私たちの宇宙旅行計画には、冬眠の憂慮すべき欠如があります。ある種の冬眠を見つけた場合、それを利用して小さな宇宙船でうまくいくことができるでしょうか？
欧州宇宙機関（ESA）はその質問に答えようとしています。
ESAには、人間の冬眠に取り組んでいる「トピックチーム」と呼ばれるものがあります。トピックチームは、ESAの宇宙開発の取り組みにとって長期的に重要なアイデアと技術を研究するAdvanced Conceptsチームの傘下で作業しています。学際的な研究をサポートするシンクタンクのようなものです。
他の惑星、またはおそらく他の太陽系への乗組員の任務が現実である未来が必要な場合、人間の冬眠はその一部になります。それ、またはすべてのリソースを大量に消費するパラメータを備えた多世代のスターシップ。
ESAは、「人間の宇宙飛行のためのゲームを変えるテクノロジーとして、トーパーとハイバネーションの制御された使用を識別した」と述べています。彼らはまた、長い宇宙旅行で宇宙飛行士の代謝率を下げることは、空気、水、および食物を節約するだけでなく、放射線損傷に対する感受性を下げることもできると推測しています。
ESAは、複数のチームが共同で作業できるマルチメディア機能である並行設計機能（CDF）を使用して、近くの惑星、おそらく火星への旅行のために人間の冬眠を調べています。チームメンバーは、6名の宇宙飛行士を赤い惑星に送り返す5年間の火星ミッションのために、現在の宇宙旅行技術の在庫を確保しました。休止状態がミッションの設計に与える影響を調査したのはこれが初めてです。
「私たちは宇宙船のアーキテクチャ、そのロジスティクス、放射線からの保護、電力消費、および全体的なミッション設計の調整に取り組みました」とCDFのRobin Biesbroekはコメントします。
考えることはたくさんあります。さまざまなSF映画や本が人間の冬眠を探求してきたので、ほとんどの人が多くの問題に名前を付けることができます。どのような心理的影響がありますか？ 1週間、1か月、1年間、さらに長い間休止状態にしてから、宇宙のどこかで目覚めるのは確かに衝撃的でしょう。人間はどうやってそのための準備をするのでしょうか？
そして安全はどうですか？ SFは、冬眠から目覚めるのが早すぎたり遅すぎたりする人々でいっぱいです。多くの主人公が間違った時に目を覚まし、冬眠システムが機能不全に陥ったことで人生がひっくり返ったことがわかりました。
しかし、まず最初に。
もし冬眠技術を開発できたら、宇宙船の設計にどう影響するでしょうか？
「私たちは、宇宙飛行士のチームがどのようにして冬眠に最も適しているか、緊急の場合にどうするか、人間の安全をどのように扱うか、そして冬眠がチームの心理にどのような影響を与えるかさえ調べました。最後に、ハビタットアーキテクチャの最初のスケッチを作成し、20年以内に火星に人間を冬眠させるための検証済みのアプローチを達成するためのロードマップを作成しました。
おそらく最初に気づくのは、居住モジュールのサイズです。この画像が示すように、冬眠中の乗組員は、覚醒中の乗組員よりもはるかに小さいハブモジュールを利用できます。
予備調査では、宇宙船の質量を3分の1に削減できることが示されました。乗組員は、起きている間、乗組員のキャビンとしても機能する小さなポッドで冬眠しました。消耗品の除去は、数トンの質量を排除することで役立ちます。
調査では、火星への180日間のクルーズを調べました。宇宙飛行士は任務の前に余分な体脂肪をつけなければなりません、そして、薬物は彼らの冬眠、または拷問を誘発しました。彼らは暗く冷やされた鞘の中で冬眠し、そして目覚めたとき21日間の回復期間がありました。
長い宇宙飛行で宇宙飛行士が直面する最もよく知られている危険の1つは放射線です。宇宙には高エネルギーの粒子がたくさんあり、乗組員の保護が第一の関心事です。しかし、乗組員は1つの場所で冬眠しているため、保護の設計が容易になります。水容器などのシールドは、ポッドの周囲に構築できます。
宇宙での人間の冬眠の背後にある基本的な仮定は、動物の冬眠を中心に構築されています。動物界には2種類の冬眠動物があります。気温や条件に関係なく毎年冬眠する義務冬眠動物です。環境のストレス要因への反応として冬眠する通性冬眠。クマ、有袋類、コウモリ、げっ歯類、リスなど、さまざまな種類の動物が冬眠します。
「しばらくの間、休止状態は人間の宇宙旅行の革新的なツールとして提案されてきました」とSciSpacEチームリーダーのJennifer Ngo-Anhは説明します。 「宇宙飛行士の基本的な代謝率を75％削減できた場合-特定のクマなどの大きな冬眠中の動物で自然に観察できるのと同じように-かなりの量とコストの節約になり、長期の探査ミッションを行うことができますより実現可能です。」
それでも、それはまだ大きな問題です。クマの冬眠はいまだに不思議です。彼らは冬眠中にタンパク質と尿をリサイクルします。また、骨量を失うことなく、最長7か月間冬眠することができます。他の冬眠中の動物は、正常体性覚醒と呼ばれる、より典型的な温度と心拍数の期間で、眠りを妨げます。これが自然に冬眠しない種である人間でどのように管理されるかは不明です。
しかし、人間の冬眠にはいくつかの前提があり、それは現代医学から来ています。
「そして、宇宙飛行士を長時間の冬眠状態にするという基本的な考えは、実際にはそれほど奇抜ではありません。広範囲に匹敵する方法がテストされ、救急医療の外傷患者および20年以上にわたって大手術を受ける予定の患者の治療として適用されています」ンゴアン。 「ほとんどの主要な医療センターには、患者に低体温を誘発して代謝を減らして基本的に時間を稼ぐためのプロトコルがあり、そうでなければ患者をより良い状態に保つことができます。」
したがって、研究者はゼロから始めているわけではありません。彼らには少なくとも出発点があり、それがこれらのタイプのシンクタンクのすべてです。
「私たちは、冬眠の開始時に活性化または遮断される脳の経路を研究し、動物から始めて人に進むことで、これをさらに発展させることを目指しています」とNgo-Anh氏は結論付けました。
もっと：
- プレスリリース：冬眠中の宇宙飛行士には、より小さな宇宙船が必要になる
- ESA：Advanced Concepts Team;バイオエンジニアリング：ハイバネーション
- JSTOR Daily：ハイバネーションの謎
