जो गुरुत्व समस्या आपण पुरेसे बोलत नाही

मंगल ग्रहावर जाण्याच्या आव्हानांना—रॉकेट प्रणोदन, प्रवासाच्या दरम्यान विकिरण संपर्क, पातळ वातावरण असलेल्या ग्रहावर मोठ्या मानव अंतरिक्ष यानाला उतरवणे—व्यापक कव्हरेज मिळतो. कमी चर्चा होते की पोहोचल्यानंतर मानव शरीरास काय होते. कमी-गुरुत्व वातावरणातील स्नायू क्षयीकरणावर एक नवीन अभ्यास सूचित करते की मंगल ग्रह, पृथ्वीच्या गुरुत्वाचा अंदाजे 38 टक्के असलेल्या, मानव स्नायूंच्या कंकाल यंत्रणेवर पुरेसा यांत्रिक भार प्रदान करू शकत नाहीत जो प्रगतीशील स्नायू क्षयीकरण टाळू शकेल जे कोणत्याही दीर्घकालीन वसाहतीचे आरोग्य आणि क्षमता लक्षणीयरीत्या कमी करू शकेल.

हा संशोधन आंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष केंद्रातील वर्षांच्या माहितीवर आधारित आहे, जेथे अंतरिक्ष प्रवाशी मायक्रोगुरुत्वाकर्षणात व्यापक दैनंदिन व्यायाम प्रतिकारी उपायांच्या असूनही नाटकीय स्नायू आणि हाड्यांची हानी अनुभवतात. नवीन अभ्यास जो प्रश्न मांडतो तो असा आहे की आंशिक गुरुत्व—मंगल ग्रहाचे 0.38g सारखे—स्नायूंचे वस्तुमान टिकवून ठेवण्यासाठी पुरेसे उत्तेजना प्रदान करते की, किंवा ते एक धोका झोनमध्ये पडते जो नियमित व्यायाम करणार्‍या व्यक्तींमधेही हळूहळू परंतु अपरिवर्तनीय घटास अनुमती देते.

गुरुत्व स्नायूंना कसे टिकवून ठेवते

स्नायूंचे वस्तुमान एक स्थिर जैविक स्थिरांक नाही तर एक गतिशील प्रमाण आहे जो प्रथम प्रोटीन संश्लेषण आणि प्रोटीन विघटन यांच्या संतुलनाद्वारे सतत नियंत्रित केला जातो. शरीर यांत्रिक भार सतत संवेदना करून स्नायूंना टिकवून ठेवते—स्नायूंनी गुरुत्वाकर्षणाची विरोधी केल्याने निर्माण होणारी शक्ती—आणि तदनुसार प्रोटीन संश्लेषणाचे दर समायोजित करते. गुरुत्वाकर्षणीय भार अनुपस्थित किंवा कमी असलेल्या परिवेशात, स्नायूंचे वस्तुमान टिकवून ठेवण्यासाठीची उत्तेजना कमी होते, आणि शरीर प्रोटीन संश्लेषण कमी करून आणि विघटन वाढवून प्रतिक्रिया देते: ही प्रक्रिया अनुपयोगी क्षय म्हणून ओळखली जाते.

पृथ्वीवर, फक्त उभे राहणे आणि चालणे बहुतेक स्नायूंचे वस्तुमान सतत गुरुत्वाकर्षणीय भारामुळे टिकवून ठेवते. अंतरिक्षात, तो भार अदृश्य होतो, आणि ISS वर अंतरिक्ष प्रवाशी—दोन तास कठोर दैनंदिन व्यायाम असूनही—लक्षणीय स्नायू वस्तुमान आणि हाडीच्या घनता हानी अनुभवतात. NASA च्या दीर्घकालीन अंतरिक्ष उड्डयन डेटावरून असे दिसून येते की पृथ्वीवर परत आल्यानंतर ही हानी काही प्रमाणात पुन्हा मिळवता येते, परंतु अत्यंत लांब मिशनांसाठी पुनरावृत्ती हळुवार आणि अपूर्ण आहे.

मंगल ग्रह गुरुत्व प्रश्न

मंगल ग्रह गुरुत्व शून्य नाही—तो 3.7 m/s² आहे, पृथ्वीच्या 9.8 m/s² आणि ISS च्या मूलत: शून्याच्या तुलनेत. पृथ्वीचा 38 टक्के गुरुत्व स्नायू संरक्षण उत्तेजनाके लिए अर्थपूर्ण प्रदान करतो की नाही हा मूल प्रश्न आहे जो नवीन संशोधन सोडवतो. चिंता अशी आहे की 0.38g चालण्यासारखे वाटू शकते परंतु पूर्ण स्नायूंचे वस्तुमान टिकवून ठेवण्यासाठी शरीरास आवश्यक असलेल्या यांत्रिक भार सिग्नलसाठी पुरेसे नाही.

