Tiede

Kuukausia tajuttomana tynnyrissä – Nasan hurja suunnitelma vaivuttaisi Mars-matkaajat horrokseen

Miehistö tarvitsee tilaa ja evästä vain murto-osan siitä mitä valveilla, eikä kahnauksia pääse syntymään.

Pitkä lento sujuu mukavimmin, kun sen ajan pystyy nukkumaan. Jos on matkalla Marsiin asti, lennon ajaksi on paras vaipua talviuneen. Tai oikeastaan horrokseen, sanovat horrostekniikan tutkijat.

Talviunessa, jota karhu nukkuu, ruumiinlämpö pysyy suunnilleen ennallaan. Horrostajilla lämpö voi sen sijaan laskea paljonkin. Niin käy esimerkiksi siilillä.

Horros on energiataloudellisempi tila kuin uni, joten Mars-matkalla ihmisen kehon lämpöä kannattaisi pudottaa viidellä asteella, 36:sta 31 asteeseen.

Yhdysvaltalainen SpaceWorks Enterprises on tehnyt avaruushallinto Nasan rahoituksella tästä yksityiskohtaisia laskelmia.

Miehistön horrostamisella on useita etuja.

Tilantarve vähenee. Hereillä matkatessaan kuuden hengen miehistö tarvitsee vähintään 380 kuutiometrin asuntomoduulin. Horrostaessaan sama sekstetti tarvitsee vain 40 kuutiometriä. Keittiö, kuntosali ja viihdetilat voidaan jättää pois.

Ruuan tarve pienenee yhtä dramaattisesti. Hereillä miehistö tarvitsee monenlaisia eväitä yhteensä 13 000 kilon verran. Horrostajille robotti syöttää suoneen ravintonestettä, jota tarvitaan vain 4 000 kiloa.

Viiden asteen pudotus ruumiinlämmössä vähentää aineenvaihduntaa 50–70 prosentilla.

Lisäksi kaikki jätteet ovat nestettä eli virtsaa, joka otetaan talteen letkulla.

Liikkumattomuus lisää eräitä avaruusmatkailun rasituksia, mutta tutkijat ovat suunnitelleet ratkaisun joka ongelmaan.

Luukatoa vastaan voidaan taistella luomalla keinotekoista painovoimaa pyörimisliikkeellä. Nukkuvaa ihmistä on helpompi liikuttaa pyörivässä asuntomoduulissa kuin hereillä olevaa.

Nukkumamoduuli on muodoltaan tynnyri, jonka seinillä matkustajat makaavat tai seisovat, katselukulmasta riippuen. Halutun suuruinen painovoima tuotetaan pyörittämällä moduulia akselinsa ympäri. Jos pyörimisnopeus on 18 kierrosta minuutissa, ihmiseen kohdistuu sama painovoima kuin Maan pinnalla.

Lihasten rappeutumista ehkäistään sähköisellä stimuloinnilla.

Säteilysuojaus helpottuu myös, koska suojattava tila pienenee. Jos säteilyä kuitenkin pääsee seinän läpi, horrostava ihminen saattaa kestää sitä paremmin kuin hereillä oleva. Näin arvelevat eläinkokeiden perusteella Bolognan yliopiston biolääketieteilijä Matteo Cerri ja hänen työtoverinsa.

Kovien fysikaalisten, fysiologisten ja taloudellisten tosiasioiden lisäksi tekohorrostekniikkaa perustellaan psykologisilla syillä.

Kiinalais-venäläis-eurooppalaisessa tutkimuksessa testattiin, miten kuuden hengen ryhmä käyttäytyi Mars-alusta mahdollisimman paljon muistuttavassa tilassa 520 päivän eristyksen aikana. Kokeessa havaittiin katkoksia unessa, uneliaisuutta, masennusta ja eristäytymispyrkimyksiä.

Kansainvälisellä avaruusasemalla on havaittu, että ihmisten väliset kahnaukset lisääntyvät komennuksen jälkipuoliskolla.

Psykologiset rasitteet vähenisivät merkittävästi, jos pääosa matkasta nukuttaisiin.

SpaceWorks uskoo, että 6–9 kuukauden horrosjakso on ihmiselle mahdollinen. Sitä suunnittelemaan yhtiö on koonnut eri puolilta asiaan perehtyneitä tutkijoita.

Heihin kuuluuvat neurotieteilijä Alejandro Rabinstein Mayo-klinikan tehohoitoyksiköstä ja anestesiologi Matthew Kumar samalta klinikalta. Mukana on myös eläinten talvihorroksen tutkija, neurotieteilijä Kelly Drew Alaskan arktisen biologian instituutista.

Käytännön horrostiedettä edustavat nykyään sairaanhoitomenetelmät, joissa potilaita suojataan hapenpuutteen aiheuttamilta vaurioilta viilentämällä heidät horrokseen.

