Повернення астронавтів на Місяць у найближчі роки – пріоритет номер один для NASA, і для цього космічне агентство вкладає значні кошти в програму Artemis. Вона є частиною грандіозного та ризикованого плану із забезпечення постійної присутності людини за межами Землі. Водночас компанії, як-от United Launch Alliance та Lockheed Martin, розробляють інфраструктуру для проживання на Місяці, а Ілон Маск стверджує, що SpaceX колонізує Марс. Проте наскільки реалістичними є усі ці задуми? Наскільки складним виявиться життя за межами нашої домівки, особливо з огляду на те, що космос, здається, хоче вбити нас, але точно не «прийняти в свої палкі обійми»?
Люди еволюціонували та пристосувалися до умов Землі. Перемістіть нас у космос, і ми почнемо фізично та психологічно страждати. Ризик виникнення ракових захворювань внаслідок впливу космічних променів, а також інші зміни в людському організмі в умовах мікрогравітації, є цьому основними причинами. Ба більше, чи буде постійна присутність на іншому небесному тілі економічно вигідною для нас? Історично так склалося, що громадськість не дуже підтримувала великі витрати на розвиток цієї сфери. Окрім того, спроби міжпланетної колонізації порушують складні етичні питання, з якими більшість космічних ентузіастів досі не повністю розібралися.
«Біосфера-2»
На конференції «аналогових астронавтів» Analog Astronaut Conference минулого року жодна з вище перерахованих проблем не здалася невирішеною. Для їхнього обговорення вчені та любителі космосу зібралися в «Біосфері-2» – мініатюрній Землі неподалік міста Тусон, штат Аризона, повністю замкненій екосистемі, сконструйованій частково для моделювання космічного середовища проживання. «Першою ж Біосферою» за задумом є наша планета. Й у тому натовпі пролунав передчасний висновок: життя в космосі – це доля людства, неминуча мета, до здійснення якої повинні прагнути кожен і кожна.
Учасники конференції розуміли, що це захмарні мрії. Їхню загальну позицію підсумував Філ Гоуз, головний архітектор «Біосфери-2», який раніше відкрив цей захід вступною промовою. Він виголосив тост першої команди, яка заселилася тут декілька десятиліть тому: «За великі цілі, які ми ставимо перед собою, та постійну гонитву за їхнім досягненням». Одне питання, однак, залишилося відкритим: чи зможемо ми та й чи будемо взагалі коли-небудь бігти достатньо швидко.
У 1991 році вісім осіб уперше ступили на поверхню «Біосфери-2» і прожили там два роки. Цей дивний об’єкт – оазис площею близько 1,3 га із відтвореними вченими різноманітними земними умовами – дуже схожий на зарослий ботанічний сад. Океан, мангрові болота, тропічний ліс, савана та «туманна» пустеля – усе ніби відокремлене від планети, яку ці невеличкі екосистеми імітують.
Однією з цілей проєкту, окрім вивчення живих організмів, їхнього середовища та самої Землі, було дізнатися, як люди виживатимуть у космосі, де їм доведеться самостійно створювати та підтримувати навколишні умови. «Біосфера-2» була, так би мовити, підготовкою, хоча, як пізніше виявилося, не зовсім вдалою. «Замкнена бульбашка» не забезпечувала своїх жителів достатньою кількістю кисню, води та їжі, із чим, безумовно, можуть зіткнутися й майбутні мешканці Місяця чи Марса. Окрім того, обидві місії – перша, що тривала з 26 вересня 1991 року до 26 вересня 1993 року, а також друга – з 6 березня до 6 вересня 1994 року – були перервані міжособистісними конфліктами та психологічними проблемами серед учасників.
Різноманітні люди, що змішалися у внутрішньому дворику «Біосфери» посеред пустелі, де захід Сонця відкидає рожеве світло на скляну поверхню їхньої мініатюрної домівки, є частиною цього «аналогового» світу. Дехто з них уже брав участь у схожих проєктах; інші ж – конструювали власні подібні комплекси; а ще хтось – просто зацікавлений в «аналоговому» житті. Серед них – астрономи, геологи, колишні військові, листоноші, медичні працівники, співробітники FedEx, музиканти, художники, аналітики, юристи та навіть власник компанії Tetris. Цього вечора вони одягнули костюми із «Зоряних війн» та із заходом Сонця спостерігають схід Місяця – іншого світу, на поверхні якого багато хто з них одного дня хотів би побачити людські поселення.
