Der er en foruroligende mangel på dvale i vores rumfartsplaner. Hvis vi nogensinde finder ud af en slags dvaletilstand, kan vi da drage fordel af det til at komme forbi med mindre rumfartøjer?
Det Europæiske Rumagentur (ESA) arbejder på at besvare dette spørgsmål.
ESA har det, de kalder et ”emneteam”, der arbejder med menneskelig dvaletilstand. Emneteamet arbejder under paraplyen af Advanced Concepts Team, der studerer ideer og teknologier, der har langvarig betydning for ESA's rumfartsbestræbelser. Det er som en tænketank, der understøtter tværfaglig forskning.
Hvis vi ønsker en fremtid, hvor besætningsopgaver til andre planeter - eller muligvis andre solsystemer - er en realitet, vil menneskelig dvaletilstand være en del af det. Enten det eller et flergenerationsstjerneskib med alle dets ressourcehungrige parametre.
ESA siger, at de har "identificeret den kontrollerede brug af torpor & dvaletilstand som en spilændrende teknologi til menneskelig rumfart." De spekulerer også i, at sænkning af astronauternes stofskifte ved lange rumrejser ikke kun kunne spare luft, vand og mad, men også mindske deres modtagelighed for stråleskader.
ESA bruger deres Concurrent Design Facility (CDF), en multimediefacilitet, der giver deres forskellige teams mulighed for at arbejde sammen, for at undersøge menneskelig dvaletilstand for en tur til en nærliggende planet, sandsynligvis Mars. Holdmedlemmerne lagde status over den nuværende rumfartsteknologi til en fem-årig Mars-mission, der sender seks astronauter til den røde planet og tilbage. Dette er første gang, de har undersøgt den indflydelse, dvaletilstand kan have på missionsdesign.
”Vi arbejdede med at justere rumfartøjets arkitektur, dets logistik, beskyttelse mod stråling, strømforbrug og overordnet missionsdesign,” kommenterer Robin Biesbroek fra CDF.
Der er meget at tænke på. Forskellige sci-fi-film og bøger har udforsket menneskelig dvaletilstand, så de fleste af os kan nævne mange af problemerne. Hvilke psykologiske virkninger vil der være? Det ville helt sikkert være chokerende at dvale i en uge, en måned, et år, endnu længere og derefter vågne et sted ude i rummet. Hvordan kunne et menneske muligvis forberede sig på det?
Og hvad med sikkerhed? Sci-fi er fyldt med mennesker, der vågnede op for tidligt eller for sent fra dvaletilstand. Svag og puking, eller måske dækket af en kold sved, har mange af en hovedperson vågnet op på det forkerte tidspunkt og fundet deres liv vendt på hovedet af et funktionsdygtigt dvalesystem.
Men først ting først.
Hvordan ville dvaleteknologi, hvis vi kunne udvikle den, påvirke rumskibets design?
”Vi kiggede på, hvordan et astronauthold bedst kunne sættes i dvaletilstand, hvad man skal gøre i tilfælde af nødsituationer, hvordan man håndterer menneskers sikkerhed og endda hvilken indflydelse dvaletilstand ville have på teamets psykologi. Endelig skabte vi en indledende skitse af habitatarkitekturen og skabte en køreplan for at opnå en valideret tilgang til dvaletilstand til Mars inden for 20 år, ”sagde Biesbroek.
Den første ting, der skal bemærkes, er sandsynligvis størrelsen på beboelsesmoduler. Et dvale besætning kunne bruge et meget mindre hab-modul end et vågen besætning, som dette billede illustrerer.
Den foreløbige undersøgelse viste, at rumfartøjets masse kunne reduceres med en tredjedel. Besætningen vil dvale i små bælge, der dobbelt så hytter for besætningen, mens de var vågne. Fjernelse af forbrugsstoffer ville hjælpe ved at fjerne flere tons masse.
Undersøgelsen kiggede på et 180 dages krydstogt til Mars. Astronauterne skulle have pålagt ekstra kropsfedt inden missionen, og et stof ville fremkalde deres dvaletilstand eller torpor. De dvale i deres mørklagte, afkølede bælge, og når de vågnede op, ville der være en 21 dages rekreationsperiode.
En af de mest kendte farer, som astronauter står overfor i lange rumflyvninger, er stråling. Partikler med høj energi bugner i rummet, og beskyttelse af besætningen er et primært anliggende. Men fordi besætningsmedlemmer vil dvale på et sted, gør det det lettere at designe beskyttelse. Afskærmning, såsom vandbeholdere, kunne bygges omkring bælterne.
Den grundlæggende antagelse bag menneskelig dvaletilstand i rummet er bygget op om dvaletilstand. Der er to typer dvaleture i dyreriget: forplig hibernatorer, der dvale hvert år, uanset temperatur eller forhold; og fakultative dvaleture, der dvale som et svar på stressfaktorer i miljøet. Mange typer dyr dvale, herunder bjørne, pungdyr, flagermus, nogle gnavere og nogle egern.
”I et stykke tid er dvaletilstand blevet foreslået som et spil-skiftende værktøj til menneskelig rumrejse,” forklarer SciSpacE-teamleder Jennifer Ngo-Anh. ”Hvis vi var i stand til at reducere en astronauts grundlæggende stofskiftefrekvens med 75% - svarende til hvad vi kan observere i naturen med store dvalende dyr som visse bjørne - kunne vi ende med betydelige masse- og omkostningsbesparelser og foretage langvarige efterforskningsopgaver mere gennemførligt. ”
Det er dog stadig et stort, hvis. Bjørn dvale er stadig noget mystisk. De recirkulerer deres proteiner og deres urin, mens de dvale. Og de kan dvale i op til 7 måneder uden at miste knoglemasse. Andre overvældende dyr afbryder deres indgreb med perioder med mere typisk temperatur og hjerterytme kaldet euthermiske arousals. Hvordan alt dette ville håndteres hos mennesker, en art, der ikke naturligt dvale, vides ikke.
Der er dog en vis forudsætning for menneskelig dvaletilstand, og det kommer fra moderne medicin.
"Og den grundlæggende idé om at placere astronauter i langvarig dvaletilstand er faktisk ikke så skør: en bredt sammenlignelig metode er blevet testet og anvendt som terapi i traumepatienter med kritisk pleje og dem, der skal gennemgå store operationer i mere end to årtier," sagde Ngo-Anh. "De fleste større medicinske centre har protokoller til induktion af hypotermi hos patienter for at reducere deres stofskifte til dybest set at få tid og holde patienter i en bedre form end de ellers ville være."
Så forskere starter ikke fra bunden. De har i det mindste et udgangspunkt, hvilket er, hvad disse typer tænketanke handler om.
”Vi sigter mod at bygge videre på dette i fremtiden ved at undersøge hjernesporene, der aktiveres eller blokeres under initiering af dvaletilstand, startende med dyr og gå videre til mennesker,” konkluderede Ngo-Anh.
Mere:
- Pressemeddelelse: Dvale med astronauter ville have brug for mindre rumfartøjer
- ESA: Advanced Concepts Team; Bioingeniørarbejde: Dvaletilstand
- JSTOR Daily: The Mysteries of Hibernation
