ایده خواب زمستانی در مسافرت‌ های فضایی، احتمالا یک دروغ بزرگ باشد!

فیلم‌ها برای غلبه بر محدودیت‌های انسان در سفرهای بلند فضایی، ایده خواب طولانی مدت را پیشنهاد می‌کنند؛ اما احتمالا ایده خواب زمستانی انسان در فضا هیچوقت عملی نخواهد شد.

فرستادن انسان ها به هر بخشی از فضا که فراتر از ماه قرار دارد، ما را با چالش‌هایی جدی در زمینه سلامت، غذا و مسائل روان‌شناسی مواجه می‌کند و این در حالیست که ما به تازگی در حال درک ابعاد برخی از آنها هستیم. یک راه‌حل مناسب برای همه این مشکلات خواب زمستانی انسان در فضا است که در فیلم‌های علمی تخیلی متعددی دیده شده است.

ممکن نبودن خواب زمستانی انسان در فضا

در حالتی شبیه به خواب زمستانی، سوخت و ساز بدن به شکل محسوسی کاهش پیدا می‌کند و ذهن نیز مجبور نیست با بی‌حوصلگی ناشی از یک سفر فوق‌العاده طولانی کنار بیاید. برخلاف سفر با سرعت بالاتر از نور و یا از طریق کرم چاله‌ها، به نظر می‌رسد که ایده خواب زمستانی انسان‌ها در فضا عملی باشد. حتی آژانس فضایی اروپا نیز در حال بررسی ابعاد مختلف این ایده است.

هرچند که اخیرا سه پژوهشگر اهل شیلی توانسته‌اند از یک مشکل محاسباتی مهم پرده بردارند که ممکن است امکان فرستادن انسان ها به خواب زمستانی طولانی مدت در فضا را غیرممکن کند. در واقع به باور این افراد، چنین چیزی هرگز محقق نخواهد شد.

رابرت نسپولو و کارلوس مجیاس از Millennium Institute for Integrative Biology و فرانسیسکو بوزینوویچ از دانشگاه کاتولیک پاپی شیلی کار خود را با بررسی رابطه بین توده بدن و میزان مصرف انرژی در حیواناتی که به خواب زمستانی می‌روند، آغاز کردند. آنها سپس متوجه شدند که تا چه سطحی از سوخت و ساز برای زنده ماندن سلول‌ها در شرایط سرد و با اکسیژن کم کافی است.

برای جانداران نسبتا سنگینی همچون انسان‌ها، میزان انرژی ذخیره شده به خاطر رفتن به یک خواب طولانی بسیار اندک خواهد بود. این میزان آنچنان نامحسوس است که فرقی نمی‌کند شما به صورت عادی چرت بزنید یا به شکل مصنوعی به خواب طولانی بروید.

وقتی صحبت از خواب زمستانی می‌شود، معمولا تصویر یک خرس که کل زمستان را در خواب بوده به ذهن می‌رسد. اگرچه خرس‌ها ماه‌های سرد سال را به این روش سپری می‌کنند، اما عدم فعالیت آنها با خواب زمستانی کاملی که در حیوانات کوچکتری همچون سنجاب یا خفاش می‌بینیم، فرق دارد.

در خواب زمستانی این حیوانات دمای بدن کاهش می‌باید، سوخت و ساز کم می‌شود و ضربان قلب و تنفس نیز آهسته می‌شود. مجموعه این تغییرات به کاهش ۹۸ درصدی مصرف انرژی منجر می‌شود و دیگر نیازی نیست جانور اقدام به شکار یا گشتن به دنبال غذا کند.

هرچند که حتی در این حالت نیز جانور تقریبا یک چهارم وزن خود را از دست می‌دهد؛ زیرا در این مدت انرژی مورد نیاز از ذخایر چربی بدن تامین می‌شود. اگر این محاسبات را برای خواب زمستانی یک انسان بالغ در فضا انجام دهیم، متوجه می‌شویم که به جای ۱۲ هزار ژول انرژی دریافتی روزانه، چند صد کیلوژول از چربی بدن صرف زنده ماندن انسان می‌شود.

در این سناریو، توریست فضایی به ازای هر روزی که در محفظه مخصوص خود قرار دارد، تنها ۶ گرم وزن کم می‌کند و در طول یک سال نیز این عدد به حدود ۲ کیلوگرم خواهد رسید. این میزان برای یک سفر سریع به قمرهای مشتری مناسب خواهد بود؛ اما اگر انسان بخواهد برای چندین دهه در مسیر یک سفر بین ستاره‌ای طولانی باشد، باید چند صد کیلوگرم چربی اضافه داشته باشد.

این محاسبات در حالی درست خواهند بود که وضعیت مصرف انرژی در جانوران بزرگتر نیز به نسبت حیواناتی مثل سنجاب باشد. به هر حال قطعا دلیلی وجود دارد که کمتر پستاندار بزرگی (به اندازه انسان یا بزرگتر) به خواب زمستانی می‌رود.

به همین خاطر پژوهشگران جانوران مختلفی که به خواب زمستانی می‌روند را به دقت بررسی کردند. آنها متوجه شدند که میزان انرژی مصرفی روزانه این دسته از جانوران در یک مقیاس متعادل افزایش می‌باید. در واقع یک گرم بافت یک پستاندار کوچک همچون خفاش گوش برگی (۲۵ گرم) به میزان یک گرم بافت از سنجاب زمینی (۸۲۰ گرم) انرژی مصرف می‌کند.

بر این اساس می‌توان گفت که اگر ما بتوانیم به خوبی یک سنجاب به خواب زمستانی برویم، هر گرم از بافت بدن ما به اندازه هر گرم از بدن آنها انرژی نیاز خواهد داشت. تا به این جای کار همه‌چیز خوب است. ولی وقتی پستانداران را در حالت فعال بررسی می‌کنید، شرایط کاملا تغییر می‌کند.

در واقع مقیاس‌بندی رابطه بین سوخت و ساز فعال و توده بدن به یک گراف متفاوت منتهی می‌شود که بر اساس آن خواب زمستانی آنچنان تاثیر زیادی در کاهش انرژی مصرفی پستانداران بزرگ ندارد. به بیانی دیگر فرقی نمی‌کند که انسان در طول سفر خود به فضا در خواب زمستانی باشد یا اینکه به شکل عادی استراحت کند. شاید هم به همین خاطر است که خرس‌ها همانند جانوران کوچکتر، به خواب زمستانی واقعی نمی‌روند.

در نهایت باید گفت که پایین آوردن دمای بدن، کاهش ضربان قلب و تنفس و کاهش سوخت و ساز بدن به صورت مصنوعی نتیجه دلخواه را برای دانشمندان به ارمغان نخواهد آورد و ارزش این همه دردسر و هزینه را ندارد. در حال حاضر ایده خواب زمستانی انسان برای سفرهای طولانی مدت در فضا عملی نخواهد شد؛ اما شاید در آینده دانشمندان راهی برای دور زدن محدودیت‌های اینگونه سفرها پیدا کنند.