Як космос впливає на організм людини?
Людський організм насправді не може самостійно впоратися з впливом космічного простору. Політ у космос пошкоджує структуру ДНК, змінює мікробіом, порушує циркадні ритми, погіршує зір, підвищує ризик розвитку ракових захворювань, спричиняє втрату м’язової та кісткової мас, пригнічує роботу імунної системи, послаблює серце та зміщує рідини в бік голови, що в майбутньому може призвести до різних патологій мозку. І це ще не все.
Доктор медичних наук Соня Шрепфер із Каліфорнійського університету в Сан-Франциско вивчає два типи захворювань, від яких страждають астронавти. Проведені нею дослідження на мишах, які перебували на Міжнародній космічній станції, показали, що кровоносні судини, що ведуть до головного мозку, стають жорсткішими в умовах мікрогравітації. Із цієї причини астронавти не можуть самостійно вийти зі своїх капсул після повернення на Землю. І те ж саме відбуватиметься на Марсі, де після прибуття ніхто не допоможе їм дістатися нового місця проживання. Однак Шрепфер та її колеги, здається, знайшли вихід на молекулярному рівні, який міг би запобігти цим змінам у серцево-судинній системі. «Проте тепер постає запитання, яке я намагаюся зрозуміти: чи хочемо ми цього? – говорить вона. – Можливо, ригідність судин є захисним механізмом, і їхнє «розминання» призведе до абсолютно нових проблем».
Окрім того, науковиця прагне з’ясувати, що робити з ослабленою «зношеною» імунною системою астронавтів, яка погано виконує функції відновлення пошкоджених тканин. «В умовах мікрогравітації імунна система старіє досить швидко», – пояснює Шрепфер. На спеціальних чипах дослідниця надсилає на орбіту Землі біологічні зразки тканин молодих і здорових людей і стежить за тим, як їхній стан змінюється.
У списку найсерйозніших також є проблеми з кістками та зором. Після місяця або більше в космосі очні яблука астронавтів сплющуються, що є одним із аспектів стану, відомого як «нейроокулярний синдром, пов’язаний із космічними польотами» (Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome, SANS). Це може призвести до тривалого порушення зору.
Кістки та м’язи людини пристосовані для життя на Землі, де постійно діє сила тяжіння. Робота, яку тіло виконує під її впливом, щоб залишатися у вертикальному положенні та вільно пересуватися, запобігає атрофії м’язів і стимулює ріст кісток. У космосі ж, в умовах невагомості, астронавти відчувають втрату кісткової маси, що значно випереджає ріст кісток, а також скорочення та зменшення м’язів. Саме тому їм доводиться годинами щодня тренуватися зі спеціальним обладнанням, що частково імітує дію деяких сил, які людське тіло відчувало б на Землі. Проте навіть такі фізичні вправи не можуть повністю компенсувати всі втрати.
Однак, ймовірно, найбільшу стурбованість викликає вплив радіації на організм людини. На сьогодні науковці обізнані в шляхах зменшення її шкоди на астронавтів, що перебувають на низькій навколоземній орбіті, проте для тих, хто подорожуватиме на великі відстані та протягом тривалого часу, це становитиме серйозну загрозу. Частина цього випромінювання надходить від Сонця, що викидає протони, які здатні пошкодити ДНК, особливо під час сонячних бур. «Ви почуватиметеся дуже й дуже погано та зрештою страждатимете від гострої променевої хвороби», – підсумовує професорка Медичного коледжу Бейлора та директорка Інституту трансляційних досліджень здоров’я астронавтів (TRISH) Доріт Доновіль.
