هل يمكن وضع رواد الفضاء المستقبليين في غيبوبة للسفر إلى الفضاء كما هو الحال في مشروع السلام عليك يا مريم؟

تخيل أنك تستيقظ مترنحًا وملتحيًا على متن سفينة فضائية على بعد سنوات ضوئية من الأرض. هكذا يستيقظ ريلاند جريس، الذي يلعب دوره رايان جوسلينج، في الدراما الفضائية الجديدة مشروع السلام عليك يا مريم. كما يعلم الجمهور قريبًا، يبدو أن جريس، معلمة العلوم في المدرسة الإعدادية، تم إرسالها في مهمة لإنقاذ الشمس من الموت.

يعتمد الفيلم إلى حد كبير على العلوم، بدءًا من أسماء النجوم -تاو سيتي نجم حقيقي إلى حد كبير- وحتى تصويره للجاذبية الاصطناعية. وبصرف النظر عن بعض فيزياء الكم الغامضة والميكروبات الخيالية التي تأكل الشمس والتي تسمى أستروفاج، فإن “كل شيء آخر يتبع الفيزياء والعلوم الراسخة”، كما قال آندي وير، مؤلف الرواية. مشروع السلام عليك يا مريم ومنتج الفيلم المقتبس، في مقابلة أجريت معه مؤخرًا العلمية الأمريكية.

هل يشمل ذلك المشهد الافتتاحي للفيلم؟ وفقا للعلم، نعم ولا.

حول دعم الصحافة العلمية

إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.

في الكتاب، تفهم جريس أن حالة نومه هي شيء أقرب إلى غيبوبة مستحثة طبيًا، أو شكل من أشكال “الرسوم المتحركة المعلقة”. لقد تم توصيله بجهاز IV وأنابيب التغذية ويتلقى “رعاية طبية مستمرة” من روبوت على متن الطائرة. “كل ما يحتاجه الجسم،” يكتب وير في الكتاب.

لكن وضع شخص ما في غيبوبة دوائية من أجل السفر إلى الفضاء لفترة طويلة سيكون أمرًا صعبًا، كما يقول ماتيو سيري، الأستاذ المشارك في علم وظائف الأعضاء بجامعة بولونيا في إيطاليا. أولاً، لن يؤدي ذلك إلى إبطاء عملية التمثيل الغذائي في الجسم، مما يعني أنه قد لا يغير متطلبات الجسم من الطعام أو الأكسجين. والأهم من ذلك، يقول سيري: “في مرحلة معينة، تصبح الأدوية سامة”.

ومع ذلك، سيكون من الممكن إبطاء عملية التمثيل الغذائي، كما يقول، في نوع من حالة السبات المستحثة، أو “السبات الاصطناعي”. تقوم العديد من الحيوانات، مثل الدببة والهامستر، بقمع معدل الأيض لديها وتستخدم كمية أقل من الأكسجين عن المعتاد خلال حالة تسمى السبات. وتدخل الحيوانات الأخرى، مثل السناجب الأرضية، في شكل ممتد من السبات المعروف باسم السبات الحقيقي. يقول سيري إن انخفاض درجات حرارة الجسم وانخفاض الطلب على الطاقة يعني عدم حاجتهم إلى تناول الطعام أو الشراب، لعدة أشهر متواصلة في بعض الأحيان. ويشرح قائلاً: “الحياة تتحرك ولكن ببطء شديد. يبدو الأمر كما لو أنك تبطئ ساعة الحياة، وكل ثانية تدوم لفترة أطول”.

يقول سيري: “من الناحية النظرية، قد ينجح السبات الاصطناعي في البشر. وأنا أؤمن بذلك بشدة”. وهو يرأس حاليًا مجموعة بحثية تابعة لوكالة الفضاء الأوروبية تدرس كيفية تحفيز السبات البشري أو السبات أثناء السفر إلى الفضاء. ويوضح سيري أن القدرة على الدخول إلى مثل هذه الحالة في الفضاء لها مزايا، مثل انخفاض متطلبات التمثيل الغذائي واحتمال العمر الأطول، ويمكن أن توفر الحماية ضد الإشعاع، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن انخفاض مستويات الأكسجين في الأنسجة قد يعزز مقاومة الإشعاع. ويقول: “الإشعاع هو المشكلة الأولى لاستكشاف الفضاء”. “لا يوجد حل في الوقت الحالي.”

