Pada hari di bulan Januari yang lalu Presiden Bush dijadwalkan mengumumkan kebijakan ruang angkasa baru yang besar, lebih dari 100 ilmuwan masuk ke Grandstand Sports Bar di Montgomery, Texas, untuk menyaksikan pidato tersebut. Mereka telah menunggu bertahun-tahun untuk momen ini, tetapi bahkan ketika presiden menyebutkan rencana pangkalan Bulan pada tahun 2020, yang akan diikuti oleh "misi manusia ke Mars dan ke dunia di luar, " para ilmuwan tidak bersorak. "Reaksinya serius, " kenang John Charles, ahli biofisika yang ada di kerumunan. "Itu lebih seperti, 'kita punya banyak pekerjaan yang harus dilakukan.'"
Kelompok ahli fisiologi, biokimiawan, fisikawan, psikolog, dan dokter dari seluruh negara ini (yang kebetulan menghadiri konferensi di Montgomery) telah mengerjakan tantangan yang mungkin bahkan lebih menakutkan daripada membangun pesawat ruang angkasa untuk membawa astronot hingga 498 juta mil ke Mars dan kembali: membuat mereka hidup dan sehat.
Pada tahun 1997, para ahli di NASA dan di National Space Biomedical Research Institute, sebuah konsorsium universitas dan laboratorium nasional yang berbasis di Houston, berangkat untuk mengidentifikasi masalah kesehatan yang ditimbulkan oleh perjalanan semacam itu, yang akan memakan waktu sekitar tiga tahun, pulang pergi. Mereka telah mengidentifikasi 55 ancaman, dari kanker yang dipicu radiasi hingga depresi. Beberapa masalah, seperti malnutrisi (cara menyimpan air yang cukup dan menumbuhkan suplai makanan selama tiga tahun), tidak akan mungkin diselesaikan, para ilmuwan memperkirakan. Namun, tantangan lain sangat kompleks untuk menyediakan makanan bagi para kritikus yang bersikeras bahwa eksplorasi ruang yang lebih lama lebih cocok untuk robot daripada manusia.
Rekor untuk tinggal terlama di luar angkasa adalah milik spesialis medis Rusia Valery Polyakov, yang menghabiskan 438 hari di stasiun Rusia Mir, yang diluncurkan pada 1986 dan dinonaktifkan pada 2001. Stasiun Luar Angkasa Internasional, dijalankan oleh kemitraan 16 negara termasuk Amerika Serikat, Kanada, Rusia dan Jepang, pertama kali diduduki pada tahun 2000 dan telah menampung sembilan ekspedisi untuk masa tinggal hingga 195 hari.
Salah satu masalah terbesar yang dihadapi orang-orang yang menghabiskan lebih dari satu atau dua bulan di ruang angkasa adalah hilangnya jaringan tulang yang berpotensi merusak, yang bisa mengakibatkan patah tulang. Di Bumi, jaringan tulang, dirangsang oleh penarikan dan dorongan otot yang bertindak melawan gravitasi, biasanya mengeluarkan sel-sel tulang baru. Tetapi dalam gayaberat mikro luar angkasa, di luar jangkauan medan gravitasi Bumi dan Mars, kerusakan jaringan tulang bertambah cepat sementara produksi baru melambat, menghasilkan tulang menipis dan rapuh yang berbahaya.
Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah mengukur kepadatan tulang astronot dan juga melakukan studi di mana para relawan yang terikat Bumi menghabiskan berminggu-minggu berbaring di tempat tidur, untuk mensimulasikan bagaimana otot menjadi kendur dalam gayaberat mikro. Linda Shackelford, seorang dokter yang mengepalai laboratorium tulang dan otot Johnson Space Center, mengatakan para peneliti yang menangani masalah ini telah membuat kemajuan. Salah satu cara untuk memperlambat keropos tulang di ruang angkasa, bukti menunjukkan, adalah berolahraga dengan mesin yang menghasilkan beberapa perlawanan yang biasanya diberikan gravitasi. NASA menempatkan prototipe mesin latihan di Stasiun Luar Angkasa Internasional untuk misi pertamanya. Astronot Bill Shepherd, yang menghabiskan hampir lima bulan di stasiun, sampai Maret 2001, bekerja dengan mesin itu enam hari seminggu selama 45 menit sehari. "Dia terlihat cukup baik ketika kembali, " kata Shackelford, menambahkan bahwa tes medis menunjukkan bahwa astronot stasiun ruang angkasa yang menggunakan mesin umumnya mengalami lebih sedikit kehilangan tulang di tulang belakang, pinggul, dan panggul daripada Mir cosmonauts. Ilmuwan NASA juga mempelajari apakah astronot dapat mengambil manfaat dari obat alendronate, yang memperlambat kerusakan jaringan tulang dan secara rutin diresepkan untuk wanita di Bumi dengan osteoporosis.
