Наука говорит «нет»: гибернация для космических путешествий — тупиковая ветвь

Отправка людей практически в любую точку космоса за пределы Луны ставит перед нами логистические проблемы, связанные со здоровьем, питанием и психологией, с которыми мы только начинаем разбираться.

В научной фантастике популярное решение этих проблем — просто уложить космических путешественников поспать на время полёта. В спящем состоянии, подобном гибернации или оцепенению, метаболизм замедляется, и разум избавлен от скуки ожидания в течение бесконечных часов пустоты.

В отличие от путешествий со сверхсветовой скоростью и червоточин, идея погружения астронавтов в такую форму спячки кажется вполне достижимой. Настолько, что даже Европейское космическое агентство серьёзно изучает науку, лежащую в ее основе.

Однако исследование, проведённое в 2022 году тремя учёными из Чили, выявило математическое препятствие на пути воплощения потенциала долгосрочного стазиса человека в реальность, которое может означать, что он навсегда останется недостижимым.

Роберто Несполо и Карлос Мехиас из Института интегративной биологии тысячелетия, а также Франсиско Бозинович из Папского католического университета Чили решили выяснить взаимосвязь между массой тела и расходом энергии у животных, впадающих в спячку.

Они обнаружили минимальный уровень метаболизма, который позволяет клеткам существовать в условиях холода и низкого содержания кислорода. Для относительно тяжелых животных, таких как мы, экономия энергии, которую мы могли бы ожидать от впадения в глубокое состояние, подобное спячке, будет незначительной.

На самом деле, нам, вероятно, было бы лучше просто дремать по старинке.

При слове «спячка» часто возникают образы медведя, спрятавшегося в берлоге на долгую зиму.

Хотя медведи действительно «отключаются» на несколько долгих, холодных месяцев, их состояние покоя не совсем похоже на настоящую спячку более мелких существ, таких как суслики и летучие мыши.

У этих животных падает температура тела, замедляется метаболизм, снижается частота сердечных сокращений и дыхания. В некоторых случаях этот процесс может сократить расход энергии на 98 процентов, устраняя необходимость тратить силы на охоту или поиски пищи.

Однако даже в этом состоянии животное может потерять более четверти массы своего тела, сжигая свои запасы топлива.

косм

Если мы применим ту же базовую математику к спящему взрослому человеку, то ежедневное потребление пищи в размере около 12 000 килоджоулей будет заменено потребностью всего в пару сотен килоджоулей жира.

Продолжая этот сценарий, мы можем представить себе, что наш бесстрашный космический турист, укрывшись в своей специально оборудованной кровати, будет терять чуть более шести граммов жира в день. За год это составит около двух килограммов веса.

Это может быть приемлемо для быстрого путешествия к лунам Юпитера, но если среднестатистический взрослый человек хочет пережить десятилетия, летя сквозь межзвездное пространство к ближайшей звезде, ему нужно будет запастись еще несколькими сотнями килограммов жира. Либо регулярно просыпаться, чтобы выпить молочный коктейль с салом.

Эти приблизительные расчёты основаны на многих предположениях, не последним из которых является то, как будет масштабироваться спячка. В конце концов, вероятно, есть веская причина, по которой мы не наблюдаем на нашей планете огромного количества млекопитающих нашего размера (или крупнее), впадающих в спячку.

Поэтому исследователи провели статистический анализ ряда видов, впадающих в спячку, подробно описанных в предыдущих исследованиях.

В результате они пришли к выводу, что ежедневные энергетические затраты животных, находящихся в спячке, масштабируются довольно сбалансированно, поэтому грамм ткани крошечного млекопитающего, такого как 25-граммовая ушастая летучая мышь, потребляет столько же энергии, сколько и грамм ткани 820-граммового спящего суслика.

Мы могли бы предположить, что если бы мы когда-нибудь научились впадать в спячку так же эффективно, как соня, то каждый грамм нашей ткани требовал бы столько же энергии, сколько и у сони.

Однако в активном состоянии млекопитающих всё обстоит иначе. Масштабирование зависимости между активным метаболизмом и массой дает несколько иной график, который показывает точку, в которой спячка не даёт большой экономии энергии для более крупных животных.

Эта точка находится недалеко от нашей собственной массы, что подразумевает, что наши общие потребности в энергии во время спячки не будут значительно отличаться от тех, которые мы испытываем в обычном состоянии покоя.

Возможно, именно поэтому медведи не впадают в спячку так, как это делают более мелкие животные. А для нас, людей, подвергать себя риску и трудностям, связанным с охлаждением тела, снижением частоты сердечных сокращений и дыхания, а также искусственным угнетением метаболизма, может быть нецелесообразно, поскольку не даст желаемого результата.

Если мы хотим избавиться от скуки и не съесть все запасы сублимированного мороженого на корабле, то с таким же успехом можем посмотреть сериал «Пространство», принять кучу успокоительных и добраться до Марса во сне.

Заставлять людей впадать в спячку — пустая трата сил.

Читайте также: Это может стать нашим космическим будущим 

okolosmertnyh perezhivanij 01
faraon 01
mars 01
vener 01
zhizni 01 1
Не просто галлюцинации: ученые нашли биологическую подоплеку околосмертных переживаний
Не просто галлюцинации: ученые нашли биологическую подоплеку околосмертных переживаний
Странная гробница фараона Шепсескафа может иметь астрономическое объяснение
Странная гробница фараона Шепсескафа может иметь астрономическое объяснение
Под песками Марса скрыт целый океан: ученые нашли гигантский резервуар воды, способный покрыть всю планету
Под песками Марса скрыт целый океан: ученые нашли гигантский резервуар воды, способный покрыть всю планету
Уравнение может доказать, что на Венере существовала жизнь
Уравнение может доказать, что на Венере существовала жизнь
Гигантская древняя форма жизни не вписывается ни в одну известную ветвь жизни
Гигантская древняя форма жизни не вписывается ни в одну известную ветвь жизни
previous arrow
next arrow
Поделиться

Добавить комментарий