انتشار این مقاله


هایبرنیشن انسان در سفرهای فضایی طولانی مدت

واقعیت بخشیدن به ایده‌های علمی-تخیلی فضایی و تکنولوژی بین ستاره‌ای

مقاله‌های زیادی در مورد فضا و سختی‌های سفر به دیگر ستاره‌ها منتشر شده‌است. فرستادن کاوشگر‌های بدون سرنشین به فضای عظیم بین ستاره‌ای هنوز ایده‌ای علمی-تخیلی به نظر می‌رسد. ولی در مورد فرستادن انسان به سفر‌های فضای باید گفت که به تکنولوژی‌ای فراتر از دانش کنون بشری نیاز دارد.

نزدیک‌ترین ستاره  به زمین «پروگزیما سنتاوری» است. فاصله این ستاره از زمین حدود ۴.۲۵ سال نوری می‌باشد. جالب است بدانید فضاپیماهایی که به دست انسان ساخته شده‌اند، که بیشترین قابلیت را برای سفرهای طولانی دارند، در عرض ۵۰ هزار سال قادر خواهند بود به این ستاره برسند!

شما را نمی‌دانم ولی من احتمالا ۵۰هزار سال عمر نخواهم کرد! پس لازم است به نحوی این سفر فضایی را سریع‌تر انجام دهیم. نکته اینجاست که سرعت بالاتر به انرژی بیشتر و نیروی محرکه قوی‌تری نیاز دارد، چیزی که برای ما هنوز در حد خیال بافی است. به علاوه زمانی که فضاپیما با چنین سرعت بالایی حرکت کند، ذرات گرد و غبار معلق در فضا تهدیدی برای سفینه محسوب می‌شوند.

بنا به تکنولوژی امروزه، به نظر می‌رسد بیشترین زمان ما در سفر به فضا و ستاره‌های دیگر تلف خواهد شد.

اما در شرایطی که هنوز راهی برای سریع‌تر کردن سفر وجود ندارد و تنها امکان ما استفاده از همین روش کند می‌باشد، با چند گزینه روبه‌رو می‌شویم.

یک اینکه بخواهیم نسلی از افراد را قربانی کنیم تا بلاخره فردی از فرزندانشان به مقصد مورد نظر ما برسند. یعنی در طی صدها و حتی هزاران سال افرادی متولد شوند، صاحب فرزند شده و بمیرند و این چرخه دائم تکرار می‌شود.

تصور کنید شما یکی از افرادی باشید که در این چرخه متولد شده‌اید و محکوم به ادامه نسل و سپس مرگ هستید، در حالی که هرگز مقصد سفینه را نخواهید دید. حتی امکان دارد در مسیر خود هنگامی که از پنجره به بیرون نگاه می‌کند سفینه‌ای پر از فضانورد‌هایی را ببینید که منتظر اختراع جدید یک فضا پیمای سریع و جدید بوده‌اند و اکنون از سفر خود با این فضاپیما به پروگزیما سنتاوری دیگر لذت می‌برند.

و گزینه دوم این است فرد را تا زمان رسیدن به ستاره مورد نظر در یک خواب طولانی نگه داریم، به گونه‌ای که تا رسیدن به مقصد خود هیچ گونه گذر زمانی را احساس نکند. در این صورت حتی اگر در طول مسیر چند هزار ساله شما، فضاپیمای جدیدی اختراع شده باشد که این سفر را آسان‌تر و سریع‌تر کند، شما باز هم چیزی از دست نداده‌اید.

آیا هایبرنیشن انسان امکان پذیر است؟ آیا می‌توان خواب زمستانی انسان را به حدی طولانی کرد که انسان بتواند تمام مسیرش به ستاره دیگری را در خواب سپری کند؟

قبل از هرچیز باید توجه داشته باشیم که ادغام ما با روبات‌ها ممکن نخواهد بود. باید فکر بارگذاری اطلاعات به روبات‌ها و فرستادن بدن سایبرنتیک خود به فضا را از ذهن خود بیرون بیاوریم.

به دلایل نامشخص، این ساخته‌های تکینگی انسان (روبات‌ها) از انجام دستورات و رفتن به کاوش‌های فضایی سر باز می‌زنند. درنتیجه این ماموریت خطیر به عهده انسان‌ها می‌افتد؛ پستاندارانی ضعیف با طول عمر ۸۰ سال که وظیفه گردش در منظومه شمسی و فضای بین ستاره‌ای را به عهده گرفته‌اند تا انسانیت را در سراسر عالم گسترش دهند!

با اینکه در نهایت می‌دانیم که باید به روبات‌ها متوصل شویم اما آنچه خیال تحقق بخشیدن به آن را در سر می‌پرورانیم این نیست، پس تحقیق در مورد سفر انسان به فضا هنوز ادامه دارد.

