Het is meer dan veertig jaar geleden dat het Apollo-programma werd afgesloten en de laatste bemande missie naar de maan plaatsvond. Maar in de komende jaren en decennia zijn meerdere ruimteagentschappen van plan om bemande missies naar het maanoppervlak uit te voeren. Deze omvatten de wens van NASA om terug te keren naar de maan, het voorstel van de ESA om een internationaal maandorp te creëren en de Chinese en Russische plannen om hun eerste astronauten naar de maan te sturen.
Om deze reden is er veel onderzoek gedaan naar de gezondheidseffecten van langdurige missies naar de maan - met name de effecten die een omgeving met een lagere zwaartekracht op het menselijk lichaam zou hebben. Maar in een recente studie overweegt een team van farmacologen, genetici en geowetenschappers hoe blootstelling aan maanstof een ernstig effect kan hebben op de longen van toekomstige astronauten.
De studie, getiteld "Beoordeling van toxiciteit en nucleaire en mitochondriale DNA-schade veroorzaakt door blootstelling van zoogdiercellen aan Lunar Regolith Simulants", verscheen onlangs in GeoHealth - een tijdschrift van de American Geophysical Union. De studie werd geleid door Rachel Caston, een postdoctoraal onderzoeker van de Stony Brook University School of Medicine, en omvatte leden van de afdeling Farmacologische Wetenschappen van Stony Brook en de afdeling Geowetenschappen.
Omdat het geen atmosfeer heeft, wordt het oppervlak van de maan miljarden jaren lang bestookt door meteoren en micrometers, die een fijne laag oppervlaktestof hebben gecreëerd dat bekend staat als regolith. Bovendien wordt het maanoppervlak voortdurend gebombardeerd door geladen deeltjes van de zon, waardoor de maanbodem elektrostatisch wordt opgeladen en aan kleding blijft plakken.
Tijdens de Apollo-missies kwamen voor het eerst aanwijzingen naar voren dat maanstof gezondheidsproblemen zou kunnen veroorzaken. Na een bezoek aan de maan brachten astronauten maangrond mee terug naar de commandomodule terwijl deze zich aan hun ruimtepakken vastklampte. Na het inademen van het stof beschreef Apollo 17-astronaut Harrison Schmitt symptomen die verband houden met hooikoorts, waaronder niezen, tranende ogen en een zere keel.
Hoewel de symptomen van korte duur waren, wilden onderzoekers weten wat de langetermijneffecten van maanstof kunnen zijn. Er zijn ook aanwijzingen dat blootstelling aan maanstof schadelijk kan zijn op basis van onderzoek dat heeft aangetoond hoe het inademen van stof door vulkaanuitbarstingen, stofstormen en kolenmijnen bronchitis, piepende ademhaling, oogirritatie en littekenvorming van longweefsel kan veroorzaken.
Eerder onderzoek heeft ook aangetoond dat stof het DNA van cellen kan beschadigen, wat mutaties kan veroorzaken en uiteindelijk tot kanker kan leiden. Om deze redenen waren Caston en haar collega's goed gemotiveerd om te zien welke schadelijke effecten maangrond op het menselijk lichaam zou kunnen hebben. Omwille van hun studie stelde het team menselijke longcellen en hersencellen van muizen bloot aan monsters van gesimuleerde maangrond.
Deze simulanten zijn gemaakt met behulp van stofmonsters van de aarde die lijken op de aarde op de maanhooglanden en vulkanische vlaktes, die vervolgens tot een fijn poeder werden vermalen. Wat ze ontdekten was dat tot 90% van de menselijke longcellen en muisneuronen stierven bij blootstelling aan de stofmonsters. De simulanten veroorzaakten ook aanzienlijke DNA-schade aan muisneuronen en de menselijke longcellen waren zo effectief beschadigd dat het onmogelijk was om schade aan het DNA van de cellen te meten.
De resultaten tonen aan dat het inademen van maanstof (zelfs in zeer kleine hoeveelheden) een ernstig gezondheidsrisico kan vormen voor astronauten die in de toekomst naar airless lichamen reizen. Dit omvat niet alleen de maan, maar ook Mars en andere aardse lichamen zoals Mercurius. Tot nu toe werd dit gezondheidsrisico grotendeels over het hoofd gezien door ruimteagentschappen die de gezondheidsrisico's op lange termijn van ruimtevaart willen begrijpen.
'Er zijn risico's voor buitenaardse exploratie, zowel in de maan als daarbuiten, meer dan alleen de directe risico's van de ruimte zelf', zei Rachel Caston. Volgens Bruce Demple, een biochemicus aan de Stony Brook University School of Medicine en hoofdauteur van de nieuwe studie, geven hun resultaten (in combinatie met de ervaring van de Apollo-astronauten) aan dat langdurige blootstelling aan maanstof de luchtweg- en longfunctie zou kunnen schaden.
Wat erger is, hij gaf ook aan dat als het stof ontstekingen in de longen veroorzaakt, het het risico op ernstigere ziekten zoals kanker zou kunnen vergroten. "Als er terugreizen naar de maan plaatsvinden met een verblijf van weken, maanden of zelfs langer, is het waarschijnlijk niet mogelijk om dat risico volledig uit te sluiten", zei hij.
Ergo, bij alle pogingen om de risico's van bemande missies naar de maan, Mars en daarbuiten te beperken, moet rekening worden gehouden met niet alleen blootstelling aan zwaartekracht en straling, maar ook aan elektrostatisch geladen grond. Afgezien van het beperken van de duur van missies en het aantal EVA's, moeten bepaalde beschermende tegenmaatregelen mogelijk worden opgenomen in plannen voor missies van lange duur.
Een mogelijkheid is om astronauten door een luchtsluis te laten fietsen die hun pakken ook besproeit met water of een verbinding die is ontworpen om de lading te neutraliseren, waardoor ze stofvrij worden voordat ze de hoofdhabitat binnengaan. Anders moeten astronauten die in het International Lunar Village (of een andere buitenaardse habitat) werken, de hele tijd ademhalingsmaskers dragen als ze zich niet in een ruimtepak bevinden.
