Dagen i januar, hvor præsident Bush var planlagt til at annoncere en større ny rumpolitik, blev mere end 100 videnskabsfolk sat fast i Grandstand Sports Bar i Montgomery, Texas, for at se adressen. De havde ventet i flere år på dette øjeblik, men selv da præsidenten nævnte planerne om en Månebase i 2020, der skulle følges af ”menneskelige missioner til Mars og til verdener ud over”, jublede forskerne ikke. "Reaktionen var alvorlig, " minder John Charles, en biofysiker, der var i mængden. "Det var mere som, " vi har meget arbejde med at gøre. ””
Denne gruppe fysiologer, biokemikere, fysikere, psykologer og læger fra hele landet (som tilfældigvis var på en konference i Montgomery) har arbejdet på en udfordring måske endnu mere skræmmende end at konstruere et rumfartøj til at transportere astronauter op til 498 millioner miles til Mars og tilbage: at få dem levende og godt hjem.
I 1997 begyndte eksperter på NASA og National Space Biomedical Research Institute, et Houston-baseret konsortium af universitets- og nationale laboratorier, at identificere de sundhedsmæssige problemer, der opstår ved en sådan rejse, hvilket ville tage omkring tre år tur-retur. De har identificeret 55 trusler, fra strålingsinducerede kræftformer til depression. Nogle problemer, som underernæring (hvordan man lagrer nok vand og dyrker en tre-årig forsyning med mad), er ikke umulige at løse, forudsiger forskerne. Andre udfordringer er dog så komplekse, at det giver foder til kritikere, der insisterer på, at langvarig udforskning af rummet er bedre egnet til robotter end mennesker.
Rekorden for det længste ophold i rummet hører til den russiske medicinske specialist Valery Polyakov, der tilbragte 438 dage ombord på den russiske station Mir, der blev lanceret i 1986 og blev nedlagt i 2001. Den internationale rumstation, der drives af et partnerskab mellem 16 nationer, herunder De Forenede Stater, Canada, Rusland og Japan blev første gang besat i 2000 og har haft ni ekspeditioner til ophold op til 195 dage.
Et af de største problemer, der konfronteres med mennesker, der tilbringer mere end en måned eller to i rummet, er det potentielt ødelæggende tab af knoglevæv, hvilket kan resultere i brud. På Jorden, knækker knoglevæv, stimuleret af træk og skub af muskler, der virker mod tyngdekraften, normalt nye knogler. Men i rumets mikrogravitet, uden for rækkevidden af Jord- og Mars's tyngdefelter, accelererer nedbrydningen af knoglevæv, mens ny produktion bremser, hvilket resulterer i farligt tynde og skrøbelige knogler.
I årevis har forskere målt astronauternes knogletæthed og også foretaget undersøgelser, hvor jordbundne frivillige tilbragte uger liggende i sengen, for at simulere, hvordan musklerne bliver slappe i mikrogravitet. Linda Shackelford, en læge, der leder Johnson Space Center's ben- og muskelaboratorium, siger, at forskerne, der arbejder med problemet, har gjort fremskridt. En måde at bremse knogletab i rummet på, antyder beviserne, er at træne med en maskine, der genererer noget af den modstand, som tyngdekraften typisk giver. NASA satte en prototype af træningsmaskinen på Den Internationale Rumstation for sin første mission. Astronaut Bill Shepherd, der tilbragte næsten fem måneder i stationen indtil marts 2001, arbejdede med denne maskine seks dage om ugen i op til 45 minutter om dagen. "Han så temmelig godt ud, da han kom tilbage, " siger Shackelford og tilføjede, at medicinske tests viste, at rumstations astronauter, der brugte maskinen, generelt har oplevet mindre knogletab i rygsøjlen, hoften og bækkenet end Mir-kosmonauterne. NASA-forskere undersøger også, om astronauter kan drage fordel af lægemidlet alendronat, der bremser nedbrydningen af knoglevæv og rutinemæssigt er ordineret til kvinder på jorden med osteoporose.
Fysiske problemer er ikke den eneste slags Mars-astronauter står overfor. I det meste af NASAs 46-årige historie har agenturet bagatelliseret følelsesmæssige lidelser. Og flyerne selv begyndte med de kan-gøre Mercury-astronauter, de første amerikanere, der kredsede om Jorden (mellem 1961 og 1963), havde en tendens til at blive lukket ned for psykologiske problemer. Selvom NASA oprettede et adfærds- og præstationslaboratorium i 1984, var det først 1995, hvor den amerikanske astronaut Norm Thagard tilbragte 115 dage på Mir sammen med to russiske kosmonauter, at amerikanske rumansvarlige officielt erkendte, at astronauter havde brug for yderligere træning til de psykologiske udfordringer ved lange trylleformularer i rummet.
Under sit ophold på Mir fortalte Thagard, en læge og ingeniør, der havde fløjet fire shuttle-missioner gentagne gange, jordkontrollører, at han ville tale med sin familie og kolleger mere end en gang om ugen, som han havde gjort, og at han følte isoleret. Dårlig planlægning af NASA og det russiske rumfartsbureau forhindrede ham i at udføre de fleste af sine eksperimenter og satte ham i løse ender. Han mistede 13 pund, fordi han ikke meget kunne lide den russiske mad - supper, geléskød og fisk. Efter at have vendt tilbage til Jorden fortalte han journalister, at hvis missionen var blevet forlænget yderligere tre måneder, kunne han måske ikke have gjort det.