Для захисту від цих протонів можна було б використовувати воду, скажімо, закачану в стіни укриття. Однак учені не завжди знають, коли Сонце викидатиме велику кількість частинок. «Тому якщо, наприклад, астронавти досліджують поверхню Місяця, й раптово насувається сонячна буря, науковці, ймовірно, зможуть передбачити її не раніше як за 20-30 хвилин», – розповідає Доновіль. Це означає, що нам потрібні більш досконалі системи прогнозування та розпізнавання таких подій, а також астронавти повинні завжди знаходитися в межах «водяного щита».
Якщо ж вони вчасно не дістануться безпечного місця, першою до них добереться нудота. «Астронавт блюватиме прямо в скафандр, – пояснює Доновіль, – що є надзвичайно небезпечним для життя». По-перше, блювота порушить роботу систем життєзабезпечення, по-друге, жертва взагалі все те вдихатиме. Після цього почне значно зменшуватися кількість нейтрофілів та еритроцитів, що означає: організм не зможе боротися з мікробами та ефективно постачати тканини киснем. Людина перебуватиме в анемічному стані, почуватиметься втомленою та нездатною боротися з інфекцією й, до того ж, продовжуватиме блювати. Згодом, ймовірно, помре. Дивуюся, чому багато дітей мріють стати космонавтами …?
Ще один тип випромінювання, проти якого навіть велика кількість води не допоможе, це галактичні космічні промені. Вони складаються з швидко рухомих частинок, переважно водню, але й також інших природних елементів періодичної таблиці, надходять від астрономічних подій, як-от наднові, і виділяють набагато більше енергії та маси, ніж звичайний протон. «Насправді захистити від них астронавтів повністю неможливо», – розповідає Доновіль. До того ж, ситуацію ускладнює той факт, що при зіткненні з певним бар’єром або перешкодою промені розщеплюватимуться, вивільняючи ще більше частинок меншого розміру.
Опромінення, яке астронавт може отримати на шляху до Марса від галактичних космічних променів за один раз, не є великою дозою. Проте якщо він перебуватиме на космічному кораблі або поверхні планети протягом багатьох років – числа значно змінюються. «Уявіть собі, – каже Доновіль, – що ви знаходитеся в кімнаті з декількома комарами. П’ять … десять хвилин – терпимо. А днів? Місяців? … Свербіти вас буде уже набагато сильніше, або ж у нашому випадку – ризик розвитку раку надзвичайно високий!
Оскільки повністю захистити астронавтів неможливо, співробітники TRISH шукають способи, як допомогти організму зменшити наслідки радіаційних уражень, а також розробляють хімічні сполуки для усунення пошкоджень ДНК у ранах у міру їхнього виникнення. «Усі хвилюються через ризик розвитку раку та методи його лікування, – коментує Доновіль. – Ми ж вживаємо превентивні заходи».
Навіть якщо для більшості проблем з організмом людини можна знайти певні рішення, мозок залишається серйозною перешкодою. В опублікованій у журналі Clinical Neuropsychiatry оглядовій статті 2021 року описано психологічні ризики, із якими стикалися астронавти під час своїх подорожей. На основі результатів досліджень, проведених за участі тих, хто безпосередньо побували в космосі, а також «аналогових» астронавтів, найпоширенішими є погана емоційна регуляція, зниження психічної стійкості, підвищена тривожність і депресія, проблеми спілкування в команді, порушення сну та зниження когнітивних і моторних функцій унаслідок стресу. Для розуміння того, чому вони всі з’являються, уявіть себе в консервній банці з невеликою групою людей, смертельно небезпечним середовищем зовні, монотонним графіком, неприродним циклом дня і ночі та координаторами місії, які постійно стежать за кожним вашим кроком.
У чому полягає економічне обґрунтування?
Проблеми з фізичним та психічним здоров’ям хоча й дуже серйозні, все ж не єдина перешкода на шляху до освоєння глибин космосу. Ще одне велике питання, звичайно, – гроші: хто збирається за це все платити? Тим, хто припускає, що якийсь підприємець-мільярдер профінансує будівництво поселення за межами Землі з почуття авантюризму чи альтруїзму, або через непоінформованість, слід подумати ще раз. Комерційні космічні компанії – це бізнес, а його метою завжди є отримання прибутку. «Тож у чому полягає економічне обґрунтування?» – запитує професор Гарвардської школи бізнесу та керівник науково-дослідної діяльності з економічних питань сфери космосу Меттью Вайнцірль.
