แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ พัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญด้านเวชศาสตร์อวกาศจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย (ANU) สามารถใช้ทำนายว่านักบินอวกาศสามารถเดินทางไปยังดาวอังคารได้อย่างปลอดภัยและปฏิบัติตามภารกิจภารกิจของพวกเขาเมื่อเหยียบย่างบนดาวเคราะห์แดงหรือไม่
17 สิงหาคม 2565 มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย (ANU)
ทีม ANU ได้จำลองผลกระทบของการเปิดรับแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์เป็นเวลานานในระบบหัวใจและหลอดเลือดเพื่อตรวจสอบว่าร่างกายมนุษย์สามารถทนต่อแรงโน้มถ่วงของดาวอังคารได้หรือไม่ – ซึ่งไม่แรงเท่าบนโลก – โดยไม่ต้องเป็นลมหรือต้องทนทุกข์กับเหตุฉุกเฉินทางการแพทย์เมื่อก้าวออกจาก ยานอวกาศ
แบบจำลองนี้สามารถใช้ในการประเมินผลกระทบของการบินอวกาศในระยะสั้นและระยะยาวบนร่างกาย และสามารถใช้เป็นปริศนาชิ้นสำคัญอีกชิ้นหนึ่งในการช่วยเหลือมนุษย์บนดาวอังคาร
ดร.เล็กซ์ แวน ลูน นักวิจัยจากโรงเรียนแพทย์ ANU กล่าวว่า แม้ว่าจะมีความเสี่ยงหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการเดินทางไปยังดาวอังคาร แต่ความกังวลที่ใหญ่ที่สุดคือการสัมผัสกับสภาวะไร้น้ำหนักเป็นเวลานาน ซึ่งใกล้เคียงกับแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ ซึ่งเมื่อรวมกับการได้รับรังสีที่สร้างความเสียหายจากดวงอาทิตย์ อาจทำให้ “พื้นฐาน” เปลี่ยนแปลงร่างกายได้
“เราทราบดีว่าการเดินทางไปยังดาวอังคารใช้เวลาประมาณหกถึงเจ็ดเดือน และสิ่งนี้อาจทำให้โครงสร้างของหลอดเลือดหรือความเข้มแข็งของหัวใจคุณเปลี่ยนไป เนื่องจากความไร้น้ำหนักที่เกิดขึ้นจากการเดินทางในอวกาศด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์” ดร.แวน ลูน ซึ่งเป็นผู้เขียนหลักของบทความด้วยกล่าว
“ด้วยการเพิ่มขึ้นของเอเจนซี่การบินในอวกาศเชิงพาณิชย์อย่าง Space X และ Blue Origin ทำให้มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับคนรวยแต่ไม่จำเป็นต้องมีสุขภาพที่ดีที่จะได้ไปในอวกาศ ดังนั้นเราจึงต้องการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทำนายว่ามีใครเหมาะสมที่จะบินไปยังดาวอังคารหรือไม่”
ดร.เอ็มมา ทัคเกอร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์และนายทะเบียนเวชศาสตร์ฉุกเฉิน กล่าวว่า การเปิดรับแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์เป็นเวลานานอาจทำให้หัวใจขี้เกียจได้ เพราะไม่ต้องทำงานหนักเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงเพื่อสูบฉีดเลือดไปทั่วร่างกาย
“เมื่อคุณอยู่บนโลก แรงโน้มถ่วงจะดึงของเหลวไปที่ครึ่งล่างของร่างกายของเรา ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้บางคนพบว่าขาของพวกเขาเริ่มบวมขึ้นจนถึงสิ้นวัน แต่เมื่อคุณเข้าไปในอวกาศ แรงดึงดูดจะหายไป ซึ่งหมายความว่าของเหลวจะเปลี่ยนไปที่ครึ่งบนของร่างกายและกระตุ้นการตอบสนองที่หลอกให้ร่างกายคิดว่ามีของเหลวมากเกินไป” ดร.ทักเกอร์ กล่าว
“ผลก็คือ คุณเริ่มเข้าห้องน้ำบ่อย คุณเริ่มกำจัดของเหลวส่วนเกิน คุณไม่รู้สึกกระหายน้ำ และไม่ดื่มมาก ซึ่งหมายความว่าคุณจะขาดน้ำในอวกาศ
“นี่คือเหตุผลที่คุณอาจเห็นนักบินอวกาศในข่าวเป็นลม เมื่อพวกเขาเหยียบโลกอีกครั้ง นี่เป็นเหตุการณ์ปกติที่เกิดขึ้นจากการเดินทางในอวกาศ และยิ่งคุณอยู่ในอวกาศนานเท่าไหร่ คุณก็ยิ่งมีแนวโน้มที่จะยุบตัวลงเมื่อคุณกลับสู่แรงโน้มถ่วง
“จุดประสงค์ของแบบจำลองของเราคือการคาดการณ์อย่างแม่นยำว่านักบินอวกาศจะไปถึงดาวอังคารได้อย่างปลอดภัยโดยไม่เป็นลมหรือไม่ เราเชื่อว่ามันเป็นไปได้”
เนื่องจากความล่าช้าในการสื่อสารในการถ่ายทอดข้อความระหว่างดาวอังคารและโลก นักบินอวกาศต้องสามารถปฏิบัติหน้าที่ได้โดยไม่ได้รับความช่วยเหลือทันทีจากทีมสนับสนุน ดร.แวน ลูน กล่าวว่า หน้าต่างแห่งความเงียบของคลื่นวิทยุนี้แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดวงอาทิตย์ โลก และดาวอังคารในวงโคจรของมัน แต่อาจอยู่ได้นานอย่างน้อย 20 นาที
“หากนักบินอวกาศเป็นลมเมื่อก้าวออกจากยานอวกาศครั้งแรกหรือหากมีเหตุฉุกเฉินทางการแพทย์ พวกเขาจะไม่มีใครอยู่บนดาวอังคารที่จะช่วยพวกเขาได้” ดร.แวน ลูน กล่าว
“นี่คือเหตุผลที่เราต้องมั่นใจอย่างยิ่งว่านักบินอวกาศสามารถบินได้และสามารถปรับตัวให้เข้ากับสนามโน้มถ่วงของดาวอังคารได้ พวกเขาจะต้องสามารถดำเนินการได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลด้วยการสนับสนุนเพียงเล็กน้อยในช่วงสองสามนาทีแรกที่สำคัญเหล่านั้น”
โมเดลนี้ใช้อัลกอริธึมตามข้อมูลนักบินอวกาศที่รวบรวมจากการสำรวจอวกาศในอดีต รวมถึงภารกิจอพอลโล เพื่อจำลองความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการเดินทางไปยังดาวอังคาร
แม้ว่าข้อมูลอวกาศที่ใช้ในการแจ้งพารามิเตอร์ของแบบจำลองนั้นมาจากนักบินอวกาศวัยกลางคนและผ่านการฝึกฝนมาอย่างดี นักวิจัยหวังว่าจะขยายขีดความสามารถด้วยการจำลองผลกระทบของการเดินทางในอวกาศที่ยืดเยื้อต่อบุคคลที่ค่อนข้างไม่แข็งแรงและมีภาวะหัวใจอยู่ก่อนแล้ว สิ่งนี้จะช่วยให้นักวิจัยได้เห็นภาพแบบองค์รวมมากขึ้นว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากบุคคล “ทุกวัน” ต้องเดินทางไปในอวกาศ
ผลงานของนักวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร npj Microgravity