अभ्यासाचे निष्कर्ष असे सूचित करतात की स्नायू रखणसंभालीसाठीचे किमान प्रभावी गुरुत्वाकर्षणीय उत्तेजना 0.38g पेक्षा जास्त आहे, ज्याचा अर्थ असा की मंगल ग्रहावरील वसाहतीदार नियमित व्यायाम असूनही सतत हळूहळू स्नायू क्षयीकरण अनुभवण्याची शक्यता आहे. दर मायक्रोगुरुत्वाकर्षणापेक्षा हळुवार असेल, परंतु वर्षांच्या वसाहतीच्या काळात जमा होणारी हानी लक्षणीय असू शकते—शारीरिक क्षमता कमी करून, दुखापतीचा जोखिम वाढवून, आणि कोणत्याही आपातकालीन परिस्थितीला गुंतागुंत करून ज्यासाठी टिकाऊ शारीरिक प्रयास आवश्यक आहे.

वसाहत योजनांकरिता परिणाम

या शोधामुळे आशावादी वसाहत कालरेषांना एक महत्त्वाचा सावध सूचना जोडला जातो. SpaceX च्या मंगल ग्रह वसाहत योजनेचे दृष्टिकोण अशा वसाहतीदारांची कल्पना करते जे पृष्ठभागावर कायमस्वरूपी रहात असतील, पृथ्वीवर परत येण्याचा विचार सोडून द्या. जर मंगल ग्रह गुरुत्व दीर्घकालीन स्नायूंच्या आरोग्यासाठी अपुरता असेल तर, कायमस्वरूपी वसाहतीदार एक प्रगतीशील आरोग्य प्रक्षेपणाला तोंड देऊ शकतील ज्याला वर्तमान चिकित्सा हस्तक्षेप पूर्णपणे प्रतिकार करू शकत नाही.

संभाव्य उपाय कृत्रिम गुरुत्व वसाहत—फिरते संरचना जे उच्च गुरुत्व अनुकरण करण्यासाठी केंद्रापसारक बल वापरतात—समाविष्ट करतात परंतु मंगल ग्रहावर अशी संरचना बांधणे विशाल अभियांत्रिकी जटिलता आणि खर्च सादर करते. स्नायू प्रोटीन विघटन कमी करण्यासाठी औषधीय हस्तक्षेप संशोधन केले जात आहे परंतु अजून गुरुत्वाकर्षणीय उत्तेजना वंचितपणाला पूर्णपणे भरपाई देण्यासाठी पुरेसे प्रभावी नाहीत. आंशिक गुरुत्व परिस्थितीसाठी विशेषत: डिজाइन केलेले वर्धित व्यायाम प्रोटोकॉल समस्या कमी करू शकतात परंतु संभवत: पूर्णपणे दूर करू शकत नाहीत.

हाड आणि हृदय संचार परिमाण

स्नायू हानी अलगातून घडत नाही. कमी गुरुत्वाकर्षणीय भारांतर्गत हाडीची घनता स्नायूंच्या वस्तुमानाच्या समांतरेने कमी होते, अस्थिभंग जोखिम वाढते. हृदयपेशीय सुस्थता कमी गुरुत्व परिवेशात रक्त पंप करण्यासाठी हृदय अनुकूल होण्याने कमी होते. द्रव पुनर्वितरण—कम गुरुत्वात मस्तकाकडे रक्त आणि मेंदू-मेरुदंडाचा द्रव शिफ्ट होणे—काही ISS अंतरिक्ष प्रवाश्यांमध्ये दिसणार्‍या दृष्टी समस्यांमध्ये योगदान देऊ शकते.

संचयी चित्र एक शरीराचे आहे जे अशा परिवेशांशी हळूहळू अनुकूल होत आहे ज्यासाठी तो विकसित झालेला नाही, अनुकूलन प्रक्रिया स्वतःच नुकसान करत आहे. वर्षे किंवा दशकांच्या वेळेच्या मापकाठावर या बदलांची संपूर्ण व्याप्ती समजून घेण्यासाठी अशा डेटाची आवश्यकता आहे जो ISS मिशनमधून मिळू शकत नाही जो सहा महिने ते एक वर्ष पर्यंत मर्यादित आहे—हा डेटा फक्त चंद्र किंवा मंगल परिवेशांसाठी विस्तारित मिशनमधून येऊ शकतो.

मिशन योजनेसाठी याचा अर्थ काय आहे

हे संशोधन मंगल ग्रह वसाहत अशक्य करत नाही, परंतु हे स्पष्ट करते की विस्तारित मंगल वसाहतीच्या चिकित्सा आव्हान तेथे पोहोचण्याच्या अभियांत्रिकी आव्हानांइतके कठोर आहेत. भविष्यातील मंगल ग्रह मिशन योजना 0.38g मध्ये जीवन जगण्याचे शरीरशास्त्र एक प्रथम-क्रम डिজाइन मर्यादा म्हणून मानणे आवश्यक आहे—वसाहत डिजाइन, दैनंदिन क्रियाकलाप आवश्यकता, वैद्यकीय तरतूद, आणि दीर्घकालीन वसाहतीदार काय स्वीकार करत आहेत याचे प्रामाणिक मूल्यांकन देणारे.

हा लेख Gizmodo द्वारा अहवालावर आधारित आहे. मूल लेख वाचा.