Как гравитация на Марсе повлияет на людей, когда они там поселятся

Планы человечества по покорению Марса становятся все более реальными, однако главным препятствием остается наша собственная биология. Организм, эволюционировавший в земных условиях, обязательно столкнется с серьезными вызовами во время длительных перелетов и пребывания на других планетах. Какими же могут быть последствия?

Какую цену заплатит человеческое тело за прогулку по поверхности Марса?

Амбициозные планы NASA и Китайского национального космического агентства предусматривают отправку людей на Красную планету уже в 2030 – 2039 годах. Кроме высокого уровня радиации и длительного пребывания в невесомости во время перелета, ученых беспокоит именно гравитация Марса, которая составляет лишь 38 процентов от земной, пишет 24 Канал.

Скелетные мышцы являются самой распространенной тканью в нашем теле, занимая более 40 процентов общей массы. Они чрезвычайно чувствительны к изменениям силы тяжести. Недостаток нагрузки приводит к быстрой потере мышечной массы, силы и выносливости, что может критически повлиять на способность астронавтов работать на поверхности другой планеты или безопасно вернуться на Землю.

Ранее мы подробно рассказали о том, почему астронавтов, которые возвращаются из космоса, выносят на носилках или везут в креслах, как это было с Суни Уильямс и Бутчем Уилмором, которые вернулись с МКС в марте 2025 года после 9 месяцев в космосе. Главная причина в том, что даже несмотря на имеющиеся тренажеры на борту космической станции, этого оказывается недостаточно, чтобы сохранить мышцы в стабильном состоянии. Они отвыкают от земной гравитации очень быстро, поэтому когда человек снова возвращается на планету, его ноги буквально не слушаются, поэтому астронавтам приходится заново учиться ходить.

Какие исследования есть на эту тему?

Чтобы выяснить, как частичная гравитация влияет на живые ткани, международная группа ученых провела уникальный эксперимент в японском модуле "Kibo" на борту Международной космической станции. Используя специально разработанную центрифугу под названием "Multiple Artificial-gravity Research System" (MARS), ученые смогли создать условия с различными уровнями притяжения для 24 мышей, говорится в статье на сайте University of Rhode Island.

Животных разделили на четыре группы: одна находилась в микрогравитации, другие – под воздействием силы тяжести 0,33 g (близко к марсианской), 0,67 g и земной 1 g. Эксперимент длился в течение 28 дней, что позволило детально проанализировать физиологические изменения.

Результаты, описаны в Science Advances, оказались неожиданными для исследователей:

Хотя гравитация на уровне 0,33 g помогла несколько уменьшить атрофию мышц, она не смогла полностью предотвратить негативные процессы. В частности, наиболее чувствительная камбаловидная мышца голени все равно теряла массу, а в ее тканях происходил переход от медленных мышечных волокон к быстрым, что изменяет метаболизм и снижает выносливость.
Настоящим открытием стал порог в 0,67 g. Именно этот уровень тяжести оказался критическим для сохранения функциональности: у мышей из этой группы сила хвата передних лап и электрические свойства мышц оставались на уровне земных показателей.

Кроме физических изменений, ученые зафиксировали глубокие трансформации на молекулярном уровне:

Анализ плазмы крови обнаружил 11 метаболитов, концентрация которых менялась в зависимости от уровня гравитации. Например, при низком тяготении росло количество лактата, глицерина и креатина, что свидетельствует об активизации распада мышц и переход энергетического обмена на гликолиз.
В то же время уровень антиоксидантов, таких как глицин и бетаин, снижался, ослабляя защитные силы организма.
Исследование также показало роль специфических факторов транскрипции семейства "Maf", которые управляют процессом преобразования типов мышечных волокон в условиях невесомости.

Люди на Марсе

Эти данные имеют огромное значение для проектирования будущих космических кораблей. Поскольку марсианской гравитации может быть недостаточно для полноценного поддержания здоровья, ученым придется искать способы создания искусственного притяжения.

Одним из вариантов является использование торообразных модулей, вращающихся, вроде проекта "NAUTILUS-X". Такие конструкции могли бы обеспечить экипажу необходимые 0,67 g во время длительного полета, заменяя изнурительные ежедневные тренировки и предотвращая опасные изменения в мышцах.

Кольцевая форма Nautilus-X позволяет космическому кораблю вращаться, создавая искусственную гравитацию / Фото NASA

Таким образом, путь к Марсу потребует не только технологических инноваций, но и новых подходов к биологической безопасности человека в дальнем космосе.