После десятилетий, проведенных на низкой околоземной орбите, человечество вновь стремится к более далеким космическим рубежам. Космические агентства многих стран планируют построить колонии на Луне, а также на Марсе. НАСА планирует построить лунную станцию "Gateway" для длительных пилотируемых миссий, а также обсуждаются планы о том, чтобы использовать ее в качестве стартовой площадки для полета на Марс. Что же ждет людей, которые проведут годы вдали от нашей голубой планеты? Ученые из Каролинского института в Швеции утверждают, что длительная невесомость может привести к серьезному иммунодефициту, обрекая астронавтов на раннюю смерть на Красной планете.
Несмотря на обещания Илона Маска отправить астронавтов на Красную планету в конце этого десятилетия, многие технологии ещё нуждаются в доработке, прежде чем мы сможем серьезно рассматривать возможность отправки людей на Марс. Создание обитаемых модулей на Луне и Марсе, а также обеспечение доступа к припасам - это только начало колонизации. Нам также необходимо найти способы защитить астронавтов от интенсивной радиации, присутствующей за пределами атмосферы Земли. Гораздо сложнее будет решить проблему с гравитацией. Искусственная гравитация является основным элементом научной фантастики, но у нас нет надежного способа смоделировать силу в 9,8 м/с2, с которой мы все сталкиваемся всю свою жизнь. В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, говорится, что без привычной гравитации наша иммунная система может не справиться с предстоящими испытаниями в космосе.
Рекорд по продолжительности непрерывного пребывания в космосе принадлежит покойному российскому космонавту Валерию Полякову, который пробыл на орбитальной станции "Мир" 437 дней. Даже скромная марсианская миссия может оказаться более длительной, если учесть особенности орбитального движения планет. Поэтому при планировании длительных космических полетов мы можем лишь экстраполировать результаты имеющихся испытаний. Для имитации длительного пребывания в условиях микрогравитации исследователи использовали сухую иммерсию (метод создания невесомости на Земле). Для этого используются устройства, которые выглядят как водяные кровати, обернутые полиэтиленовой пленкой. Плавучесть, обеспечиваемая водой и растягивающейся пленкой, позволяет передать практически все физиологические эффекты невесомости, когда испытуемый находится на Земле. Это означает, что испытуемые неподвижны, не имеют опоры, у них отсутствует вертикальный сосудистый градиент - все эти факторы влияют на работу организма.
Так выглядят ванные, обеспечивающие сухую иммерсию или эффект невесомости.
Участники исследования, которые провели длительное время в сухой иммерсии, предоставили ученым образцы крови до и после испытаний. Исследователи заметили четкую картину изменения экспрессии генов в Т-клетках. Это один из нескольких типов лейкоцитов (или белых кровяных клеток), необходимых для адаптивной иммунной системы. Эти клетки могут пробуждать другие части иммунной системы или напрямую уничтожать клетки, демонстрирующие признаки вирусной инфекции или ракового роста. Однако, как утверждает команда, имитация невесомости привела к тому, что клетки стали игнорировать потенциальные угрозы и проявили замедленную активацию.
Это может означать, что астронавты, которые проведут годы в космосе (при невесомости) или на Марсе (при гравитации в одну треть от земной), могут оказаться более уязвимыми для инфекций или рака. Последнее вызывает особую тревогу, поскольку космические путешествия сопряжены с гораздо более высоким уровнем радиации, чем на Земле.
Чтобы полностью понять потенциальные последствия, потребуется время, но это исследование не поставит крест на космических путешествиях. Команда уверена, что понимание этих процессов на ранних стадиях позволит нам найти решения. Они предполагают, что можно перепрограммировать Т-клетки для поддержания активности, даже когда тело находится в невесомости в течение длительного времени. Так что пока не спешите бронировать билет на Марс.