طبیعت سرشار از مثال‌ها و نمونه‌هایی از هایبرنیشن و خواب زمستانی حیوانات مخصوصا پستانداران است. این حیوانات برای اینکه بتوانند در طول سرمای زمستان زنده بمانند، طپش قلب خود را تا تنها چند ضربان در دقیقه کاهش می‌دهند تا از هدر رفت انرژی جلوگیری کنند. این موجودات نیازی به مصرف آب یا غذا ندارند و از ذخایر چربی خود برای زنده ماندن استفاده می‌کنند تا زمانی که از خواب بیدار شوند و بتوانند از طبیعت تغذیه کنند.

تنها خرس‌ها یا جوندگان نیستند که می‌توانند به خواب زمستانی بروند، پریمات‌های دیگری نیز می‌توانند هایبرنیشن انجام دهند: مانند لمور کوتوله دم کلفت در ماداگاسکار. شجره پیدایش و تکامل لمور‌ها فاصله زیادی از شاخه انسان‌ها ندارد و این امر امید محققان را برای هایبرنیشن انسان قوت می‌بخشد.

در واقع هایبرنیشن انسان‌ها نه تنها برای سفرهای فضایی بلکه برای اهداف پزشکی نیز کاربرد دارد. از این تکنولوژی می‌توان برای نجات انسان‌ها از حمله‌های قلبی و سکته مغزی استفاده کرد.

روشی که در پزشکی بدین منظور به کار گرفته می‌شود، تحت عنوان «هیپوترمی درمانی» شناخته می‌شود. در این روش سعی می‌شود دمای بدن فرد تا چند درجه کاهش داده شود. برای کاهش دما راه‌های مختلفی وجود دارد مانند: استفاده از بسته‌های یخ ، خنک کننده‌ها و پمپ کردن محلول حاوی نمک به جریان خون. کاهش دمای بدن باعث کاهش سطح متابولیسم در بدن فرد می‌شود تا جایی هوشیاری فرد از دست رفته و فرد دچار مرگ کاذب می‌شود.

اما نکته اصلی اینجاست که در طی کاهش دما برای از بین بردن هوشیاری فرد باید از مرگ فرد جلوگیری شود.

نتایج بدست آمده از تحقیقات در حوزه هایبرنیشن انسان بسیار شگفت انگیز است. دانشمندان توانسته‌اند انسان را به مدت ۱۴ روز در هایبرنیشن نگه دارند، ۱۴ روزی که شامل چرخه‌های مختلف می‌شود.

کاربرد کلینیکی این روش هنوز در دست تحقیق است. پزشکان امیدوارند بتوانند از هایبرنیشن انسان برای کمک به بیماران سکته قلبی  و مغزی و بیماران مبتلا به سرطان استفاده کنند. آن‌ها همچنین جوانب کار و عواقب آن را در آینده می‌سنجند اما تاکنون هیچ مشکل بلند مدتی در مورد مرگ کاذب انسان دیده نشده است.

چند سال پیش شرکت‌های فضایی گزارشی از چگونگی کاربرد هیپوترمی درمانی و خواب انجمادی در سفرهای فضایی به منظومه  شمسی در اختیار ناسا قرار داده‌اند.

در حال حاضر، سفر به مریخ حدود ۶ الی ۹ ماه به طول می‌انجامد. در طول این مدت، مسافران و فضانوردان از منابع محدود و باارزش هوا، آب و غذایی که در فضاپیما وجود دارد استفاده می‌کنند. اما اگر بتوان انسان را در حالی که در مرگ کاذب و خواب انجمادی به سر می‌برد به فضا فرستاد، میزان متابولسیم او به ۵۰٪ الی ۷۰٪ مقدار فعلی کاهش پیدا خواهد کرد. کاهش متابولیسم یعنی کاهش مقدار منابع مورد نیاز و درنتیجه کاهش باری که نیاز است به مریخ فرستاده شود.

به علاوه چون فضانوردان در خواب انجمادی به سر می‌برند و نیازی به حرکت ندارند، در نتیجه فضایی که برای فرستادن آن‌ها به فضا در نظر گرفته خواهد شد به مراتب کمتر خواهد بود. این مسافران فضایی تا ماه‌ها بدون هیچ مشکل و دردسری تا رسیدن به مقصد خود روز‌ها را در حالت هایبرنیشن طی خواهند کرد.

مشکل دیگری که در سفرهای فضایی وجود دارند، بی‌وزنی است. بی‌وزنی و نبود جاذبه مشکلاتی مانند از بین رفتن توده استخوانی و آتروفی عضلات به دنبال دارد. فضانوردان روزانه چندین ساعت خود را صرف تمرین برای مقابله با اثرات منفی کاهش جاذبه می‌کنند.

دانشمندان معتقدند راهی برای ایجاد جاذبه مصنوعی در فضا وجود دارد. به گفته آن‌ها قرار دادن فضانوردان در داخل اتاقت‌های چرخان در فضا می‌تواند جاذبه مصنوعی ایجاد کند و شرایط آن‌ها را پایدار نگه دارد.

