Egy magyar jövőkutató szerint a Marsra szállás legnagyobb kihívása nem a megfelelő rakétatechnika kifejlesztése lesz, hanem a digitális egészségügyi technológiák hiánya.
A szakértők és gondolkodók – mint például Elon Musk (SpaceX) – a közeljövőben képzelik el a Marsra szállást. A legnagyobb kihívás azonban nem a megfelelő rakétatechnika kifejlesztése lesz, hanem a digitális egészségügyi technológiák hiánya. A három részes sorozat első része azokról a technológiákról szól, melyek segítenek kiválasztani a legrátermettebb űrhajósokat.
A Mars meghódításához merész, inspiráló és kissé őrült tervekre lesz szükségünk. Ki kell választani a legrátermettebbeket az útra, egészségesen el kell vinni a Marsra és ott életben kell tartani őket. Ettől állunk jelenleg a legmesszebbre. 2016. szeptember 27-én Elon Musk, a SpaceX űrkutatási vállalat vezérigazgatója felkeltette az érdeklődést az űrutazás iránt, a témakörért rajongók legnagyobb örömére. Nem kevesebbet ígért, mint embert a Marson.
A mexikói Guadalajarában rendezett Nemzetközi Világűrkongresszuson tartott beszédében egy merész, inspiráló és kissé őrült küldetéstervezetet vázolt fel. A terv alappillére a Bolygóközi Szállítórendszer (Interplanetary Transport System, ITS). Ez a 16,8 méter széles, babhüvely alakú űrhajó 100 ember vagy 100 tonna rakomány szállítására alkalmas, és egy hatalmas rakéta segítségével kerülne pályára. Musk szerint az űrhajó 30–80 nap alatt képes lenne megtenni a Föld és a Mars közötti utat. Reményei szerint 10 éven belül sor is kerülhet az utazásra. Azt is elismerte azonban, hogy a terv megvalósításának ideje rengeteg dologtól függ.
Az űrutazás komoly egészségügyi kockázatokkal jár
Musk és az űrkutatás többi szakértője jellemzően az űrhajókra, a rakétákra, a vörös bolygó elérésére, illetve a keringési pályára állásra koncentrál. Orvosi jövőkutatóként azonban szilárd meggyőződésem, hogy a legnagyobb akadályt a Mars kolonizálásában a gyógyászat és egészségügy aktuális állapota jelenti.
Musk bátor kijelentésével szemben jelen pillanatban hét hónapig tart eljutni a Marsra, ami csak kicsivel több idő, mint amennyit az űrhajósok a Nemzetközi Űrállomáson töltenek. Ha pedig számításba vesszük a küldetést, a Mars körüli pályán töltött időt és a biztonságos visszajutást a Földre, akkor az út akár évekig is eltarthat.
Az űrutazás komoly következményekkel jár az űrhajósok számára. A váltakozó hőmérsékleti viszonyok és sugárzási szintek igencsak megterhelik a szervezetüket, de emellett az utazási betegséggel, a csont- és izomtömegvesztéssel (a végzett mozgás ellenére), valamint a látással és ízleléssel kapcsolatos problémákkal is meg kell küzdeniük. Ezek mindegyike egészségügyi problémákat okoz, és az űrutazással járó pszichológiai megterhelésről még nem is beszéltünk. Musk nem titkolta, hogy az űrutazás veszélyes – mint mondta, nagyon valószínű, hogy haláleset fog történni az első küldetésen.
Hogyan csökkenthetjük az űrutazás egészségügyi és biológiai veszélyeit?
A digitális egészség három kiemelt területe nélkül a Mars-misszió egyszerűen kivitelezhetetlen. Az űrhajósoknak különleges fizikális és pszichológiai feltételeknek kell megfelelniük, valamint képesnek kell lenniük többek között az extrém körülmények és stressz elviselésére.
a) Virtuális és kiterjesztett valóságon alapuló képzés
Az utóbbi időben a Nemzeti Repülési és Űrhajózási Hivatal (NASA) virtuális valóságot alkalmazó megoldásokat is bevetett annak érdekében, hogy jobban felkészítsék űrhajósaikat a Földön túli körülményekre. A NASA virtuálisvalóság-laborja elsősorban a Nemzetközi Űrállomáson kívül tett űrsétára készíti fel az asztronautákat. A laboratóriumban az űrállomás minden apró részlete modellezve van – még a kábelek és az alkatrészek is! Az űrhajósok mozgáskövetőket, rezgő visszajelzéseket adó kesztyűt és VR-szemüveget viselve virtuális űrsétát tehetnek, megfoghatnak tárgyakat, és közelebbről is megismerkedhetnek az űrállomással.
