Mikor válhat valóra a hibernálás?

A jövőben az űrhajósok alvási ideje több lehet napi néhány óránál. A hibernáció nagy segítség lenne a távolabbi bolygók elérésében, bár a tudósok elismerik, a megvalósításig még igen sokat kell aludnunk.

Európai kutatók már végeztek hibernációs kísérleteket, ami reményeik szerint segít felmérni, vajon az ember képes-e a távoli bolygó eléréséhez szükséges éveket átaludni. "Jelenleg vizsgálataink még csak a spekulatív szinten tartanak" - mondta Mark Ayre, az Európai Űrhivatal (ESA) kutatója egy interjúban. "Érdeklődésünk abból fakad, hogy amennyiben ez a technika hatékonynak bizonyulna, akkor lehetővé válnának a világűr emberi kutatása."

Ami tudományos fantasztikumnak tűnik az összességében talán nem is annyira távoli. A kutatóknak sikerült kémiailag indukálni egy olyan állapotot az élő sejtekben, amit átvittek kisebb emlősökbe, például a patkányokba. "Egészen új, alapkutatásokat végzünk a hibernáció területén" - mondta Marco Biggiogera, az olasz Pavia Egyetem hibernáció kutatója, aki két másik olasz kollégájával az ESA számára tanulmányozza a hibernációs mechanizmusokat.


Az ESA asztronautája, Wubbo Ockels egy speciális alvózsákkal
Ayre, az ESA Fejlett Koncepciók Csapatának tagja úgy véli, elméletileg egy napon a hibernációs rendszer hatalmas teret spórol meg a hosszú távú emberi űrutazások űrhajóin. A hibernáció nem csupán az űrhajósok életterén, de a több éves utazáshoz szükséges elfogyasztandó készleteken is csökkentene.

A téli álmot alvó állatok, mint a medve vagy a mormota szintén teljes hibernációba eshet, mely során hatékonyan képesek átaludni egy hosszú időszakot, vagy torporba, egyfajta periodikus alvásba, melyből többször is felébrednek a tél folyamán. "Mindegyik egy hipermetabolikus állapothoz tartozik, amikor lecsökkentik anyagcseréjüket, azaz energiafogyasztásukat és szükségletüket" - mondta Biggiogera. "Ez egy alkalmazkodó mechanizmus."

A kulcs a genetikában rejlhet, ahol speciális gének teszik lehetővé az állatok számára a hosszú időszakon át tartó alvást, miközben megvédik őket a rideg hőmérsékletektől és az élelem hiányától, magyarázta Biggiogera, aki munkatársaival hibernációszerű állapotot hozott létre egy DADLE nevű anyaggal sejtkultúrák esetében. A DADLE ópiumszerű tulajdonságokkal rendelkezik és hasonlít egy az emberi agyban termelődő molekula családhoz. A sejtekben a DADLE lecsökkentette a genetikai anyagok szaporodását és másolódását, ezáltal álomba ringatva a sejteket. "A legérdekesebb hogy a molekulák elvételével minden visszafordítható" - mondta Biggiogera. "Legalábbis a sejtkultúrákban csökkenthető a mellékhatások kockázata."

Az élettani kutatások azonban csak az egyik felét jelentik egy lehetséges űrrepülési hibernációs rendszernek, a dolognak van egy műszaki oldala is. "A probléma abból adódna, hogy a legénység nem lenne képes váratlan eseményekre reagálni, mint például ha tűz vagy egyéb műszaki probléma adódna a fedélzeten" - mondta Ayre. "Ezért olyan szintű automatizálásra lenne szükség a hajón, ami képes az ilyen jellegű problémák kezelésére."

Ezután következik a megfelelő hibernáló kamra megtervezése. Az ESA kutatóinak elképzelése szerint ez a menedékhely biztosítaná a megfelelő közeget a hibernálás számára, úgy mint a megfelelő hőmérséklet, valamint ágyként is szolgálna, aminek meg kell védenie a legénységet a napkitörésektől, nyomon kell követnie az életfunkciókat, és ki kell szolgálnia az élettani szükségleteket. Ugyanakkor a szerkezetet úgy kell megalkotni, hogy az ne legye túl nagy sem súlyban, sem terjedelemben, mivel akkor elvesztik a kezdetben felsorolt előnyöket.

Egy távoli, azonban a NASA által már tervbe vett hatfős küldetés, a Callisto holdra irányuló HOPE (Human Outer Planets Exploration) tökéletes jelölt lenne a hibernáció kipróbálására. A NASA 2002-ben készült tanulmánya szerint 5 évig tartana az utazás a Jupiter holdjára, a Callistóra, ahol a hat asztronauta 30 napot töltene el a felszínen. Ez azonban csak 2045 környékére tehető, és a NASA szóvivője azt is elmondta, hogy az űrhivatal jelenleg egyáltalán nem foglalkozik a hibernálás gondolatával.


A hat embert a Callistora szállító űrhajó konepciórajza
Biggiogera és kollégái a sejttenyészeten elvégzett tanulmánnyal tarsolyukban most laboratóriumi patkányokon vizsgálják a DADLE hatásait, aminek az eredményei 2004 végére várhatók, a kutatás vége azonban még igen messze van. Biggiogera szerint a legnagyobb kihívást az a tény jelenti, mely szerint a sejttenyészetek rendkívül leegyszerűsített rendszerek, míg a szervek, illetve ezek összessége, az élő test összetettek. "Ez olyan, mintha egy otthoni PC-ről egy szuperszámítógépre váltanánk" - mondta Biggiogera. "Még nem tartunk ott, hogy embereket hibernáljunk, ettől még nagyon, nagyon messze járunk."

A kutatók az űrutazáson kívül más lehetőségeket is látnak a hibernációt indukáló szerekben. Ilyen lehet az átültetésre váró szervek tartósítása, ami jóval hosszabb időre szólna, mint amit a jelenlegi módszerekkel el tudnak érni, illetve az életveszélyes sérültek esetében is sokat segíthet a hibernáció, ha a megfelelő kórházi kezelésre várni kell.