Протягом останніх кількох років Вайнцірль і його колега Брендан Руссо намагалися оцінити попит на космічні дослідження за межами Землі. «Можна було спостерігати значне збільшення пропозиції та скорочення витрат на космічну діяльність, – розповідає Меттью, – але кого це насправді цікавить?» Космічні компанії історично були ізольованими: фахівці створювали речі для фахівців, а не продавали товари чи послуги ширшому ринку. Їхні керівники не завжди замислювалися над перетворенням своїх ідей у капітал; вони просто раділи від того, що ракети та установки працювали. Навіть комерційні підприємства, як-от SpaceX, спираються переважно на державні контракти. «Технічна здійсненність не дорівнює переконливому економічному обґрунтуванню», – коментує Руссо.
Сьогодні ж приватні космічні компанії пропонують свій бізнес туристам, якщо вони не претендують на державні контракти. Однак ці туристи не захищені тими ж правилами безпеки, що застосовуються до державних астронавтів, тому нещасний випадок може «притоптати» індустрію космічного туризму. Пригнічує також той факт, що не так багато заможних людей захочуть жити, наприклад, на Марсі, замість того, щоб здійснити коротку подорож над атмосферою Землі, тож бізнес-ідея створення постійних космічних поселень тут також провалюється.
Люди схильні порівнювати освоєння космосу з процесом експансії, а саме розширенням кордонів на Землі. Проте тоді як на нових територіях вони шукали, скажімо, золото або більш придатні для обробки землі, то в космосі дослідники не можуть бути впевнені в цінності отриманого при досягненні місця призначення. «Тож нам потрібно бути трохи обережнішими з роздумами, що це якось просто окупиться», – зазначає Вайнцірль.
На думку Вайнцірля та Руссо, ідея тривалої присутності людини в космосі справді надихає, але питання, коли та як це спрацює з фінансового погляду, викликають сумніви. Зрештою, натхнення не сплачує рахунки. «Ми із задоволенням хотіли б це побачити», – стверджує Руссо та припускає, що багато людей, напевно, також. – Звичайно, допоки ми не є тими, хто сплачує рахунки».
Багато платників податків, мабуть, погодилися б із цим. Як би важко не було повірити в це любителям космосу, громадськість не надає великого значення захопленням астронавтів. В опитуванні Дослідницького центру П’ю у 2018 році учасникам було запропоновано оцінити важливість дев’яти основних місій NASA за шкалою «найвищий пріоритет», «важлива, але менш пріоритетна» та «не надто важлива/не слід виконувати». Лише 18 і 13% респондентів визнали відправку людей на Марс чи Місяць, відповідно, першочерговим завданням. Ці місії опинилися в кінці списку, «звільнивши місце» більш популярним ініціативам, як-от моніторингу клімату Землі, спостереженню за небезпечними астероїдами та фундаментальним науковим дослідженням у космічній галузі загалом. Ще одне проведене у 2020 році компанією Morning Consult опитування показало, що лише 7-8% респондентів вважають відправку людей на Місяць або Марс найвищим пріоритетом.
Хоча історія зображає попередню епоху дослідження нашого супутника, як час всезагального захоплення польотами людини в космос, результати опитувань того періоду демонструють дещо зовсім інше: «Протягом 1960-х років на думку більшості американців програма «Аполлон» не виправдовувала її витрат, за єдиним винятком – у липні 1969 року під час висадки Аполлона-11 на Місяць, – пише історик Роджер Лауніус у статті для міжнародного журналу Space Policy. – І ба більше, незмінно протягом десятиліття 45-60% американців вважали, що уряд витрачає занадто багато на космос, що свідчить про недостатню громадську прихильність до програми космічних польотів».