Viilennys vähentää aivosolujen tulehduksia, rasvojen härskiintymistä, happiradikaalien vapautumista ja muita vahingollisia ilmiöitä sekä vahvistaa hermosolujen solukalvoja.

Normaalissa lämpötilassa aivot vaurioituvat 5–10 minuutin kuluttua sydänpysähdyksestä. Viilennys lisää selviämismahdollisuuksia merkittävästi.

Suomi on yksi johtavia maita viilennyshoidossa ja sen tutkimuksessa.

Kiinnostus tekohorrosta kohtaan kasvoi 2000-luvun alussa, kun tutkimuksissa saatiin tilastollista näyttöä tuloksista.

Näyttävät tapaukset ovat lisänneet kiinnostusta edelleen.

Vuonna 2006 japanilainen retkeilijä Mitsutaka Uchikoshi eksyi vuoristossa, loukkaantui ja makasi maassa tajuttomana kolme viikkoa. Löydettäessä hänen ruumiinlämpönsä oli 22 astetta. Silti – tai juuri siksi – hän toipui vammoistaan.

Media kertoi hänestä ensimmäisenä ihmisenä, joka oli nukkunut talviunta.

Äärimmäinen tapaus lienee ruotsalainen Anna Bågenholm, joka joutui vuonna 1999 hiihto-onnettomuudessa yli tunniksi jään alle hyiseen veteen. Hänen ruumiinlämpönsä laski 13,7 asteeseen, ja hän toipui kylmyyden ansiosta kolmen tunnin sydänpysähdyksestä.

Lämpötilan säätelyn ohella on tutkittu mahdollisuuksia synnyttää horros kemiallisesti. Drew ja hänen työtoverinsa ovat saaneet adenosiinireseptorin aktivoijalla horrokseen oravan sukulaisen Urocitellus parruyiin.

Rikkivedyllä on vaivutettu horrokseen hiiri. Valitettavasti kemikaalit eivät ole toimineet isoilla nisäkkäillä.

Eläintutkimus on avannut toisen tien, jota tutkijat pitävät lupaavana. Vuonna 2004 havaittiin, että Madagaskarilla elävä paksuhäntäoravamaki horrostaa talvella. Horrostavista eläimistä se on lähinnä ihmistä.

Paksuhäntäoravamakin ruumiinlämpö on hereillä 36 ja horroksessa noin 30 astetta. Aikaa horrostamiseen se käyttää 4–7 kuukautta. Luvut ovat melkein samat kuin Mars-lentäjillä.

Äskettäin tutkijat osoittivat, että erilaiset nisäkkäät ovat perineet yhteisiltä esivanhemmiltaan kykyjä säädellä valvetilaansa.

”Horrostamiseen tarvittavat geenit ovat myös ihmisen genomissa”, kertoo biologi Sheena Faherty yhdysvaltalaisen Duken yliopistosta.

”Mikä tärkeintä, ne ovat samoja geenejä, jotka säätelevät normaalia fysiologiaa. Esimerkiksi hiilihydraattien ja lipidien aineenvaihdunnan muutokset ovat avaintekijöitä horrostamisessa. Ihmisellä on niitä säätelevät geenit. Säätely vain toimii eri tavalla.”

Seuraava vaihe tutkimuksessa on selvittää, miten geenejä säädellään.

”Jos me voisimme ymmärtää tämän, voisimme mahdollisesti jäljitellä horrostilaa horrostamattomillakin nisäkkäillä, myös ihmisellä”, kertoo Faherty.

Hän luettelee mahdollisia biolääketieteellisiä sovelluksia: elinten säilyttäminen siirtoja varten, ensihoito ja aineenvaihdunnan häiriöiden hoito.

”Ja tietenkin tuloksia voitaisiin hyödyntää myös avaruusmatkoilla”, hän lisää.

Jotain muutakin voidaan ehkä oppia. Duken yliopiston biologit ja Hampurin yliopiston ekologit ovat havainneet, että paksuhäntäoravamaki elää pitempään ja terveempänä kuin horrostamattomat sukulaisensa.

Kenties Mars-lento tulee paljastamaan myös pitkän iän salaisuuksia.

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Tiede
  • Avaruuslennot
  • Mars
  • Nasa

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    1. 1

      HSL:n lipunmyynti on kaaoksessa ja sadan miljoonan euron jättiuudistus jo kolme vuotta myöhässä – HS selvitti, mikä meni pieleen

    2. 2

      Mies perusti terrorismia ja suvakkeja vastustavan kansanliikkeen, päätyi vahingossa vastustamaan sukkia – some täyttyi sukkakuvista

    3. 3

      Katovuodesta kärsivä Pohjois-Korea jakaa kansalaisilleen vain 300 grammaa ruokaa päivässä – maan ruokahuolto ottaa köyhiltä ja antaa rikkaille

    4. 4

      Liikakilot voivat sotkea seksielämän, koska käsitämme seksin väärin, sanoo asiantuntija

    5. 5

      Koirat haistavat syövän ja eläytyvät ihmisen suruun, mutta syyllisyyttä ne eivät tunne – Miten viisaita koirat todella ovat?

