Det er en urovekkende mangel på dvalemodus i våre romfartsplaner. Hvis vi noen gang finner ut en slags dvalemodus, kan vi da dra nytte av den for å komme med mindre romfartøy?
European Space Agency (ESA) jobber for å svare på det spørsmålet.
ESA har det de kaller et ”temateam” som jobber med menneskelig dvalemodus. Emneteamet jobber under paraplyen til Advanced Concepts Team, som studerer ideer og teknologier som er av langsiktig betydning for ESAs romfartsbestemmelser. Det er som en tenketank som støtter flerfaglig forskning.
Hvis vi ønsker en fremtid der besetningsoppdrag til andre planeter - eller muligens andre solsystemer - er en realitet, vil menneskelig dvalemodus være en del av det. Enten det, eller et flergenerasjonsstjerneskip, med alle ressurshungrige parametere.
ESA sier at de har "identifisert den kontrollerte bruken av torpor og dvalemodus som en spillendrende teknologi for menneskelig romfart." De spekulerer også i at å senke metabolismen av astronauter på lange romturer ikke bare kan spare luft, vann og mat, men også redusere deres mottakelighet for stråleskader.
ESA bruker deres Concurrent Design Facility (CDF), et multimediaanlegg som lar deres forskjellige team jobbe sammen, for å undersøke menneskelig dvalemodus for en tur til en nærliggende planet, sannsynligvis Mars. Teammedlemmene tok for seg gjeldende romfartsteknologi for et fem-årig Mars-oppdrag som sender seks astronauter til den røde planeten og tilbake. Dette er første gang de har studert hvilken innvirkning dvalen kan ha på oppdragsdesign.
"Vi jobbet med å justere romfartøyets arkitektur, dens logistikk, beskyttelse mot stråling, strømforbruk og generell oppdragsdesign," kommenterer Robin Biesbroek fra CDF.
Det er mye å tenke på. Ulike sci-fi filmer og bøker har utforsket menneskelig dvalemodus, så de fleste av oss kan nevne mange av problemene. Hvilke psykologiske effekter vil det være? Det ville helt sikkert være sjokkerende å dvale i en uke, en måned, et år, enda lenger, og så å våkne et sted ute i verdensrommet. Hvordan kan et menneske muligens forberede seg på det?
Og hva med sikkerhet? Sci-fi er strødd med mennesker som våknet for tidlig, eller for sent, fra dvalemodus. Svak og puking, eller kanskje dekket av en kald svette, har mange av en hovedperson våknet opp til feil tid, og funnet at livet ble snudd på hodet av et funksjonshemmet dvalesystem.
Men først ting først.
Hvordan vil dvaleteknologi, hvis vi kunne utvikle den, påvirke romskipdesign?
"Vi så på hvordan et astronaut-team best kunne settes i dvalemodus, hva vi skal gjøre i nødssituasjoner, hvordan håndtere menneskers sikkerhet og til og med hvilken innvirkning dvalemodus vil ha på psykologien til teamet. Til slutt laget vi en innledende skisse av habitatarkitekturen og laget et veikart for å oppnå en validert tilnærming til å overvinne mennesker til Mars innen 20 år, ”sa Biesbroek.
Sannsynligvis er det første du legger merke til størrelsen på beboelsesmoduler. Et dvalemannskap kan bruke en mye mindre hab-modul enn et våkent mannskap, slik dette bildet illustrerer.
Den foreløpige studien viste at romfartøyets masse kunne reduseres med en tredjedel. Mannskapet sovnet i små bommer som skulle doble som hytter for mannskapet mens de var våkne. Fjerning av forbruksvarer ville hjelpe ved å eliminere flere tonn masse.
Studien så på et 180 dagers cruise til Mars. Astronautene måtte legge på seg ekstra kroppsfett før oppdraget, og et medikament ville indusere deres dvalemodus, eller torpor. De sovnet i de mørklagte, avkjølte belgene, og når de våknet, ville det være en 21 dagers rekonvalesensperiode.
En av de mest kjente farene som astronauter står overfor lange romflyter, er stråling. Partikler med høy energi florerer i verdensrommet, og å beskytte mannskapet er en primær bekymring. Men fordi besetningsmedlemmer vil være i dvale på ett sted, gjør det det lettere å utforme beskyttelse. Skjerming, for eksempel vannbeholdere, kan bygges rundt belgene.
Den grunnleggende forutsetningen bak menneskelig dvalemodus i verdensrommet er bygget rundt dvalemodus. Det er to typer dvalemodeller i dyreriket: forplikte hibernatorer som dvaler årlig uansett temperatur eller forhold; og fakultative dvalemoduler som dvalemodus som et svar på stressorer i miljøet. Mange typer dyr ligger i dvale, inkludert bjørn, pungdyr, flaggermus, noen gnagere og noen ekorn.
"I en stund har dvalemodus blitt foreslått som et spillendrende verktøy for menneskelig romfart," forklarer SciSpacE-teamleder Jennifer Ngo-Anh. "Hvis vi kunne redusere en astronauts grunnleggende metabolske rate med 75% - likt det vi kan observere i naturen med store dvalende dyr som visse bjørner, kan vi ende opp med betydelige masse- og kostnadsbesparelser, og gjøre undersøkelsesoppdrag med lang varighet mer mulig. ”
Det er likevel et stort hvis. Bjørn dvalemodus er fremdeles noe mystisk. De resirkulerer proteinene og urinen mens de ligger i dvale. Og de kan dvale i opptil 7 måneder uten å miste benmasse. Andre dvalende dyr avbryter torporet med perioder med mer typisk temperatur og hjertefrekvens kalt euthermiske arousals. Hvordan alt dette ville forvaltes hos mennesker, en art som ikke naturlig dvaler, er ukjent.
Det er en viss forutsetning for menneskelig dvalemodus, og det kommer fra moderne medisin.
"Og den grunnleggende ideen om å sette astronauter i langvarig dvalemodus er faktisk ikke så gal: en bredt sammenlignbar metode er blitt testet og anvendt som terapi i traumepasienter med kritisk omsorg og de som skal gjennomgå store operasjoner i mer enn to tiår," sa Ngo-Anh. "De fleste store medisinske sentre har protokoller for å indusere hypotermi hos pasienter for å redusere stoffskiftet til i utgangspunktet å få tid, og holde pasienter i en bedre form enn de ellers ville vært."
Så forskere starter ikke fra bunnen av. De har i det minste et utgangspunkt, og det er dette disse tenketankene handler om.
"Vi tar sikte på å bygge videre på dette i fremtiden, ved å undersøke hjerneveiene som aktiveres eller blokkeres under initiering av dvalemodus, starter med dyr og fortsetter til mennesker," konkluderte Ngo-Anh.
Mer:
- Pressemelding: Hibernating astronauter ville trenge mindre romfartøy
- ESA: Advanced Concepts Team; Bioingeniør: dvalemodus
- JSTOR Daily: The Mysteries of Hibernation
