(EvgeniyShkolenko/iStock/Getty Images) Wir schicken Menschen praktisch überall hin in den Weltraum der Mond treibt die Logistik voran Gesundheit , Essen , Und Psychologie an Grenzen, die wir gerade erst zu begreifen beginnen.
Eine grundlegende Lösung für diese Probleme in der Science-Fiction besteht darin, die Leerenreisenden einfach für eine Weile ins Bett zu bringen. In einem schlafähnlichen Zustand, der dem Winterschlaf ähnelt oder Erstarrung Der Stoffwechsel sinkt und der Geist bleibt von der Langeweile des Wartens auf endlose leere Stunden verschont.
Im Gegensatz zu Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit und Wurmlöchern scheint die Idee, Astronauten in eine Art Winterschlaf zu versetzen, in greifbare Nähe zu rücken. Genug damit sogar die Europäische Weltraumorganisation beschäftigt sich ernsthaft mit der Wissenschaft dahinter.
Die Implikationen einer neuen Studie eines chilenischen Forschertrios offenbaren nun eine mathematische Hürde bei der Verwirklichung des Potenzials eines langfristigen menschlichen Stillstands, der bedeuten könnte, dass dieser für immer außerhalb unserer Reichweite liegt.
Roberto F. Nespolo und Carlos Mejias vom Millennium Institute for Integrative Biology und Francisco Bozinovic von der Päpstlichen Katholischen Universität Chile machten sich daran, den Zusammenhang zwischen Körpermasse und Energieverbrauch bei Tieren im Winterschlaf aufzuklären.
Sie entdeckten ein Mindestmaß an Stoffwechsel, das es den Zellen ermöglicht, unter kalten, sauerstoffarmen Bedingungen zu überleben. Für relativ schwere Tiere wie uns wären die Energieeinsparungen, die wir durch den Eintritt in einen tiefen, winterschlafähnlichen Zustand erwarten könnten, vernachlässigbar.
Tatsächlich wäre es für uns wahrscheinlich besser, einfach nur ein Nickerchen zu machen die altmodische Art .
Das Wort Winterschlaf ruft oft Bilder eines Bären hervor, der sich für eine lange Winterruhe in einer Höhle versteckt.
Während Bären mehrere lange, kalte Monate lang abschalten, ist ihre Ruhephase nicht ganz so wahrer Winterschlaf unter kleineren Lebewesen wie Erdhörnchen und Fledermäusen.
In diesen Bei Tieren sinkt die Körpertemperatur, der Stoffwechsel schrumpft und Herzfrequenz und Atmung verlangsamen sich. Durch diesen Prozess kann der Energieaufwand in manchen Fällen um bis zu 98 Prozent gesenkt werden, sodass keine mühsame Jagd oder Nahrungssuche mehr nötig ist.
Allerdings kann das Tier auch in diesem Zustand noch mehr als ein Viertel seines Körpergewichts verlieren, da es seine Energiereserven verbraucht.
Wenn wir die gleiche grundlegende Mathematik auf einen erwachsenen Menschen im Winterschlaf anwenden würden, würde eine tägliche Nahrungsaufnahme von etwa 12.000 Kilojoule durch den Bedarf von nur ein paar hundert Kilojoule Körperfett ersetzt.
Wenn wir dieses Szenario beibehalten, könnten wir uns vorstellen, dass unser unerschrockener Weltraumtourist in seinem speziell ausgestatteten Bett etwas mehr als sechs Gramm Fett pro Tag verlieren würde. Über ein Jahr hinweg wären das rund zwei Kilogramm Gewicht.
Für eine schnelle Reise zu den Jupitermonden mag das in Ordnung sein, aber wenn ein durchschnittlicher Erwachsener jahrzehntelang durch den interstellaren Raum zu einem nahegelegenen Stern fliegen möchte, müsste er ein paar hundert Kilogramm zusätzliches Fett mitnehmen. Das, oder regelmäßig aufzuwachen, um einen oder drei Schmalzmilchshakes zu sich zu nehmen.
Diese indirekten Berechnungen basieren auf vielen Annahmen, nicht zuletzt auf der Frage, wie sich der Winterschlaf skalieren könnte. Schließlich gibt es wahrscheinlich einen guten Grund für den Mangel an riesigen, überwinternden Säugetieren unserer Größe (oder größer).
Daher führten die Forscher eine statistische Analyse verschiedener überwinternder Arten durch, wie bereits in früheren Studien beschrieben.
Daraus kamen sie zu dem Schluss, dass der tägliche Energieverbrauch von Tieren im Winterschlaf ziemlich ausgeglichen ist, sodass ein Gramm Gewebe eines winzigen Säugetiers wie der 25 Gramm schweren Blattohrfledermaus genauso viel Energie verbraucht wie ein Gramm Gewebe einer 820 Gramm schweres Ziesel im Winterschlaf.
Wir könnten davon ausgehen, dass jedes Gramm unseres Gewebes die gleiche Energie benötigen würde wie jedes Gramm ihres Gewebes, wenn wir jemals herausfinden würden, wie wir so effizient überwintern können wie ein Siebenschläfer.
Anders verhält es sich jedoch, wenn Säugetiere aktiv sind. Die Skalierung der Beziehung zwischen aktivem Stoffwechsel und Masse ergibt ein etwas anderes Diagramm, das einen Punkt zeigt, an dem der Winterschlaf bei größeren Tieren nicht wirklich viel Energie spart.
Dieser Punkt liegt in der Nähe unserer eigenen Masse, was bedeutet, dass sich unser Gesamtenergiebedarf im Winterschlaf nicht wesentlich von dem im Ruhezustand unterscheidet.
Dies könnte der Grund dafür sein, dass Bären nicht wirklich Winterschlaf halten wie kleinere Tiere. Und es bedeutet für uns Menschen auch, dass wir das ganze Risiko und die Mühe auf uns nehmen, unseren Körper zu kühlen, unsere Herzfrequenz und Atmung zu senken und unseren Stoffwechsel künstlich zu drosseln, was uns möglicherweise nicht die erhofften Ergebnisse bringt.
Wenn wir uns die Langeweile ersparen und vermeiden wollen, den Schiffsvorrat an gefriergetrocknetem Eis zu verschlingen, können wir genauso gut einen Fressrausch machen Die Weite , nehmen Sie ein paar Beruhigungsmittel und dösen Sie ein Mars .
Menschen in den Winterschlaf zu zwingen, wird sich einfach nicht lohnen.
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Verfahren der Royal Society B .