sam veliki ljubitelj naučne fantastike kao i istraživanja svemira. Rođen sam prerano da bih bio u svemiru a dovoljno rano da vidim da je to ideja koja će se ostvariti.
Neko će reći da nam to nije potrebno ali kao vrsta ćemo biti suočeni sa nestankom za manje od milijardu godina. Da li je to dovoljno da se otisnemo negde dovoljno daleko od umirućeg Sunca? Pitanje na koje nemam odgovor već se samo mogu nadati.
U međuvremenu...Mars čeka
Meni je ovaj Vas tekst potpuno razumljiv i pored toga sto laik u oblastima o kojima govorite.
ОдговориИзбришиSuper tekst, a tema fenomenalna!
ОдговориИзбришиŠto se tiče medicine, pokrili ste veliki deo i tek sada, iz Vašeg teksta, vidim da je mnogo komplikovanije "preseliti" se na Marsu nego što izgleda.
Sa aspekta nauke i tehnologije, smatram da bi solarni paneli bili alternativni izvor energije, a glavni vetrenjača. Na Marsu, peščane oluje veoma dugo traju, ponekad čak po godinu dana, upravo zbog male gravitacije. Sunčeva svetlost ne bi mogla da dopre do panela veći deo godine. Sa druge strane, održavanje istih bilo bi nezgodno, jer bi se pesak adsorbovao na elise i zglobove mnogo lakše nego na Zemlji (elise bi morale biti napravljene od posebnog materijala).
Smatram da bi prvo trebalo da se čovečanstvo fokusira na razvoj AI, a zatim da pošaljemo "inteligentne" mašine koje bi mogle da stvore minimalne uslove za život:
- raseju cijanobakterije i druge kulture koje će obezbediti kiseonik, a nakon toga pošumljavanje
- dugoročna kontrola vremena odnosno kontrola klime, topljenje leda i stvaranje bušotina radi moguće aktivacije vulkana i pronalaženja podzemnih voda
- selidba životinja sa zemlje (sisari prvenstveno) radi testiranja uslova za život i razmnožavanje
Za ovakav proces potrebno je više od 1000 godina, ali je izvodljivo. U narednih 50-100 godina teško da će čovek moći da naseli Mars, uprkos velikoj želji i naporima Elona Muska. Ukoliko se ne stvore makar približni uslovi za život na Marsu, selidba će biti u najboljem slučaju samo ekskurzija.