ESA untersucht menschlichen Winterschlaf für Raumfahrt

Szene aus einem Film mit fast nackten Astronauten, die in sargartigen Überwinterungskapseln liegen.

Fiktives Bild von Astronauten im Winterschlaf, viaDIES.


Die Europäische Weltraumorganisation (ESA)genanntam 18. November 2019, dass seine Wissenschaftler kürzlich den Prozess untersucht haben, Astronauten in den Winterschlaf zu versetzen, um die Weiten des Weltraums zu durchqueren. Diese Wissenschaftler trafen sich bei der ESAConcurrent Design Facilityum die Vorteile des menschlichen Winterschlafs für eine Reise zu einem Nachbarplaneten wie dem Mars zu bewerten. Sie nahmen als Referenz eine bestehende Studie, in der beschrieben wurde, dass sechs Menschen über einen Zeitraum von fünf Jahren zum Mars und zurück geschickt werden. Sie untersuchten, wie sich der Winterschlaf der Besatzung auf das Design von Weltraummissionen auswirken würde, und legten einige Zahlen zu den bekannten Vorteilen des menschlichen Winterschlafs für die Raumfahrt fest, zum Beispiel, dass eine kleinere Raumkapsel verwendet werden könnte, wenn die Besatzung für die Monate im Winterschlaf statt wach wäre. lange Reise zum Mars.

Jennifer Ngo-Anha, ein Teamleiter im Bereich Science in Space Environment der ESA (SciSpace) Programm, kommentiert:


Seit einiger Zeit wird der Winterschlaf als wegweisendes Werkzeug für die bemannte Raumfahrt vorgeschlagen.

Wenn wir den Grundumsatz eines Astronauten um 75 % senken könnten – ähnlich wie wir es in der Natur bei großen überwinternden Tieren wie bestimmten Bären beobachten können – könnten wir am Ende erhebliche Massen- und Kosteneinsparungen erzielen und langfristige Erkundungsmissionen mehr machen machbar.

ForVM 2020 Mondkalender sind verfügbar! Sie machen große Geschenke. Jetzt bestellen. Schnell gehen!

Wissenschaftler sitzen vor Computern in einem Besprechungsraum.

Hier befindet sich die Concurrent Design Facility der ESA, die Vertreter aller Weltraummissionsdisziplinen beherbergt, um zukünftige Weltraummissionen zu entwerfen. Bild überDIES.




Warum müssen wir Astronauten überhaupt in den Winterschlaf versetzen? Der Grund ist, dass der Raum riesig ist. Sogar unsere eigene Umgebung des Weltraums – unser Sonnensystem – unterliegt einem Problem, das den Weltraum groß macht, das einen großen Einfluss auf unsere Missionen zur Erforschung der anderen Planeten in unserer Nähe im Weltraum hat. Bedenken Sie, dass dieNeue HorizonteDie 2006 gestartete Mission Pluto zum Beispiel brauchte neun Jahre, um zu ihrem Vorbeiflug zu gelangen.

Um eine Vorstellung von der Entfernungsskala unseres Sonnensystems zu bekommen, besuchen Sie„Wenn der Mond nur 1 Pixel wäre“zeigt die relativen Entfernungen der Planeten maßstabsgetreu auf einer einzigen extrabreiten Seite. Dann versuche – wenn du kannst – das Gelernte auf die Milliarden anderer auszudehnenwahrscheinlichSonnensysteme allein in unserer Galaxie.

WieJoe Hansen– Moderator der PBS-Serie „It’s Okay to be Smart“ – sagt im Video unten:

Das menschliche Gehirn kann sich einfach nicht vorstellen, wie groß Dinge wie das Sonnensystem sind.


Robin Biesbroek von der ESA – der in der Vergangenheit an derEntfernung von Weltraummüll aus der erdnahen Umlaufbahn– war Teil der aktuellen ESA-Studie zum menschlichen Winterschlaf. Er kommentierte:

Wir arbeiteten an der Anpassung der Architektur des Raumfahrzeugs, seiner Logistik, des Strahlenschutzes, des Stromverbrauchs und des gesamten Missionsdesigns.

Wir haben uns angeschaut, wie ein Astronautenteam am besten in den Winterschlaf versetzt werden kann, was in Notfällen zu tun ist, wie mit der menschlichen Sicherheit umgegangen wird und sogar welche Auswirkungen der Winterschlaf auf die Psychologie des Teams haben würde.


Schließlich erstellten wir eine erste Skizze der Habitatarchitektur und erstellten eine Roadmap, um innerhalb von 20 Jahren einen validierten Ansatz zum Überwintern von Menschen auf dem Mars zu erreichen.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Masse eines Raumschiffs für den menschlichen Winterschlaf um ein Drittel reduziert werden könnte.

Zwei zylindrische Besatzungsmodule, eines viel größer und eines kleiner.

