Bemande missies voorbij de maan zijn niet langer wilde dromen. Het doel van het Aurora-programma van ESA is bijvoorbeeld, na het verkennen van Mars met robotmissies, om astronauten naar de rode planeet te sturen.
Ingenieurs overwegen al de ruimtesystemen die nodig zullen zijn, van het ruimtevaartuig en voortstuwingssystemen tot de levensondersteunende systemen, voor reizen die 6-9 maanden duren.
Met de controle over automatische systemen zouden astronauten voor de uitdaging komen te leven in een afgesloten ruimte zonder veel te doen voor een extreem lange periode. 'Ik kan het net zo goed uitslapen!'
Studies geïnitieerd door ESA's Advanced Concepts Team zijn nog een stap verder gegaan. Zou het niet fijn zijn als astronauten konden overwinteren!
Euronews heeft twee biologen ontmoet die, als ESA-consultants, onderzoek doen naar de fysiologische mechanismen die zoogdieren gebruiken om te overwinteren.
Er zijn duidelijke verschillen tussen soorten. Een slaapmuis valt in diepe slaap, de lichaamstemperatuur daalt tot bijna nul en het metabolisme wordt dramatisch onderdrukt. Tijdens zijn ‘winterslaap’ overwintert een bruine beer bij bijna normale lichaamstemperatuur. Zijn hartslag daalt met een kwart en hij zal 3-7 maanden in een staat van verdoving doorbrengen, zonder te eten, drinken, poepen of plassen.
Prof. Marco Biggiogera van de afdeling Dierbiologie van de Universiteit van Pavia in Italië heeft de afgelopen twee jaar onderzocht hoe een opiaatderivaat de activiteit van levende cellen remt.
“Het molecuul DADLE is vergelijkbaar met andere dat we in het menselijk brein hebben en lijkt op een van de winterslaap-activerende eiwitten in winterslaap. Het kan de energie die cellen nodig hebben verminderen, of ze nu geïsoleerd zijn in culturen of aanwezig zijn in andere dieren of organismen ”, legt prof. Biggiogera uit.
"We zouden heel graag de basismechanismen ervan willen begrijpen, en met deze kennis proberen een toestand van hypometabolisme bij een dier en misschien zelfs een dag bij een mens na te bootsen, hoewel dit echt ver weg is."
Ook betrokken bij deze studie is de Universiteit van Verona. Daar wordt het DADLE-molecuul geïnjecteerd in een knaagdier, speciaal uitgerust met sensoren om de lichaamstemperatuur, hartslag en andere vitale activiteiten te meten. Nadat het gedrag van het dier is vergeleken met dat van een normale rat, worden de belangrijkste organen van de proefpersoon gescand om eventuele veranderingen waar te nemen.
"Onze voorlopige resultaten tonen aan dat vier uur na een DADLE-injectie de lichaamstemperatuur met name daalt en de rat aanzienlijk minder actief is", zegt prof. Carlo Zancanaro.
“Uiteindelijk zouden we deze processen voor het activeren van winterslaap, met behulp van chemicaliën of op andere manieren, kunnen aanpassen aan dieren zoals ratten die normaal niet overwinteren. Maar wat mensen betreft, bevinden we ons nog in een zeer vroeg stadium. ”
Het onderzoek kan ook leiden tot vergaande toepassingen op medisch gebied, zoals het verlengen van de levensduur van een transplantatie-orgaan of zelfs harttransplantaties wanneer patiënten in een hypo-metabolisme verkeren.
Door de fysieke en psychologische eisen van een astronautenteam tot een minimum te beperken zonder de veiligheid in gevaar te brengen, zouden veel aspecten van een langdurige ruimtemissie sterk worden vereenvoudigd.
Er zou bijvoorbeeld minder voedsel en water nodig zijn, evenals de hoeveelheid ruimte onder druk en andere omgevingskenmerken die de astronauten nodig zouden hebben om hun psychologische gezondheid te behouden. Dit zou een grote vermindering van de massa van ruimtevaartuigen mogelijk maken, waardoor de eisen aan het voortstuwingssubsysteem worden versoepeld.
Bovendien zou het vermogen van de astonaut om te overwinteren een aanzienlijk voordeel hebben in scenario's voor afbreken en noodsituaties. Natuurlijk zou er een geschikt en lichtgewicht ‘hibernaculum’ moeten worden ontworpen om astronauten tijdens hun ‘lange slaap’ te beschermen.
Winterslaap voor mensen is een ethisch controversieel concept en critici beschouwen het misschien als de droom van een gekke wetenschapper. Prof. Biggiogera antwoordde met een glimlach: "Zonder zulke dromers zou de mensheid nog in de middeleeuwen zijn."
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