هایبرنیشن انسان

این افراد سعی دارند اتاقک‌های چرخان را با ارتفاع ۴ متر و عرض ۸ متر تجسم کنند. اگر این اتاقک‌ها با سرعت ۲۰ دور در دقیقه (RPM) بچرخند، قادر خواهند بود جاذبه‌ای معادل جاذبه کره زمین ایجاد کنند. سرعت ۱۱.۸ RPM جاذبه مریخ و سرعت ۷.۸ RPM جاذبه سطح ماه را شبیه سازی می‌کند.

اعمال چرخشی با سرعت گفته شده بر یک اتاقک کوچک مطمئنا حس ناخوشایندی برای مسافران فضاپیما ایجاد خواهد کرد و احتمال دارد این افراد در قسمت‌های مختلف بدن خود نیرو‌های متفاوتی را احساس کنند. ولی فراموش نکنید که قرار است فضانوردان در خواب انجمادی و مرگ کاذب به سر ببرند و چیزی احساس نخواهند کرد.

فرستادن مسافر به فضا امر راحتی نمی‌باشد به گونه‌ای که سفر ۶ فضانورد به فضا نیاز به منابع ۴۰ تنی دارد. ولی به گفته دانشمندان فضایی می‌توانیم این منابع لازم را تا ۱۵ تن کاهش دهیم، فقط کافیست به تکنولوژی هایبرنیشن انسان و مرگ کاذب دست پیدا کنیم. این کار همچنین امکان فرستادن فضانوردان بیشتری را به فضا فراهم می‌کند.

طبیعتا انتظار نداریم که تمامی مسافران طول سفر خود را در حال خواب سپری کنند. احتمالا ماموریت سفری آن‌ها به گونه‌ای خواهد بود که به صورت شیفتی و به مدت چند هفته به چند هفته به خواب بروند. مسافران به نوبت از حالت هایبرنیشن بیدار می‌شوند، وضعیت فضاپیما و مسافران را چک می‌کنند و پس از اتمام شیفت مجددا به خواب انجمادی خود برمی‌گردند.

اما در حال حاضر داشته‌های ما چیست؟ سازمان ناسا پس از سرمایه گذاری در مرحله اول پروپوزال فضایی، در ماه جولای سال ۲۰۱۶ وارد مرحله ۲ پروژه شده‌اند. برنامه آن‌ها برای آینده پیاده کردن این تکنولوژی‌ها در سفر‌های فضایی به مریخ و منظومه شمسی است.

دانشمندان امیدوارند بتوانند روزی اتاقک‌هایی ۱۰۰ نفره از انسان‌ها را به سفر‌های فضایی به مقصد مریخ بفرستند.

علاوه بر آن، آژانس فصایی اروپا در حال مطالعه بر روی پروژه هایبرنیشن انسان و فرستادن او به سفرهای فضایی طولانی است. آن‌ها در نظر دارند تکنولوژی هایبرنیشن را ابتدا روی پستاندارانی که ذاتا توانایی خواب زمستانی ندارند (مانند خوک) پیاده کنند. اگر نتایج آن مثبت باشد، ادامه پروژه طبق برنامه دنبال خواهد شد.

آیا واقعا ممکن است به نتیجه برسیم؟ آیا می‌توان انسان‌ها را برای ده‌ها سال و یا حتی بیشتر در حالت هایبرنیشن قرار داد و او را به سفرهای فضایی فرستاد؟

در حالت حاضر چنین احتمالی وجود ندارد. امروزه هیچ تکنولوژی قادر نیست چنین امکانی را برای ما فراهم کند.

می‌دانیم که میکروب‌ها می‌توانند صدها سال در حال انجماد زنده بمانند. در حال حاضر نیز در سرتاسر سیبری مناطقی وجود دارند که بعد از سال‌ها انجماد دائمی، از حالت فریزینگ و انجماد بیرون آمده‌اند و میکروب‌های کهن، ویروس‌ها، گیاهان و حتی حیواناتی نیز پس از سال‌ها انجماد، به همراه زمین اطراف خود از خواب بیدار شده‌اند. اما هیچ کدام از این موجودات قابل مقایسه با فیزیولوژی و شرایط انسان نیستند.

هنگامی که انسان منجمد می‌شود، کریستال‌های یخ در داخل سلول‌های او تشکیل می‌شود و سلول ها را پاره می‌کند. یکی از امیدوارکننده ترین راه‌های تحقیقاتی در این زمینه « کرایوژنیک » یا برودت شناسی می‌باشد. در این روش مایعات بدن را با ماده‌ای ضدیخ و غیر قابل انجماد جایگزین می‌کنند تا کریستال‌های مخرب تشکیل نشوند.

دانشمندان تاکنون توانسته‌اند ۵۰ میلی لیتر (معادل یک-چهارم فنجان) از بافت انسانی را بدون هیج آسیبی منجمد کنند و سپس به حالت عادی برگردانند.

احتمالا در آینده خواهیم توانست از این تکنولوژی برای حفظ ارگان‌ها یا کل بدن جهت پیوند عضو و حتی نگهداری از انسان‌ها استفاده کنیم. امید است بتوانیم روزی این ایده‌های علمی-تخیلی را به واقعیت تبدیل کنیم و از آن در سفرهای فضایی بهره ببریم.

معصومه برهانی


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*

code