Artykuł ukazał się w tygodniku POLITYKA w sierpniu 2000 r.
Zanim kosmos otworzy się dla turystów, warto dokładnie wiedzieć, co nas czeka w przestworzach. Sporo informacji na ten temat można było uzyskać na wielkiej konferencji poświęconej badaniom kosmosu zorganizowanej przez COSPAR (Commitee On Space Research), która odbyła się niedawno w Warszawie. Półtora tysiąca naukowców dzieliło się obserwacjami na temat budowy wszechświata i analizowało wpływ kosmosu na organizmy Ziemian.
Pierwsze wieści nie są zachęcające: wpływ podróży kosmicznych na organizm człowieka przypomina procesy towarzyszące starzeniu się na Ziemi. Zanik tkanki mięśniowej, zwiększona kruchość kości (identyczna jak przy osteoporozie), zaburzenia równowagi, niedokrwistość, przyspieszone tworzenie kamieni nerkowych, zwiększone prawdopodobieństwo powstawania raka – na wiele kłopotów będziemy narażeni w przestrzeni kosmicznej. – Czy pan się dziwi? – pyta prof. Andrew Pohorille, dyrektor Instytutu Astrobiologii Teoretycznej NASA. – Cała ewolucja odbywała się w warunkach grawitacji i była do niej dostosowana. Wyciągnięcie człowieka poza ten obszar musi odbić się na jego zdrowiu.
Wszystko wraca do normy
Sytuacja nie jest jednak beznadziejna. Po powrocie na Ziemię wszystko wraca do normy. Tkanka kostna odbuduje się po kilku miesiącach, tkanka mięśniowa – po kilku tygodniach. Zaburzenia w układzie krążenia, których doświadczymy zaraz po starcie i kilkugodzinnym przebywaniu na orbicie, ustąpią już po kilku dniach. Wedle prof. Ronalda Whita, dyrektora National Space Biomedical Research Institute, doświadczenia zebrane z podróży czterystu ludzi, którzy łącznie przebywali w przestrzeni kosmicznej kilkadziesiąt lat, pozwalają optymistycznie patrzeć na możliwość otwarcia kosmosu dla Ziemian. Nawet dla najzagorzalszych sceptyków.
James Pawelczyk, amerykański astronauta polskiego pochodzenia, który dwa lata temu odbył okołoziemską podróż na pokładzie promu Columbia, zapytany o największe zaskoczenie podczas misji, odparł: –Niezwykły widok Ziemi zza okien wahadłowca. Spojrzenie na glob z wysokości co najmniej stu kilometrów (samoloty pasażerskie osiągają pułap od 8 do 13 km) i czarne niebo widziane spoza atmosfery ziemskiej – to musi być faktycznie widok zapierający dech w piersiach, pod warunkiem wszakże, że turysta będzie miał siłę wyjrzeć na zewnątrz.
Może mu w tym przeszkodzić tzw. choroba kosmiczna, której objawy przypominają klasyczną chorobę lokomocyjną. Połowa astronautów, mimo niezwykle ostrej selekcji i prawie dwuletnich przygotowań do startu, w pierwszych godzinach pobytu w kosmosie nie jest zdolna do niczego. Ból głowy, nudności, zaburzenia koncentracji, dolegliwości żołądkowe trwają przez dwie doby.
W jakiej klasie w kosmos
Jurij Gagarin, który jako pierwszy spędził w kosmosie 108 minut, na chorobę kosmiczną nie chorował, bo leciał w tak ciasnej kabinie i niemal w odlewie swojego ciała, że nie mógł ruszać nawet głową. Sam brak grawitacji nie wywołuje objawów choroby kosmicznej. Dopiero ruchy w przestrzeni sprawiają, że docierające do mózgu informacje z receptorów odpowiedzialnych za utrzymywanie pozycji ciała nie odpowiadają zakodowanym od urodzenia schematom.