Andre astronauter havde også vanskeligheder med Mir. Nogle skændte med kosmonauter. Andre kunne ikke sove i lange perioder eller faldt ned i depression og nægtede at tale med missionskontrollører eller kolleger. Mange kosmonauter klagede over, at missionskontrollører var for krævende. I 1997 mistede kosmonaut Vasily Tsibliev, udmattet efter fire måneder i rummet, kontrollen over et nærliggende ubemandet forsyningsskib, der ramlede ind i Mir, knækkede sit skrog og sendte stationen i en langsom drejning, der tog dage at stoppe.
I betragtning af det lejlighedsvise behov for en reality-check i rummet, hvor en stemmeforsinkelse på op til næsten en halv time muligvis udelukker taleterapi med en psykolog på jorden, forsøger forskere ved University of Pennsylvania School of Medicine og Rutgers University at udvikle en ombord computer, der "læser" en astronauts ansigt for tegn på følelsesmæssig nød. Forskere fra Harvard University har udtænkt en række mentale test, der kan administreres af en håndholdt computer, og som ville hjælpe med at evaluere, om en astronaut måske er for træt til at udføre en kompleks opgave som en rumvandring.
I modsætning til en flyvning på en shuttle eller endda en stint på rumstationen, ville en rejse til Mars sandsynligvis udelukke at sende en syg astronaut hjem til behandling. Og hvis det er vanskeligt at give HLR på Jorden, er det ligefrem bizart, hvis genoplivningsorganet flyder inde i et rumfartøj. Forskere har programmeret en computeriseret dummy-patient, hvorpå astronauter praktiserer akut pleje under flyvningen. De har testet - med gode resultater, siger Hal Doerr, leder af medicinsk operationel støtte ved agenturets rumbiomedicinske institut - en dummy på KC-135-flyet, som NASA bruger til at simulere vægtløshed. Den såkaldte spy-komet udfører dyk og klatrer for at ophæve tyngdekraftens virkning i så mange som 25 sekunder ad gangen.
Ioniserende stråling, der udsendes af solen og andre himmelobjekter, kan trænge ind i et rumfartøj og skabe ødelæggelse med menneskelige celler og potentielt øge risikoen for kræft. For at være sikker, har ingen astronaut udviklet kræft, der kan henføres til eksponering for stråling i rummet, men indtil videre har flyvningerne været begrænset til lav-jorden-bane eller et par korte kløfter til Månen. Forebyggelse af skader forårsaget af sol- og kosmisk stråling er mange år væk, siger Frank Sulzman, leder af projektet om stråling til sundhedsstråling ved Johnson Space Center. Tilføjelse af et strålingsskærm til et rumfartøj kan ifølge nogle estimater tilføje milliarder af omkostningerne. Selvom forskere har udviklet retningslinjer for, hvor meget stråling astronauter kan udsættes for i en lav-jord bane, hvor planetens magnetiske felt blokerer for en vis stråling, er de stadig i mørke om sikre niveauer af stråling i det dybere rum, hvor strålingsniveauer er højere . Sidste år åbnede NASA et nyt $ 34 mio. Rumstrålingslaboratorium ved Brookhaven National Laboratory i Upton, New York, for at teste virkningen af stråling på mikroorganismer, menneskelige celler i laboratorieskåle og lab gnavere. Forskerne vil vide, hvordan kosmisk stråling påvirker centralnervesystemet, og i hvilke niveauer stråling forårsager celleskader, der kan føre til ondartet vækst. Om få år, siger Sulzman, vil agenturet sætte nye standarder for strålingseksponering på kortvarige missioner til Månen, men det vil gå et årti eller deromkring, før de har foretaget nok laboratorieforskning til at opstille retningslinjer for en rejse til Mars .
Nogle forskere sætter spørgsmålstegn ved, om der nogensinde kan gøres nok for at gøre en Mars-rejse rimeligt sikker. "Jeg tror, at alle ved, at højenergistråling vil være et frygteligt alvorligt problem, " siger Robert Park, fysiker fra University of Maryland og direktør for offentlig information ved American Physical Society. Park har længe hævdet, at kun robotter er egnede til at udforske rummet. Han mener også, at selv medicinsk uddannede astronauter mangler teknologien såvel som erfaringen med vægtløshed til at håndtere alvorlige medicinske nødsituationer i rummet, som vil antages at opstå. ”Der er altid et problem, når man handler med mennesker, ” siger han. "Hvis en robot udvikler et problem, er det en skam, men vi sender en anden op og erklærer ikke en national sorgdag."
Charles, fra den biomedicinske astronautikagruppe, siger, at hvis De Forenede Stater beslutter at sende folk til Mars og tilbage, kan nationen simpelthen nødt til at leve med den virkelighed, at rejsen - blandt de mest farlige virksomheder i historien - muligvis ikke kunne være fiasko- sikker. ”Alle problemer kan aldrig løses, ” siger han og tilføjer: ”På et tidspunkt skal en ansvarlig programmedarbejder underskrive sit navn på den stiplede linje og sige, 'Vi erkender, at der er et niveau af risiko tilbage, og vi accepterer det. '"