Коли представники космічного агентства обговорюють, чому люди повинні підтримувати дослідження космосу, їхнім найпоширенішим аргументом є те, що все це робиться на благо людства. Іноді, як приклад, вони наводять досягнення космічної сфери, які позитивно вплинули на наше повсякденне життя, як-от: інновації в розробленні дзеркал телескопів покращили лазерну хірургію ока. Проте такий підхід не є переконливим для консультантки, яка співпрацює з NASA, Лінди Біллінґс. Якби ви були зацікавлені в розвитку певної технології, вважає вона, то інвестували б безпосередньо в приватний сектор, а не опосередковано через космічне агентство, де її просування неминуче забрало б більше часу та коштувало б дорожче. До того ж, вона не була б автоматично пристосованою до використання на Землі. «Я не спостерігаю, щоб NASA надавало будь-які докази того, що заселення людиною космосу буде на благо всього людства», – заявляє Біллінґс.
Етична сторона «медалі»
Питання про те, чи кошти платників податків повинні витрачатися на космічні подорожі, є етичним, принаймні, на думку Браяна Патріка Ґріна з Університету Санта-Клари. Ґрін зацікавився етичними проблемами науки, коли працював учителем на Маршаллових островах. Свого часу США випробовували там ядерну зброю, завдаючи тривалої шкоди навколишньому середовищу та здоров’ю людей. Тепер островам загрожує підвищення рівня моря, яке може призвести до затоплення більшої частини інфраструктури, руйнування берегів і скорочення придатної для використання площі суші. «Мене дуже зацікавили соціальні наслідки технологій і те, як останні впливають на людей і суспільство», – розповідає Ґрін.
У космічних подорожах «Навіщо?» є чи не найважливішим етичним питанням. «Яка мета цього всього? Чого ми досягнемо?» – запитує Ґрін. Його ж відповідь звучить приблизно так: «Цінність полягає в знаннях, що ми здатні творити речі – якщо ми дуже постараємося, то справді досягнемо своїх цілей. Це об’єднує людей». Проте ці дещо філософські трактування слід зіставити з більш практичними потребами, які, як-от наукові дослідження Землі, роботизовані місії на інші світи, будівництво на нашій планеті доступного житла, не реалізовуються, тому що гроші витрачаються на Місяць, Марс або Альфу Центавра.
І ще простіше етичне запитання: «Чи повинні ми насправді відправляти людей на подібні програми?» – заявляє Ґрін. Окрім високого ризику розвитку раку та загального погіршення стану організму, астронавти на іншій планеті можуть загинути. Навіть якщо вони виживуть, яке життя чекає на них? «Одна справа – просто виживати, – зазначає Ґрін. – Зовсім інша – отримувати задоволення від життя. Чи не перетвориться Марс на місце тортур?»
Якщо ж ми все-таки на це наважимося, нам також доведеться визнати ризики для інших небесних тіл – тих, до яких люди хочуть подорожувати, а також небезпеку для власної домівки – куди вони можуть повернутися, якщо не придбали квиток в один кінець. Місяць, Марс чи Європа, можливо, уже заражені мікроскопічним земним життям, яке NASA ніколи не вдавалося повністю очистити з космічних кораблів, хоча агентство прикладає всіх зусиль у межах програми «планетарного захисту». І навпаки, якщо на місцях призначення є невиявлене життя, то шкідливі позаземні мікроби також можуть прибути з астронавтами чи обладнанням на Землю, що становить ризик зворотного зараження. Яку відповідальність несуть дослідники за збереження цих світів такими, якими вони їх виявили? Залишивши осторонь питання про те, чи зможе людство поселитися за межами рідної планети, ми повинні бути чесними перед собою та Всесвітом і добре обміркувати, чи варто взагалі це робити.
З огляду на вище описане, цінність космічних подорожей також викликає сумніви в американського дослідника наукової фантастики Ґері Вестфола. Детально аналізуючи цей жанр, він дійшов висновку, що логіка та прагнення такої ініціативи є помилковими. «Я неминуче стикався з одним і тим ж аргументом: космічні подорожі – це доля людства», – розповідає він про поштовх до написання свого есе «Аргументи проти космосу».