Sam nie wiem co lepsze: miejsce w ciasnej klasie ekonomicznej, w której podróżował nieruchomo Gagarin, czy bardziej komfortowe warunki z możliwością poruszania tułowiem, ale większym ryzykiem żołądkowych sensacji. Zresztą wnętrze nawet najwygodniejszego statku kosmicznego to nie pierwsza klasa Jumbojeta z rozkładanymi fotelami, stolikiem najlepszych trunków i miłą obsługą. Startujesz z nogami umieszczonymi nad głową, w ciężkim kombinezonie (rosyjskie ważą 100 kg, amerykańskie są ponoć nieco lżejsze) i czujesz się jak wewnątrz odkurzacza. Nie ma mowy o łazience z toaletą. Obsługa statku wręczy ci gąbkę i papierową torebkę zawierającą wodę z mydłem w bardzo gęstej konsystencji. Nie będziesz miał okazji delektować się posiłkami, bo stan nieważkości zmieni ruchy mięśni żwaczy i osłabi zmysł węchu. Jedzenie straci smak, ale jeść i pić coś przecież trzeba, więc dostaniesz posiłek liofilizowany (odwodniony w stanie zamrożenia, aby nie stracił wartości odżywczej), który po dodaniu odrobiny wody przeistoczy się w normalny obiad trzydaniowy z deserem. Pewnie będzie bardzo pikantny, bo tylko ostre potrawy smakują na tej wysokości jak dawniej. Mikrograwitacja nie wstrzymuje niestety pracy jelit, a pracę nerek nawet przyspiesza, więc będziesz musiał nie raz „przelecieć się” do toalety (o chodzeniu w kosmosie nie ma mowy), gdzie zamiast sedesu zainstalowano specjalne przyssawki, które wyssają z ciebie mocz i inne odchody.
Porady dla turysty
Dzień astronautów na okrągło wypełniony jest pracą i ćwiczeniami fizycznymi. Co jednak ma robić turysta? Wycieczka statkiem kosmicznym na inną planetę to nie to samo co przejażdżka samochodem za miasto albo nawet na drugi koniec Europy. Będzie trwała o wiele dłużej. Po kilku tygodniach lotu tkanka mięśniowa zacznie się gwałtownie zmniejszać, bo włókna mięśniowe w stanie nieważkości wykorzystywane są inaczej i znacznie rzadziej. Już po miesiącu kości stracą kilka procent swojej masy, a uwolniony z nich wapń trafi do nerek, gdzie zainicjuje tworzenie złogów. Uwolnione od nacisku krążki międzykręgowe, mocno uwodnione, zaczną się rozprężać i wydłużą kręgosłup o kilka centymetrów. Z podróży kosmicznej mamy więc szansę wrócić nawet o 5 cm wyżsi, ale możemy nie być w stanie wysiąść ze statku o własnych siłach.
Wszystko zależy od długości podróży, a zatem od jej celu. Miałby nim być Merkury, Wenus, Jowisz, Mars? – Zapewniam, że nie chciałby pan dotrzeć na Wenus – mówi prof. Andrew Pohorille. – Panuje tam temperatura 400 stopni Celsjusza i ciśnienie atmosferyczne jest zdecydowanie zbyt duże. Merkury jest za blisko Słońca, Jowisz oddalony od Ziemi aż 3,7 mld km. A zatem pozostaje Mars – planeta najbardziej przyjazna człowiekowi, gdzie temperatura jest wprawdzie ujemna, wieją silne wiatry, ale istnieje niewielkie pole grawitacyjne, a przede wszystkim najprawdopodobniej pod powierzchnią mieszczą się zapasy wody. – Może nie tylko nadawałaby się do picia, ale posłużyłaby też jako substrat do produkcji paliwa napędzającego rakiety kosmiczne, umożliwiając im powrót na Ziemię? – zastanawia się kpt. Robert Kaczanowski, lekarz med. lotniczej kierujący pracownią patofizjologii wysokości w Wojskowym Instytucie Medycyny Lotniczej w Warszawie. – W kosmos nie wystarczy przecież polecieć, warto byłoby stamtąd wrócić.