Masalah fisik bukan satu-satunya yang dihadapi para astronot Mars. Untuk sebagian besar sejarah 46 tahun NASA, agensi telah meremehkan kesengsaraan emosional. Dan selebaran itu sendiri, dimulai dengan para astronot Mercury yang bisa melakukannya, orang Amerika pertama yang mengorbit Bumi (antara tahun 1961 dan 1963), cenderung tertutup tentang masalah psikologis. Meskipun NASA mendirikan Laboratorium Perilaku dan Kinerja pada tahun 1984, tidak sampai 1995, ketika astronot AS Norm Thagard menghabiskan 115 hari di Mir dengan dua kosmonot Rusia, bahwa pejabat ruang angkasa AS secara terbuka mengakui bahwa astronot membutuhkan pelatihan tambahan untuk tantangan psikologis dari mantra panjang di ruang angkasa.
Selama tinggal di Mir, Thagard, seorang dokter dan insinyur yang telah menerbangkan empat misi pesawat ulang-alik, berulang kali mengatakan kepada pengendali darat bahwa ia ingin berbicara dengan keluarga dan rekan-rekannya lebih dari sekali seminggu, seperti yang telah dilakukannya, dan bahwa ia merasa terpencil. Perencanaan yang buruk oleh NASA dan badan antariksa Rusia menahannya untuk tidak melakukan sebagian besar eksperimennya, membuatnya tak berdaya. Dia kehilangan 13 pound karena dia tidak begitu menyukai makanan Rusia — sup, daging dan ikan yang dibumbui. Setelah kembali ke Bumi, dia mengatakan kepada wartawan bahwa jika misi itu diperpanjang tiga bulan lagi, dia mungkin tidak akan berhasil.
Astronot lain juga mengalami kesulitan pada Mir. Beberapa bertengkar dengan kosmonot. Yang lain tidak bisa tidur dalam waktu lama atau tenggelam dalam depresi dan menolak berbicara dengan pengontrol misi atau sesama penerbang. Banyak kosmonot mengeluh bahwa pengontrol misi terlalu menuntut. Pada tahun 1997, kosmonot Vasily Tsibliev, kelelahan setelah empat bulan di ruang angkasa, kehilangan kendali atas kapal pasokan tak berawak yang mendekat yang menabrak Mir, memecahkan lambungnya dan mengirim stasiun ke putaran lambat yang membutuhkan berhari-hari untuk berhenti.
Mengingat kebutuhan sesekali untuk pemeriksaan realitas di ruang angkasa, di mana penundaan suara hingga hampir setengah jam dapat menghalangi terapi bicara dengan seorang psikolog di Bumi, para peneliti di Fakultas Kedokteran Universitas Pennsylvania dan Universitas Rutgers sedang mencoba mengembangkan onboard. komputer yang "membaca" wajah seorang astronot untuk tanda-tanda tekanan emosional. Peneliti Universitas Harvard telah menyusun serangkaian tes mental yang dapat dilakukan oleh komputer genggam dan yang akan membantu mengevaluasi apakah seorang astronot mungkin terlalu lelah untuk melakukan tugas yang rumit seperti pesawat ruang angkasa.
