Полет на Марс грозит космонавтам слабоумием

 Наши радужные мечты о покорении далеких 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.

 

 

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.