Evoluce nás miliony let připravovala na život pod ochranou atmosféry. Teď jsou čtyři lidé tam, kde tato ochrana končí. Posádka mise Artemis II se stala prvními pokusnými subjekty v hlubokém vesmíru, jejichž buňky mají pomoci přizpůsobit lidské tělo na dlouhou cestu k jiným planetám. Právě teď se píše nová učebnice vesmírné medicíny.

Před pěti dny poslala mise Artemis II astronauty NASA Reida Wisemana, Victora Glovera, Christinu Kochovou a astronauta Kanadské vesmírné agentury Jeremyho Hansena dále od Země, než se dostal kterýkoli člověk předtím. Během desetidenního letu na palubě kosmické lodi Orion dosáhnou maximální vzdálenosti 400 000 km od Země a podívají se za odvrácenou stranu Měsíce.

„Často mluvím o tom, že nejsložitějším systémem na tomto plavidle bude člověk,“ řekl portálu Gizmodo Steven Platts, hlavní vědecký pracovník Programu lidského výzkumu v Johnsonově vesmírném středisku NASA.

5 zdravotních rizik

Právě lidské tělo, přizpůsobené miliony let evoluce životu na Zemi, je předmětem hned několik studií. S lety do vesmíru se totiž spojuje pět primárních zdravotních rizik:

  • Radiace
  • izolace
  • vzdálenost od Země
  • gravitace (nebo její nedostatek)
  • nepřátelské, uzavřené prostředí.

Tato rizika se projevují různě v závislosti na profilu mise. Posádka Artemis II stráví v mikrogravitaci mnohem kratší dobu než například astronauti na standardních misích na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS). Přesto je 10 dní dostatečně dlouhá doba k vyvolání fyziologických změn, jako jsou přesuny tekutin a poruchy rovnovážného ústrojí.

Mnohem víc radiace než na ISS

Pokud jde o radiaci, astronauti Artemis II dostanou mnohem vyšší denní dávku než ti na palubě ISS. Prochází Van Allenovými pásy – dvěma zónami částicového záření zachyceného v magnetickém poli Země – a poté vstoupí do galaktického kosmického radiačního prostředí za hranicemi magnetického pole.

Galaktické kosmické záření může být obzvláště škodlivé. Při pohledu na jednotlivé buňky vystavené těmto vysokoenergetickým částicím jsou podle Plattse vidět jasné stopy, které záření zanechává, a poškození, jež způsobuje.

Kosmická loď Orion je navržena tak, aby chránila svou posádku před většinou tohoto záření. Během cesty je ale klíčové měřit, kolik záření proniká dovnitř a jak na něj lidské buňky a DNA reagují. Orion je vybaven tisíci senzory, které měří úrovně radiace uvnitř lodi. Každý člen posádky také nosí v kapse senzor zvaný Crew Active Dosimeter, aby mohl pečlivě sledovat úroveň své expozice.

Mohlo by vás zajímat

Vedle měření radiace běží na palubě ještě několik dalších studií:

AVATAR

Virtual Astronaut Tissue Analog Response, tedy virtuální tkáňová analogová reakce astronauta, je nejprůlomovější biomedicínská studie na misi Artemis II. Využívá „orgánové čipy“ velikosti USB, které obsahují živé lidské buňky kultivované uvnitř mikroskopických kanálků naplněných tekutinou. Tyto čipy jsou navrženy tak, aby simulovaly strukturu, funkci a fyziologickou reakci lidských orgánů.

Pro jejich výrobu nejprve darovali astronauti Artemis II krevní destičky. Buňky z jejich vzorků obsahovaly malé množství kmenových buněk z kostní dřeně, které poté vědci z NASA purifikovali a umístili do čipů vedle krvinek a dalších podpůrných buněk.

„Čip bude fungovat v podstatě stejně jako naše kostní dřeň,“ vysvětluje Steven Platts. Létání s těmito čipy v rámci mise Artemis II po boku astronautů, kteří je vytvořili, umožní vědcům z NASA porovnat změny v čipu se změnami ve skutečné kostní dřeni astronautů.

„Představte si budoucí lety. Pokud poletím za dva roky, NASA může předem vyslat můj tkáňový čip –avatara, pak ho přivézt zpět a zjistit, co se stane, aby pro mě mohli navrhnout personalizovaná protiopatření,“ přibližuje Platts.

ARCHeR

Další studie, Artemis Research for Crew Health and Readiness čili Výzkum Artemis pro zdraví a připravenost posádky, se zaměřuje na to, jak prostředí hlubokého vesmíru ovlivňuje spánek, stres, kognitivní funkce a týmovou práci, což je klíčové pro zdraví a výkon astronautů. Členové posádky během mise nosí náramky, které průběžně monitorují jejich pohyb a spánkové vzorce. Díky tomu získáme vhled do kognitivních a behaviorálních změn či do kvality spánku.

Výzkum imunity

Astronauti také poskytnou vzorky vlhkých slin před a po misi a plus suché sliny během mise. Během letu si totiž sliny osuší na speciální typ papíru, čímž se eliminuje potřeba chladicího systému pro mokré vzorky.

Sliny jsou vynikajícím ukazatelem lidského zdraví, protože obsahují bohatou směs biomarkerů, které signalizují funkci imunitního systému. „Vidíme hormony, viry i další chemikálie v krvi… A s touto technikou můžeme pozorovat změny kortizolu,“ popisuje Platts. Měření kolísání tohoto stresového hormonu v průběhu mise bude klíčové, protože stres se spojuje s mnoha nepříznivými zdravotními následky kosmických letů.

Spaceflight Standard Measures

Nejedná se však o jediné biologické vzorky, které NASA od posádky Artemis II odebírá. Jsou prvními astronauty v hlubokém vesmíru, kteří se účastní studie Spaceflight Standard Measures. Ta od roku 2018 shromažďuje vzorky krve, moči a slin od astronautů na palubě ISS i jinde. Vzorky pomáhají vědcům vyhodnotit nutriční stav, kardiovaskulární zdraví a imunologické funkce astronautů.

Tyto studie společně poskytnou množství dat, která pomohou připravit cestu pro návrat NASA na měsíční povrch. A také pro cestu na Mars.