A NASA valósághű képzésének másik kulcsfontosságú eleme a Microsofttal való együttműködés megkezdése. Ez a Sidekick névre hallgató projekt keretein belül fog megvalósulni, amelynek célja a kiterjesztett valóságban és a vállalat HoloLens nevű fejlesztésében rejlő lehetőségek kiaknázása. A HoloLens a világ első különálló holografikus számítógépe, amely lehetővé teszi viselője számára, hogy nagy felbontású hologramokat láthasson és manipulálhasson, illetve térhangzással hallgathasson. A Sidekick a HoloLens felhasználásával teszi majd lehetővé a földi személyzet és az űrhajósok közötti kommunikációt.
Egy másik NASA-projekt, az OnSight szintén a HoloLensre alapul. A szemüveg kiterjesztett valóságot nyújtó funkcióit és a Curiosity űrszonda által küldött adatokat kihasználva a tudósok és mérnökök virtuális testközelből is vizsgálhatják a Mars felszínét. Ezekkel a projektekkel és módszerekkel a NASA földi személyzete képes jobban felkészíteni az űrhajósokat a világűrben vagy a Marson várható körülményekre – így némileg enyhíthetik a bátor felfedezőkre váró pszichológiai terhet.
b) Genomikai adatok a betegségmegelőzés szolgálatában
Mivel az űrhajósoknak éveken keresztül nem lesz egészségügyi ellátáshoz való hozzáférésük, fontos, sőt, szükséges, hogy tisztában legyenek a magukban hordozott egészségügyi kockázatokkal. Egy mikrobiomtesztekkel és egyéb laborvizsgálatokkal támogatott teljes genomszekvenálás gyakorlatilag lehetővé teszi az orvosok számára, hogy hozzávetőlegesen megjósolják a komolyabb betegségeket, amelyekkel az adott űrhajós valószínűleg megküzd majd élete során, és javaslatokat tehetnek arra, hogyan lehet a legtöbbet elkerülni.
Meg lehet határozni, hogy milyen gyógyszerek szedésénél alakulnának ki nem várt mellékhatások, így azokat el lehet kerülni és lehet alternatívákat keresni helyettük. Meghatározható, hogy van-e nagyobb esélyük például vérrögképződésre vagy az izomzat fáradékonyságára.
A megelőzésben többek között nagy szerepet játszik az űrhajósokban élő baktériumokhoz (mikrobióma) igazított étrend, valamint annak ismerete, hogy milyen markereket kell rendszeresen keresni annak érdekében, hogy észrevegyék a betegséget, mielőtt az elterjedne. Ide tartoznak még a táplálkozásgenomikai tanácsok is, amelyek bizonyos ételeket előtérbe helyeznek az űrhajós genetikai és metabolikus hátterének tekintetében.
Emellett számos egyéb feltérképezhető paraméter és élettani jellemző mérésével képesek lennénk megfelelően felmérni a (fizikai, érzelmi és kognitív) egészségüket és erejüket. Így nemcsak a pszichológiai, hanem a fizikai és kognitív képességek is hosszú távon megmaradhatnak, valamint az egészségügyi kockázatok tartós csökkentéséről is gondoskodhatunk. A Lumosity nevű kognitív képességeket javító játékot rendszeresen használják erre a célra kutatók.
c) Mindent mérő vékony testszenzorok
A marsi utazás során az egyik legjelentősebb kihívást a rakomány mennyisége jelenti. Apró, ámde minden fontos élettani jellemzőt mérő szenzorok nélkül a személyzet nem lesz képes egészségügyi döntések meghozatalára. A jelenleg elérhető mérőeszközök sajnos túl nagyok, hamar lemerülnek, és nehéz velük dolgozni. Az űrhajósoknak ezeknél megbízhatóbb eszközök kellenek – például digitális tetoválások vagy beültetett mikrocsipek, amelyek az űrhajósok aktív részvétele nélkül is el tudnák végezni a mérési feladatokat. A japán professzor, Takao Szomeja, valamint az MC10 nevű vállalat pont ilyen tetoválások fejlesztésén dolgozik.
d) A Star Trek igazi orvosi trikordere
Egy valódi, működő trikorder (második kedvenc űrsorozatom, a Star Trek után szabadon) új korszak kezdetét jelentené az orvoslásban. Drága gépezetek és hosszú várakozási idők helyett minden információ azonnal elérhetővé válna. Az orvos csak szkennelné a beteget (vagy akár a beteg saját magát), és már a kezében is lenne egy lista a diagnosztikai lehetőségekről és javaslatokról. Képzeljük el, mekkora hatással lenne a trikorder az űrhajósok egészségének mérésére!