Die ESA-Wissenschaftler quantifizierten, was ziemlich offensichtlich erscheinen mag … dass ein Raumschiff für überwinternde Astronauten eher klein sein könnte. Dieser Vergleich zeigt die Größe eines Moduls für eine bemannte Marsmission mit seinem überwinterungsbasierten Äquivalent. Bild überDIES.

Ein Schema eines Teils eines Raumfahrzeugs, das für die Besatzung im Wachzustand entwickelt wurde.

Wenn die Crew im Winterschlaf wäre, bräuchte man weder umfangreiche Mannschaftsquartiere noch so viel Lagerraum für Verbrauchsmaterialien (wie Essen und Wasser). Design des Ruhezustandsmoduls überDIES.

Ein Schema eines Teils eines Raumfahrzeugs, das für den Winterschlaf der Besatzung ausgelegt ist.

Die ESA sagte, dass der Winterschlaf in kleinen einzelnen Kapseln stattfinden würde, die gleichzeitig als Kabinen dienen würden, während die Besatzung wach ist. Hibernation-Pod-Design überDIES.

Wie wäre es für die Astronauten? ESA erklärt:

Die Annahme war, dass ein Medikament verabreicht würde, um „Torpor“ – die Bezeichnung für den Winterschlaf – zu induzieren. Wie bei Tieren im Winterschlaf wird von den Astronauten erwartet, dass sie vor der Erstarrung zusätzliches Körperfett erwerben. Ihre Weichschalenkapseln würden verdunkelt und ihre Temperatur stark gesenkt, um ihre Insassen während ihrer geplanten 180-tägigen Erd-Mars-Kreuzfahrt zu kühlen.

Die ESA sagte, dass die Winterschlafphase mit einer 21-tägigen Erholungsphase enden würde. Es hieß, dass die Besatzung – basierend auf den Erfahrungen mit dem Winterschlaf der Tiere – wahrscheinlich keinen Knochen- oder Muskelschwund erleben würde. ESA erklärte auch:

Die Strahlenbelastung durch hochenergetische Partikel ist eine Hauptgefahr bei der Weltraumfahrt, aber da die Winterschlaf-Crew so viel Zeit in ihren Winterschlafkapseln verbringen wird, könnten sich Abschirmungen – wie Wasserbehälter – um sie herum konzentrieren.

Und die ESA sprach auch von den „weitgehend autonomen Operationen mit optimalem Einsatz künstlicher Intelligenz“ und „Fehlererkennung, Isolierung und Wiederherstellung“, die auf einem Raumschiff erforderlich sind, in dem die meisten Menschen im Winterschlaf sind.

Klingt ein bisschen gruselig oder einsam? Vielleicht. Aber Ngo-Anh kommentierte:

… die Grundidee, Astronauten in einen Langzeitwinterschlaf zu versetzen, ist eigentlich gar nicht so verrückt: Eine weitgehend vergleichbare Methode wird seit mehr als zwei Jahrzehnten erprobt und therapeutisch bei Traumapatienten auf der Intensivstation und solchen, die sich einer größeren Operation unterziehen müssen. Die meisten großen medizinischen Zentren haben Protokolle zur Induktion von Hypothermie bei Patienten, um ihren Stoffwechsel zu reduzieren, um im Wesentlichen Zeit zu gewinnen und die Patienten in einer besseren Form zu halten, als sie es sonst wären.

Darauf aufbauend wollen wir in Zukunft aufbauen, indem wir die Hirnbahnen erforschen, die beim Einsetzen des Winterschlafs aktiviert oder blockiert werden, angefangen beim Tier bis hin zum Menschen.

Modell einer großen Winterschlafkammer mit ein paar Dutzend schlafenden Astronauten.

Die NASA hat auch Studien zum menschlichen Winterschlaf im Weltraum in Auftrag gegeben. Dieses Bild ist ein 'Mars Transfer Habitat der Siedlungsklasse', das 2017 vom NASA-Auftragnehmer SpaceWorks entworfen wurde.Weiterlesen: Schlafen auf dem Weg zum Mars.

Übrigens, wenn Sie daran interessiert sind, eine wundervolle aktuelle Science-Fiction-Serie zu lesen, die Weltraumreisen über den menschlichen Winterschlaf zeigt – zwei der besten Science-Fiction-Bücher, die ich je gelesen habe (und ich habe aBündel) - Versuchen 'Kinder der Zeit' und 'Kinder des Ruins“ von Adrian Tschaikowksy. Beide haben all das, was ich an Science Fiction liebe: Reisen über Jahrtausende zwischen den Sternen, wie die überwinternden Reisenden die Zeit wahrnehmen, seltsame Planeten, seltsame Außerirdische, eine menschliche Liebesgeschichte. Der menschliche Winterschlaf spielt in diesen tollen Büchern eine große Rolle!

Cover von Kinder der Zeit.

Das Cover von „Children of Time“ von Adrian Tschaikowksy.

Fazit: Die Europäische Weltraumorganisation hat untersucht, wie sich der Winterschlaf des Menschen im realen Leben auf das Design von Weltraummissionen auswirken würde.

Über ESA