Outrora preservado da ficção científica, através de filmes como Estrangeiro (foto) e 2001:Uma Odisséia no Espaço , a hibernação ou "animação suspensa" pode um dia se tornar um importante facilitador da viagem ao espaço profundo. Crédito:20th Century Fox
Se uma espaçonave sci-fi não vier com hiperdrive, ela geralmente será equipada com cápsulas de hibernação. Nos filmes de 2001:A Space Odyssey to Event Horizon, Alien to Passengers, astronautas fictícios são colocados em "animação suspensa" para cruzar a vastidão do espaço. Agora a ESA investigou como a hibernação da tripulação na vida real teria impacto no projeto da missão espacial.
A hibernação humana tem sido o assunto da pesquisa inicial dentro do elemento Discovery das Atividades Básicas da ESA, então recomendado como uma "tecnologia habilitadora" chave para o espaço pelo Painel Consultivo de Tecnologia do Futuro da Agência, resultando em uma "Equipe de Tópicos" dedicada em hibernação.
Agora, a equipe SciSpacE da Agência chamou o Concurrent Design Facility da ESA - uma instalação multimídia que permite que equipes de especialistas realizem avaliações iniciais de missões futuras propostas - para avaliar as vantagens da hibernação humana para uma viagem a um planeta vizinho, como Marte.
Começando com uma avaliação sobre o estado da arte atual da hibernação humana, com a ajuda de cientistas da equipe de tópicos da ESA da Ludwig Maximilian University of Munich e da University of Goethe, Frankfurt, a equipe do CDF foi investigar pela primeira vez o impacto potencial da hibernação no projeto de missão em nível de sistema. Eles tomaram como referência um estudo de missão existente para enviar seis humanos a Marte e de volta em uma escala de tempo de cinco anos.
"Trabalhamos no ajuste da arquitetura da espaçonave, sua logística, proteção contra radiação, consumo de energia e design geral da missão, "comenta Robin Biesbroek do CDF.
Um módulo de habitação de referência para uma missão tripulada a Marte em comparação com seu equivalente baseado em hibernação. Crédito:ESA
"Vimos como uma equipe de astronautas poderia ser melhor colocada em hibernação, o que fazer em caso de emergência, como lidar com a segurança humana e até mesmo que impacto a hibernação teria na psicologia da equipe. Finalmente, criamos um esboço inicial da arquitetura do habitat e criamos um roteiro para alcançar uma abordagem validada para hibernar humanos em Marte em 20 anos. "
O estudo descobriu que a massa da espaçonave poderia ser reduzida em um terço, removendo os quartos da tripulação com uma redução semelhante nos consumíveis, equivalente a várias toneladas de massa salva. A hibernação ocorreria em pequenas cápsulas individuais que funcionariam como cabines enquanto a tripulação estivesse acordada.
A suposição era que uma droga seria administrada para induzir "torpor" - o termo para o estado de hibernação. Como animais que hibernam, os astronautas deveriam adquirir gordura corporal extra antes do torpor. Seus casulos macios seriam escurecidos e sua temperatura seria bastante reduzida para resfriar seus ocupantes durante o cruzeiro Terra-Marte de 180 dias.
A fase de cruzeiro de hibernação terminaria com um período de recuperação de 21 dias, embora com base na experiência de hibernação animal, a expectativa seria de que a tripulação não sofreria desgaste ósseo ou muscular.
Áreas funcionais do módulo de hibernação:(1) aposentos privados da tripulação, (2) exercício, (3) higiene e resíduos, (4) sala de jantar e guarda, (5) estação de trabalho, (6) cozinha e comida, (7) suprimentos médicos, (8) sistemas de suporte de vida e estiva, (9) suprimentos operacionais e de manutenção. Em geral, o habitat é dividido em duas zonas de volumes habitáveis:os alojamentos da tripulação que são usados durante toda a duração da missão, e os volumes para a ala e estação de trabalho, preparação e alimentação de alimentos, coleta de lixo e higiene, exercício, médico, fins operacionais e de manutenção que são usados apenas durante o tempo em que a tripulação está acordada e ativa. Crédito:ESA
Uma seção transversal do módulo de hibernação mostrando os quartos individuais que dobrariam como cápsulas de hibernação durante a fase de cruzeiro. Os pods de casca mole teriam controles térmicos individuais e isolamento flexível, com um ventilador para circular o ar e controlar a umidade para evitar a condensação quando a temperatura é reduzida durante a hibernação. Os pods também seriam bem protegidos contra radiação. (1) alojamentos privados da tripulação, (8) sistema de suporte de vida e estiva, (10) espaço de circulação. Crédito:ESA
A exposição à radiação de partículas de alta energia é um dos principais riscos das viagens espaciais profundas, mas porque a equipe de hibernação vai passar muito tempo em seus pods de hibernação, em seguida, a proteção - como recipientes de água - poderia ser concentrada em torno deles. E as pesquisas existentes sobre a hibernação mostram que ela oferece proteção aprimorada contra a radiação por si só.
Mas com toda a tripulação incapacitada por longos períodos de tempo, a missão teria que ser projetada para operações amplamente autônomas, com o uso ideal de inteligência artificial e "detecção de falhas, isolamento e recuperação "para manter um nível mínimo de desempenho do sistema até que a tripulação pudesse ser reanimada.
"Por um tempo, a hibernação foi proposta como uma ferramenta revolucionária para as viagens espaciais humanas, "explica a líder da equipe SciSpacE, Jennifer Ngo-Anh." Se pudéssemos reduzir a taxa metabólica básica de um astronauta em 75% - semelhante ao que podemos observar na natureza com grandes animais em hibernação, como certos ursos - poderíamos acabar com uma massa substancial e economia de custos, tornando as missões de exploração de longa duração mais viáveis.
"E a ideia básica de colocar os astronautas em hibernação de longa duração não é tão louca:um método amplamente comparável foi testado e aplicado como terapia em pacientes com traumas de cuidados intensivos e aqueles que serão submetidos a grandes cirurgias por mais de duas décadas. centros médicos têm protocolos para induzir hipotermia em pacientes para reduzir seu metabolismo basicamente para ganhar tempo, mantendo os pacientes em melhor forma do que estariam.
"Nosso objetivo é desenvolver isso no futuro, pesquisando as vias cerebrais que são ativadas ou bloqueadas durante o início da hibernação, começando com animais e prosseguindo para as pessoas. "