لم يتمكن أي باحث من تحفيز السبات لدى الإنسان حتى الآن، لكن سيري وزملاؤه أظهروا أنه من الممكن تحفيز السبات في الحيوانات التي لا تدخل الحالة بشكل طبيعي: الفئران. ومن خلال حقن المخدرات في جزء من جذع الدماغ، قام الباحثون بخداع جزء من دماغ الفئران للحث على سبات اصطناعي. ولكن لأسباب تتعلق بالسلامة، ليس من الممكن بعد تكرار التجربة على البشر.

استراتيجية محتملة أخرى غالبًا ما يتم تصويرها في الخيال العلمي –كائن فضائي, الصورة الرمزية, فوتثرما, وأكثر من ذلك – هو “النوم البردي”، وهو في الأساس تجميد جسد الشخص ليذوب في وقت لاحق دون قتله بطريقة أو بأخرى في هذه العملية. مرة أخرى، لم يفعل أحد هذا في الحياة الحقيقية. لكن بعض العلماء يقولون إن ذلك ممكن، على الأقل من الناحية النظرية.

يقول ألكسندر جيرمان، الباحث في علم الأعصاب الجزيئي في جامعة فريدريش ألكسندر في إرلانجن نورمبرج في ألمانيا: “أعتقد أن التجميد البشري القابل للعكس سيصبح ممكنًا من الناحية الفنية”. ويقول: “إذا نظرت إلى الطبيعة، فهي ليست مفهومًا غريبًا تمامًا”. ويشير إلى أن بطيئات المشية يمكن أن “تتزجج” أو تتحول إلى مادة تشبه الزجاج، في حين أن السمندل السيبيري يمكن أن يبقى متجمدا لسنوات في التربة الصقيعية، ويمكن أن تعيش السناجب الأرضية في القطب الشمالي لأسابيع في درجات حرارة الجسم أقل من درجة التجمد. ويقول جيرمان إن هذا يثير “السؤال حول لماذا لا يمتلك البشر إمكانات بيولوجية كامنة لذلك إذا طبقنا الأساليب الصحيحة”.

وفي بحث نُشر في أوائل شهر مارس، نجح جيرمان وزملاؤه في استعادة نشاط الدماغ في شرائح من أدمغة الفئران بعد التزجيج عند درجة حرارة -196 درجة مئوية. يقول جيرمان: “يوفر هذا دليلًا على أن التجميد البارد القابل للعكس قد يكون ممكنًا من حيث المبدأ، على الرغم من أنه لا يزال أمامنا طريق طويل لنقطعه من الناحية العملية”.

ويكمن خطر التبريد المتجمد في أنه عندما يتحول الماء إلى جليد، فإنه يتوسع إلى شكل بلوري مثل “شفرة في بالون”، كما يوضح سيري، ويمكن أن يؤدي إلى انفجار الخلايا. ويقول إنه إذا نجح العلماء في حل هذه المشكلة، من بين مشاكل أخرى (بما في ذلك سمية المواد الكيميائية التزجيجية)، وجعلوا النوم البارد قابلاً للتطبيق، “فسيكون ذلك ثوريًا، لأنه سيسمح برحلة طويلة جدًا” في الفضاء.

والمثير للدهشة أن أحد التفاصيل التي تتضمنها أفلام الخيال العلمي مشروع السلام عليك يا مريم, يقول سيري إن الخطأ في كثير من الأحيان بشأن الرسوم المتحركة المعلقة هو الاستيقاظ. “الشيء الذي يخطئ فيه كل فيلم، عادة، هو الإثارة. ويوضح أن الاستيقاظ فوري للغاية”. من الناحية النظرية، للعودة بأمان من السبات المستحث، أو حتى النوم البارد، من المحتمل أن يحتاج الجسم والعقل إلى ساعات أو أيام لعكس التغييرات الناجمة عن السبات. يقول سيري: “يجب على كل عضو أن يعود إلى عمله”.