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.
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
