September 29, 2022

Ketika misi Artemis I NASA diluncurkan ke bulan akhir bulan ini, di atas kapsul ruang angkasa Orion akan ada dua penumpang khusus: Helga dan Zohar.

Pasangan ini sebenarnya adalah batang tubuh manekin, yang disebut hantu, yang terinspirasi oleh alat pelatihan rumah sakit dan dibuat untuk meniru tulang manusia, jaringan lunak, dan organ dalam wanita dewasa. Mereka lahir dari kolaborasi dengan Badan Antariksa Israel dan Pusat Dirgantara Jerman, dan dirancang dengan sensor yang dapat memetakan tingkat paparan radiasi ke seluruh tubuh. Zohar, secara khusus, akan mengenakan rompi pelindung radiasi yang dirancang untuk melindungi astronot nyata yang dijadwalkan untuk misi Artemis di masa depan—termasuk wanita pertama yang pergi ke bulan.

Terakhir kali orang menginjakkan kaki di bulan atau bahkan melakukan perjalanan di luar orbit rendah Bumi adalah pada akhir program Apollo pada tahun 1972. Saat itu, korps astronot AS tidak menerima wanita. Itu berubah ketika kandidat astronot wanita Amerika pertama dipilih pada tahun 1978, dengan Sally Ride muda di antara mereka.

Saat ini, astronot NASA jauh lebih beragam. Tapi itu tidak tercermin dalam data yang menginformasikan protokol keselamatan mereka karena dominasi pria selama puluhan tahun di lapangan. Jadi, agensi dan kolaboratornya meluncurkan eksperimen baru untuk memahami bagaimana tubuh manusia yang berbeda merespons lingkungan luar angkasa yang ekstrem—dan memungkinkan semua astronot untuk melakukan pekerjaan mereka dengan aman.

[Related: A brief history of menstruating in space]

“Kami berdiri di atas bahu para raksasa, dan kami telah membuat banyak kemajuan. Tapi masih banyak kemajuan yang harus dibuat untuk dipahami [the biological nuances between astronauts],” kata Jennifer Fogarty, kepala petugas ilmiah untuk Translational Research Institute for Space Health, yang didukung oleh NASA Human Research Program dan dipimpin oleh Baylor College of Medicine. Tujuannya, katanya, adalah untuk membangun alat luar angkasa dan rejimen perawatan kesehatan untuk astronot “di sekitar tubuh manusia untuk memberikan kemampuan untuk melakukan pekerjaan yang Anda harapkan, dan mengurangi kemungkinan berkonflik dengan tubuh itu.”

See also  Robot akan datang ke hotel, tetapi berapa lama mereka akan tinggal?
Zohar dengan rompinya di depan, sementara Helga duduk di belakang. DLR

Keausan dalam zero-g

Untuk mencari pola, peneliti seperti Fogarty telah mengumpulkan data tentang bagaimana perbedaan jenis kelamin dapat mempengaruhi kesehatan astronot di luar angkasa. Sejauh ini, bagaimanapun, penelitian tentang bagaimana tubuh wanita merespons lingkungan luar angkasa yang ekstrem “sangat terbatas,” katanya. Sampai saat ini, lebih dari 600 orang telah terbang di luar angkasa; kurang dari 100 di antaranya adalah perempuan. Alat seperti Helga dan Zohar dapat membantu mengumpulkan data dengan cara yang tidak bergantung pada tren historis.

Secara ilmiah, sulit untuk memperkirakan tren perbedaan jenis kelamin atau perawatan kesehatan khusus jenis kelamin yang dapat dipercaya berdasarkan angka-angka tersebut karena beberapa karakteristik bisa saja berasal dari variasi individu. Misalnya, ketika seorang astronot wanita mengalami pembekuan darah saat berada di Stasiun Luar Angkasa Internasional pada tahun 2020, hal itu mendorong penyelidikan apakah penggunaan kontrasepsi hormonal untuk kontrol siklus menstruasi meningkatkan risiko pembekuan selama penerbangan luar angkasa. Sebuah tinjauan dari 38 penerbangan astronot wanita yang diterbitkan akhir tahun itu menyimpulkan bahwa tidak demikian. Tetapi mengingat ukuran sampel yang begitu kecil dan betapa jarangnya pembekuan darah yang terkait dengan kontrasepsi hormonal, pertanyaan itu tetap terbuka.

Dalam beberapa hal, wanita telah terbukti sangat “tangguh” selama penerbangan luar angkasa, kata Fogarty. Misalnya, penglihatan astronot pria tampaknya lebih terpengaruh oleh pembengkakan di sekitar saraf optik di gravitasi nol daripada astronot wanita. Tetapi menurut sebuah studi tahun 2014, astronot wanita secara statistik mengalami intoleransi ortostatik yang lebih besar (ketidakmampuan untuk berdiri tanpa pingsan untuk jangka waktu yang lama) setelah kembali ke Bumi.