    6. 6

      Opintoni jäävät kesken opintotuki­uudistuksen takia – en saa opintolainaa, vaikka laina on valtion takaamaa

    7. 7

      Tunnetko nämä kymmenen vakavia myrkytyksiä aiheuttavaa suomalaista kasvia? – ”Kaikissa lapsiperheissä pitäisi olla lääkehiiltä varastossa”

    8. 8

      Saksalaislehden kannessa Trump tekee Hitler-tervehdyksen – monet muutkin lehdet ovat julkaisseet Trumpista kuvia rasistina

    9. 9

      Helsinki–Vantaan uusi eteläsiipi aukeaa, tältä siellä näyttää: Sisustuksessa suomalaista designia, matkustajat pääsevät kentän ensimmäiseen liukukäytävään

    10. 10

      Joukko turvapaikan­hakijoita aikoo ylittää rajan Suomesta Ruotsiin mielen­ilmauksena kohtelulleen

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Mies perusti terrorismia ja suvakkeja vastustavan kansanliikkeen, päätyi vahingossa vastustamaan sukkia – some täyttyi sukkakuvista

    2. 2

      Heti ulos Britanniasta! Suomalaistutkija sai käskyn muuttaa maasta kuukauden sisällä, vaikka on töissä, maksaa veroja ja on naimisissa brittimiehen kanssa

    3. 3

      Moni lapsi saa vahingossa trendikkään nimen – Katso nimet, joiden suosio on nyt kasvussa

    4. 4

      Antti Rinne, 54, kehottaa suomalaisia ”synnytystalkoisiin” – sanavalinta tyrmistyttää ja hävettää demareitakin

    5. 5

      Joukko turvapaikan­hakijoita aikoo ylittää rajan Suomesta Ruotsiin mielen­ilmauksena kohtelulleen

    6. 6

      Mikä nimeksi lapselle? Löydä HS:n vauvannimikoneella sinun ja kumppanisi yhteiset nimisuosikit

    7. 7

      16-vuotias somalityttö pahoinpideltiin kotirapussa, parturi uhattiin tappaa – maahanmuuttajat kertovat, että täysin sivullisia uhkaillaan nyt väkivallalla Turun tapahtumien vuoksi

    8. 8

      Mira, 21, sai unelmalomalta ESBL-superbakteerin, joka on lähes kaikille antibiooteille vastustuskykyinen – ”Jatkuvat kivut saivat minut miettimään vakavissani, kuolenko tähän”

    9. 9

      HSL:n lipunmyynti on kaaoksessa ja sadan miljoonan euron jättiuudistus jo kolme vuotta myöhässä – HS selvitti, mikä meni pieleen

    10. 10

      Britannia perui yllättäen suomalais­tutkijan häädön maasta – ministeriö jopa soitti perään ja ”pyysi anteeksi vuolaasti”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Turun puukotuksia tutkitaan myös terrorismina – epäillyn henkilöllisyyttä varmistetaan sormenjälki- ja dna-tutkimuksilla

    2. 2

      Hussein al-Taeen ystävä meni estämään Turun puukkohyökkääjää ja sai itse puukosta monta kertaa – ”Ei voinut katsoa sivusta”

    3. 3

      Tukholmalaisturisti yritti pelastaa naisen hengen Turussa ja joutui itse sairaalaan – turkulainen Elina Rauhala näki tapauksen

    4. 4

      Tämä Turun puukotuksista tiedetään nyt: Terroriteosta epäillään kuuden marokkolaisen ryhmää – Supo: pääepäillyn profiili viittaa radikaali-islamistiseen terrorismiin

    5. 5

      Heti ulos Britanniasta! Suomalaistutkija sai käskyn muuttaa maasta kuukauden sisällä, vaikka on töissä, maksaa veroja ja on naimisissa brittimiehen kanssa

    6. 6

      Poliisi tutkii Vantaalla ilmoitettua maahanmuuttajataustaisen miehen puukotusta – Uhrin mukaan epäilty puukottaja kysyi, onko uhri muslimi

    7. 7

      Osaa 1970- ja 1980-lukujen rivitaloista ei kannata korjata, koska ne ovat täynnä ongelmia – ”Olemme melkoisen pommin edessä”

    8. 8

      Kasper Hannula viritti ovelan ansan pyörävarkaalle – poliisi oli mukana juonessa, ja väijytyksessä vastassa oli ”tavallisen oloinen suomalainen mies”

    9. 9

      Yhteenveto Espanjan terrori-iskuista: Ainakin 14 kuoli Barcelonaan tehdyssä iskussa – uhrien joukossa ei suomalaisia, kertovat Espanjan viranomaiset

    10. 10

      ”Näin säästin kymppitonnin vuodessa” – Bloggari Julia Thurén puhuu avoimesti rahasta ja kannustaa muita tekemään samoin

    11. Näytä lisää