Egy okostelefonnal párosított nagy teljesítményű mikroszkóp könnyedén elemezhetne például levett mintákat és bőrelváltozásokról készült fotókat is. Az érzékelők felismerhetnék a DNS-elváltozásokat, illetve antitesteket és konkrét fehérjéket is kimutathatnának. Elektronikus orr, ultrahangos szonda vagy gyakorlatilag bármilyen napjainkban elérhető eszköz összeköthető okostelefonnal, így kiterjesztve képességeit. Már léteznek példák a való életben (pl. Viatom Checkme) és a nemzetközi XPrize verseny döntőjének résztvevői is hasonló megoldásokon dolgoznak.
e) A mesterséges intelligenciának az űrben a helye
A 2001: Űrodüsszeia című Stanley Kubrick-kultuszfilmből már jól tudjuk, hogy az emberiség nem élhet az űrben mesterséges intelligencia (MI) nélkül. Nos, ez a való életben is így van. Teljesen mindegy, milyen fejlett testszenzorokra és viselhető eszközökre teszünk szert, a mérések nem segítenek megoldani a mindennapos problémákat okos algoritmusok segítsége nélkül.
Az űrhajósok csak késleltetve tudnak majd kapcsolatban lenni a Földdel, és mindegyikük nem rendelkezhet egy tapasztalt orvos, kutató és adatelemző tudásával egyszerre – így ezeket a feladatokat egy okos algoritmusnak kell elvégeznie helyettük. Ez nagyban hozzájárul majd ahhoz, hogy minden egyes napból a maximumot hozzák ki, és feszegethessék a hatékonyság elméleti határait.
f) Űrbéli telemedicina
Ahogy azt már Neil deGrasse Tysontól is hallottuk, a hatalmas távolságok és késleltetett kommunikáció hatalmas problémákat okoz az űrutazás terén. Mivel a földi orvosok és a marsi személyzet közötti távolság akár 50 millió kilométer is lehet, elengedhetetlen, hogy az utazók jó minőségű kommunikációs kapcsolatot tudjanak fenntartani a földi specialistákkal. Bár a távolság ezt jelentősen megnehezíti, időről időre szükséges lesz valódi orvossal konzultálni.
Míg az okos algoritmusok/miniatűr szenzorok fényes jövő előtt állnak, és mindenképpen folytatni kell a fejlesztésüket az űrutazás érdekében, az emberi felügyelet továbbra is kulcsfontosságú része a helyes döntések meghozatalának. Az InTouch Health kiváló példa, és elképzelhető, hogy fejlesztenek majd űrutazáshoz szükséges szolgáltatásokat is a jövőben. Ezek olyan önmagukban is mozogni képes robotok, melyeken keresztül egy orvos felügyelheti a páciens vizsgálatát.
g) Új élelmezési technológiák
Hogyan biztosíthatjuk, hogy az asztronautáknak elegendő élelmiszerük legyen az űrben? És azt, hogy pontosan azt a mennyiséget, minőséget és fajtát fogyasszák, amelyre a szervezetüknek szüksége van? A megoldás az ételszkennerekben és a 3D-nyomtatásban rejlik.
A jövőben az ételszkennerek képesek lesznek tájékoztatást nyújtani arról, hogy hány gramm cukor van a gyümölcsökben vagy hány százalék alkoholt tartalmaznak az italok. Emellett a genetikai teszteknek köszönhetően a génjeinkben tárolt adatok alapján is lehet étkezési javaslatokat tenni. A 3D-ételnyomtatók friss hozzávalókból képesek lesznek pizzát, sütit, vagy bármilyen más ételt elkészíteni, pont úgy, mint ahogy a Foodini teszi azt napjainkban. Képzeljük el egy pillanatra, hogy ezek a vadonatúj eszközök mennyire jól kihasználhatók lesznek az űrutazásban.