Podróż na Marsa wraz z pobytem może trwać najkrócej dwa lata, bo sam transport w jedną stronę – w zależności od wybranej trasy i napędu rakiety – potrwa od trzech do dziewięciu miesięcy. Na miejscu trzeba spędzić co najmniej półtora roku, aby szczęśliwie trafić w odpowiednią orbitę i móc wrócić na Ziemię. Na taką wyprawę baniaki z wodą wziętą z domu musiałyby ważyć 50 ton dla jednej osoby. A na miejscu nie tylko przecież trzeba coś pić, ale również się myć i oddychać. Trzeba więc umieć odzyskiwać wodę, tlen, uprawiać jadalne rośliny, produkować substytuty zwierzęcego białka. To wszystko człowiek potrafi już robić na Ziemi, w kosmosie zacznie pewnie niedługo. Marsjańska atmosfera zawiera aż 95 proc. dwutlenku węgla, ale być może uda się wytwarzać z niego na miejscu ciekły tlen?
Czytaj także: Wszyscy chcą w Kosmos
Kto na Marsa
Przed pierwszymi kolonizatorami Marsa stoi poważne zadanie przygotowania planety na przyjęcie pierwszych Ziemian. Bo choć Mars wydaje się najbardziej „uczłowieczoną” planetą, to kto wytrzyma w średniej temperaturze minus 60 st. C, w bardzo niskim ciśnieniu (7 hPa), przy braku atmosferycznego tlenu? Pierwsi ludzie na Marsie zamieszkają w specjalnych, bez wątpienia ciasnych pomieszczeniach (przypominających wnętrze łodzi podwodnych), a przed każdym wyjściem na otwartą przestrzeń będą musieli wkładać na siebie kilkudziesięciokilogramowe kombinezony.
– Utrata masy mięśniowej i kostnej pojawi się w organizmie pierwszych śmiałków już po kilku tygodniach lotu, a nawet trening fizyczny w statku kosmicznym nie przywraca pełnej sprawności – mówi Robert Kaczanowski. – Nie wiemy jeszcze, jak pogodzić utratę wydolności fizycznej z celami załogowego lotu na Marsa, gdzie astronautów czeka ciężka harówka.
Zdaniem specjalistów medycyny lotniczej, osłona przed promieniowaniem kosmicznym jest na tyle dobra, że nie stwierdza się u astronautów żadnych jego skutków. Niewątpliwie jednak badania są jeszcze w powijakach, a ryzyko zmian w chromosomach i materiale genetycznym jest z pewnością większe niż na Ziemi (choć niektórzy porównują je tylko z biernym paleniem papierosów).
Być może już w ciągu kilkunastu lat będzie można dolecieć na Marsa i spędzić tam trochę czasu, ale jedno jest pewne: na razie nic nie wskazuje na to, by można się było w przestrzeni kosmicznej rozmnażać. – Oto główna przeszkoda w tworzeniu ludzkich kolonii w kosmosie: genetyka – mówi prof. Andrew Pohorille. – Nie chcę powiedzieć, że za kilka lat nie uda się tej przeszkody pokonać, ale jak dotąd w warunkach nieważkości nie jest możliwy normalny rozwój komórkowy od embrionu do dorosłego człowieka.
Przez wiele lat uważano, że skoro siły grawitacyjne są słabe, nie powinno być żadnych kłopotów w funkcjonowaniu komórek zarodka. Okazało się jednak, że naturę nie tak łatwo przechytrzyć. Hipoteza robocza (NASA przygotowuje dopiero specjalny program badawczy „Space Genetics”, który ma rozwiązać tę zagadkę) jest następująca: siły grawitacyjne wpływają na rozmieszczenie składników w komórce i te zmiany w stanach nieważkości modyfikują tworzenie białka z nici DNA. – Dochodzi do tak olbrzymiej perturbacji w tworzeniu białek w komórce, że uniemożliwia to prawidłowy rozwój embrionalny – podkreśla prof. Pohorille. – Ludzkie zarodki, jeśli zostałyby poczęte w kosmosie, muszą jak najszybciej trafić na Ziemię, aby móc rozwijać się tutaj.