Berbeda dengan penerbangan dengan pesawat ulang-alik atau bahkan tugas di stasiun ruang angkasa, perjalanan ke Mars kemungkinan besar akan menghalangi pengiriman astronot yang sakit ke rumah untuk perawatan. Dan jika memberi CPR itu rumit di Bumi, itu benar-benar aneh jika resusitasi mengambang di dalam pesawat ruang angkasa. Para ilmuwan telah memprogram pasien boneka terkomputerisasi yang digunakan astronot untuk mempraktikkan perawatan darurat dalam penerbangan. Mereka telah menguji — dengan hasil yang baik, kata Hal Doerr, kepala dukungan operasional medis di institut biomedis antariksa agensi itu — boneka di pesawat KC-135 yang digunakan NASA untuk mensimulasikan bobot. Yang disebut komet muntah melakukan penyelaman dan memanjat untuk meniadakan efek gravitasi selama 25 detik pada suatu waktu.
Radiasi pengion, yang dipancarkan oleh Matahari dan benda-benda langit lainnya, dapat menembus pesawat ruang angkasa dan mendatangkan malapetaka pada sel-sel manusia, yang berpotensi meningkatkan risiko kanker. Yang pasti, tidak ada astronot yang mengembangkan kanker yang disebabkan paparan radiasi di luar angkasa, tetapi sejauh ini penerbangannya terbatas pada orbit rendah Bumi atau beberapa perjalanan singkat ke Bulan. Mencegah kerusakan yang disebabkan oleh radiasi matahari dan kosmik adalah beberapa tahun lagi, kata Frank Sulzman, manajer proyek kesehatan radiasi ruang angkasa di Johnson Space Center. Menambahkan perisai radiasi ke pesawat ruang angkasa dapat menambah miliaran biaya, menurut beberapa perkiraan. Meskipun para ilmuwan telah mengembangkan pedoman untuk seberapa banyak radiasi yang dapat diekspos oleh astronot di orbit rendah Bumi, di mana medan magnet planet memblokir beberapa radiasi, mereka masih dalam kegelapan tentang tingkat radiasi yang aman di ruang yang lebih dalam, di mana tingkat radiasi lebih tinggi . Tahun lalu, NASA membuka Laboratorium Radiasi Luar Angkasa senilai $ 34 juta di Brookhaven National Laboratory di Upton, New York, untuk menguji efek radiasi pada mikroorganisme, sel manusia dalam piringan laboratorium, dan hewan pengerat laboratorium. Para peneliti ingin tahu bagaimana radiasi kosmik mempengaruhi sistem saraf pusat dan pada tingkat apa radiasi menyebabkan kerusakan sel yang dapat menyebabkan pertumbuhan ganas. Dalam beberapa tahun, kata Sulzman, badan itu akan menetapkan standar baru untuk paparan radiasi pada misi jangka pendek ke Bulan, tetapi itu akan menjadi satu dekade atau lebih sebelum mereka telah melakukan penelitian laboratorium yang cukup untuk menetapkan pedoman untuk perjalanan ke Mars .
Beberapa ilmuwan mempertanyakan apakah cukup banyak yang bisa dilakukan untuk membuat perjalanan Mars cukup aman. "Saya pikir semua orang tahu bahwa radiasi energi tinggi akan menjadi masalah yang sangat serius, " kata Robert Park, seorang ahli fisika University of Maryland dan direktur informasi publik di American Physical Society. Park telah lama berpendapat bahwa hanya robot yang cocok untuk menjelajahi ruang angkasa. Selain itu, ia percaya bahwa bahkan astronot yang terlatih secara medis akan kekurangan teknologi serta pengalaman dengan bobot untuk menangani darurat medis serius di ruang angkasa, yang pasti akan muncul. "Selalu ada masalah ketika berhadapan dengan manusia, " katanya. "Jika robot mengembangkan masalah, itu sangat disayangkan, tapi kami mengirim satu lagi dan tidak menyatakan hari berkabung nasional."
Charles, dari kelompok astronot biomedis, mengatakan jika Amerika Serikat memutuskan untuk mengirim orang ke Mars dan kembali, bangsa itu mungkin harus hidup dengan kenyataan bahwa perjalanan itu — di antara usaha paling berbahaya dalam sejarah — tidak mungkin gagal. aman. "Semua masalah mungkin tidak pernah dapat diselesaikan, " katanya, seraya menambahkan: "Pada titik tertentu seorang pejabat program yang bertanggung jawab harus menandatangani namanya di garis putus-putus dan berkata, 'Kami mengakui bahwa masih ada tingkat risiko yang tersisa dan kami menerimanya. '"