Bagian dalam berwarna abu-abu dan merah muda dari manekin luar angkasa untuk misi Artemis I
Lapisan peka radiasi dari manekin yang akan meniru tubuh wanita dalam misi Artemis I. DLR

Keracunan radiasi dari kosmos

Di luar kondisi jangka pendek dan perubahan pada tubuh, banyak fokus pada kesehatan manusia di luar angkasa difokuskan pada paparan radiasi kosmik dari bintang dan ledakan galaksi. Sebagian besar data yang kami miliki saat ini berasal dari penelitian laboratorium pada hewan pengerat atau pengamatan pada korban bom atom, kata Fogarty: Ini menunjukkan pola penyintas wanita lebih rentan terkena kanker paru-paru daripada pria.

See also  Nyamuk yang terinfeksi virus West Nile memecahkan rekor di NYC

Karena wanita tampaknya membawa lebih banyak efek samping dari kerusakan radiasi daripada pria, NASA baru-baru ini memperbarui standarnya untuk tingkat paparan yang dapat diterima menjadi seragam, membatasi semua astronot pada dosis yang sebelumnya diperbolehkan untuk wanita berusia 35 tahun.

Namun, sinar kosmik galaksi berbeda dari radiasi senjata nuklir. Pertama, dalam kecelakaan nuklir atau tindakan paparan perang adalah dua dimensi, yang berarti organ tertentu mungkin terkena radiasi lebih banyak daripada yang lain. Tapi, di luar angkasa, radiasi itu “dianggap ada di mana-mana,” kata Fogarty—Anda terpapar ke segala arah. Beberapa perhitungan menunjukkan bahwa tingkat paparan radiasi di bulan sekitar 2,6 kali lebih tinggi daripada yang dialami oleh astronot di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS). Meski begitu, dalam satu minggu di ISS, astronot bisa terkena radiasi dalam jumlah yang sama seperti manusia selama lebih dari satu tahun di darat.

Dengan radiasi yang datang dari semua sudut di ruang angkasa, merancang penghalang fisik seperti pakaian antariksa atau rompi pelindung bisa jadi rumit. Itu membuat pemahaman bagaimana semua organ manusia dipengaruhi oleh paparan radiasi menjadi penting — apakah itu organ reproduksi khusus jenis kelamin atau tidak.

Manekin berbentuk perempuan dan manekin berbentuk laki-laki di pesawat ruang angkasa Artemis I di orbit dalam mockup
Manekin dalam perjalanan ke bulan dalam misi Artemis I. NASA/Lockheed Martin/DLR

Di situlah Helga dan Zohar masuk. “Hantu” perempuan adalah bagian dari Eksperimen Radiasi AstroRad Matroshka (MARE). Secara internal, mereka memiliki jaringan 10.000 sensor pasif dan 34 detektor radiasi aktif yang akan mengumpulkan data untuk peneliti tentang bagian tubuh mana yang paling banyak bersentuhan dengan gelombang elektromagnetik selama penerbangan luar angkasa. Beberapa organ mungkin dilindungi oleh lapisan jaringan lunak di atasnya, sementara yang lain mungkin tidak—ini akan membantu para insinyur membangun sistem yang lebih terarah untuk melindungi area tubuh yang paling berisiko dari radiasi berbahaya.

See also  Bagaimana membentuk kebiasaan baru dengan mengelabui otak Anda dengan bau

“Apa yang akan kita dapatkan selain perbedaan antara pria dan wanita dalam hal efek biologis, kita akan mendapatkan perbedaan antara organ tubuh yang berbeda. Perbedaan antara otak dan rahim, misalnya,” kata Ramona Gaza, ketua tim sains MARE di Johnson Space Center NASA, dalam konferensi pers minggu ini.

Kedua batang tubuh itu bukan satu-satunya eksperimen Artemis I yang dirancang untuk mempelajari efek radiasi. Juga akan ada rangkaian organisme hidup, termasuk ragi, jamur, ganggang, dan benih tanaman, di dalam misi. Dalam proyek NASA yang disebut BioSentinel, kapsul Orion akan melepaskan CubeSat ke orbit di sekitar bulan yang membawa sel ragi untuk menguji bagaimana organisme bertahan hidup di lingkungan luar angkasa.

[Related: Long spaceflights could be bad for our eyes]

Secara total, misi Artemis I akan meluncurkan 10 CubeSats: Sisanya akan mempelajari aspek lingkungan bulan yang terbukti penting untuk dikarakterisasi demi keselamatan perjalanan manusia di masa depan ke bulan. Mereka termasuk alat untuk mempelajari cuaca luar angkasa dan semburan radiasi matahari, peta penyimpanan es air di permukaan bulan, serta pendarat kecil dari Japan Aerospace Exploration Agency.

Helga dan Zohar juga tidak akan menjadi satu-satunya “penumpang” di Artemis I. Selain boneka domba, mereka akan bergabung dengan manekin bertubuh laki-laki yang dilengkapi dengan sensor untuk mengukur berbagai aspek lingkungan di sekitar bulan selama bulan. penerbangan, termasuk paparan radiasi. Sementara Helga dan Zohar tidak akan mengenakan pakaian antariksa, Komandan Moonikin Campos akan mengenakan Sistem Kelangsungan Hidup Kru Orion generasi pertama, yang akan digunakan astronot Artemis ketika manusia nyata kembali ke bulan.