Дослідників космосу часто зображують хоробрішими та кращими за тих, хто залишається на рідній планеті; тими – хто насправді «штовхає» цивілізацію вперед. «З філософського погляду я заперечував твердження, що дослідники незвіданих світів є найкращими та найяскравішими представниками людства; що прогресу можна досягти, лише сміливо вирушивши на пошуки невідомих територій», – визнає Вестфол. Зрештою, багато розумних й активних людей, не згадуючи вже багатьох щасливих та успішних, не витрачають свої життя на постійну гонитву. «Зрозуміло, що історія не демонструє ніякого взаємозв’язку між подорожами та моральними чеснотами, – пише він. – Історія нашого виду переконливо свідчить про те, що прогрес на Землі відбуватиметься за умови стабільного та забезпеченого життя, і що чергова розширена програма космічних подорожей призведе до нового періоду стагнації людства», – підсумовує Вестфол дещо зловісно.
У певному сенсі прагнення до простішого життя є складовою мотивації дослідників космосу. Астронавтам доводиться уживатися з декількома людьми, щоб не почуватися нещасними, ведучи ніби общинний спосіб життя, більш характерний для сіл. Вони повинні задовольнятися запасами «під рукою» або створювати власні, як це робили люди до появи Walmart та Amazon. Спілкування з тими, хто не належить до їхнього безпосереднього оточення, є повільним і складним. Їм необхідно слідувати чітко врегульованому, але простому й заздалегідь прописаному графіку роботи. За все треба боротися! Завжди присутнє відчуття браку комфортних умов. Вони не перебувають в декількох місцях одночасно, що дозволяє сучасний цифровий світ, а зосереджені лише – на сьогоденні. Принаймні саме так почувалася «аналогова» астронавтка Ешлі Ковальські під час участі в проєкті SIRIUS 21 – восьмимісячної спільної американсько-російської «місячної місії», яка проходила в ізольованому комплексі в москві.
Виступ Ковальські на конференції Analog Astronaut Conference в «Біосфері-2» називався «Усього вісім місяців». Метою цих восьми місяців було вивчення медичних і психологічних наслідків ізоляції. Вона та її товариші з команди регулярно надавали вченим зразки крові, калу та шкіри для дослідження рівня стресу, метаболічних функцій та імунологічних змін. Вони також проходили психологічні тести, у процесі яких науковці аналізували їхнє сприйняття часу, когнітивні здібності та порушення в міжособистісній взаємодії. Їм доводилося їсти, як справжнім астронавтам, поглинаючи з тюбиків сицилійську піцу та гамбургери у формі желе. Ковальські додавала їх у регідратований суп, щоб зробити їжу ситнішою. Завдяки теплиці кожні три тижні учасники отримували одну миску салату на шістьох.
Ешлі Ковальські, звичайно, сумувала за свободою, їжею та друзями, але справжні проблеми почалися з її поверненням у реальний світ після закінчення ізоляції: «Повернення не в атмосферу, а на планету», – сказала вона аудиторії конференції. Вона не пам’ятала, як це мати друзів, хобі чи роботу, і їй було важко справлятися із запитами, що надходили з безлічі джерел, а не лише з одного центру управління місією. Під час інтерв’ю після виступу геолог Тара Суїні подякувала Ковальські за те, що вона поділилася саме такими деталями. Науковиця щойно повернулася з тривалої місії з Антарктиди й теж не зовсім розуміла, як по-новому «влитися» у життя в більш гостинному місці. Вони обидві сумували за «Землею», але повернення в реальний світ було надзвичайно складним.
Попри все сказане й почуте, учасники конференції Analog Astronaut Conference залишилися оптимістичними. «Якою віднині є наша мета?» – запитала засновниця заходу та справжня астронавтка Сіан Проктор. Як ніби за домовленістю, усі вказали вгору й вигукнули: «На Місяць!»
Діяльність аналогових астронавтів не може вирішити найскладніші проблеми космічних подорожей, подолати медичні труднощі та пояснити суперечливі фінансові й етичні питання. Проте поки багато хто з нас чекає на той момент, коли людство дійсно покине цю планету, й обдумує, чи варто це робити, ці «приземлені» астронавти продовжуватимуть покидати Землю, насправді залишаючись на ній.