Spełnienie dziecięcych bajek o podróży w kosmos staje się coraz bardziej realne, choć trudno nie oprzeć się wrażeniu, że wycieczka taka wcześniej czy później i tak będzie musiała skończyć się w miejscu startu. Amerykańska Agencja Lotnictwa Cywilnego zaproponowała podczas ostatniego zjazdu medycyny lotniczej w USA, by jak najszybciej określić przepisy kwalifikujące ludzi do lotów w kosmos. Poleciał 77-letni John Glenn (na pokładzie promu Discovery w 1998 r.), więc trzeba być przygotowanym, że gorączka gwiezdnych podróży może za kilkanaście lat ogarnąć wszystkich.
Po co nam kosmos
Dr Krzysztof Ziołkowski, sekretarz naukowy Centrum Badań Kosmicznych PAN:
Na badania kosmiczne można patrzeć jak na spełnienie odwiecznych marzeń człowieka o wzbiciu się ponad Ziemię, o jej opuszczeniu i zaludnieniu przestrzeni kosmicznej, marzeń symbolizowanych ciągle żywym w kulturze mitem o Dedalu i Ikarze. Można też w nich widzieć rezultat wysiłku wielu pokoleń, rozpoczętego u progu czasów nowożytnych niezwykłymi projektami maszyn latających Leonarda da Vinci, a na początku obecnego stulecia pierwszym lotem silnikowego statku powietrznego braci Wright. Dziś w badaniach kosmicznych upatruje się jeden z podstawowych mechanizmów postępu cywilizacyjnego.
Aktywność człowieka w przestrzeni kosmicznej obejmuje co najmniej cztery rodzaje działalności. Po pierwsze korzysta z niej wiele dziedzin nauk o Ziemi, a skutkiem są ich zastosowania w meteorologii, telekomunikacji, nawigacji, ekologii. Wykorzystujemy unikatowe warunki przestrzeni kosmicznej (np. próżnie, stan nieważkości) do eksperymentowania w dziedzinie fizyki, chemii, biologii, medycyny. Inna sfera zainteresowań dotyczy badań otoczenia Ziemi poprzez sondowanie ciał Układu Słonecznego i przestrzeni międzyplanetarnej. Nie sposób sobie wyobrazić badań kosmicznych bez urządzeń wynoszonych w przestrzeń kosmiczną. Dotychczas odbyło się ponad 4 tys. startów rakiet, a poza Ziemią znalazło się ok. 25 tys. różnych obiektów. Spośród nich ok. 17 tys. już nie istnieje (najczęściej uległy spaleniu w atmosferze ziemskiej). Kilka obiektów skonstruowanych ręką ludzką zdołało już oddalić się od Słońca dalej niż najdalsza planeta Układu Słonecznego. Na czterech ciałach niebieskich (Księżycu, Wenus, Marsie i Jowiszu) działały przyrządy zbudowane przez człowieka. W przestrzeni kosmicznej przebywało prawie 400 osób, a rekordzista spędził na orbicie okołoziemskiej ogółem niemal 750 dni (podczas trzech lotów).
Eksploracja przestrzeni kosmicznej z jednej strony przyniosła zupełnie nową jakość życia, którą symbolizuje telewizja satelitarna, Internet i telefonia komórkowa. Z drugiej doprowadziła do rozszerzenia znajomości środowiska przyrodniczego człowieka, wiedzy o naszej planecie i jej kosmicznym otoczeniu, a także o ewolucji i budowie wszechświata.