Was sind die Vorteile von Kryoschlaf?

Die NASA arbeitet an einer sogenannten "Cryosleep Chamber", aber warum brauchen sie sie so dringend?

Diese Technologie muss viele Vorteile haben.

Man hofft, dass ein Astronaut im Kryoschlaf viel weniger Nahrung, Wasser und Muskeltraining braucht. Aber gab es eine Demonstration von Kryoschlaf über Monate auf der Erde?
@Uwe könnte auch Sauerstoff einsparen, was einen geringeren Strombedarf für CO2-Wäscher bedeutet.
Möglicherweise Strahlenschäden reduzieren?
@Greg: ja das ist plausibel. Wenn sie sich nicht bewegen müssen, können sie sich in einem kleinen, besser abgeschirmten Gehege aufhalten.
@Greg: Es existiert noch nicht, also können wir es nicht sagen. Nach allem, was wir wissen, würde die natürliche DNA-Reparatur verlangsamt, was den Strahlenschaden verschlimmert.
Da es noch nicht existiert, können wir wohl nicht viel über seine Natur sagen. Strahlungsschäden werden jedoch eher durch OH-Radikale als durch direkte Angriffe auf die DNA selbst verursacht. Wenn der betreffende Astronaut festgefroren ist, könnte dies dies verringern.

Antworten (5)

Was sind die Vorteile von Kryoschlaf?

  • Benötigen nicht so viel Volumen/Masse für Wohnraum
  • Benötigen nicht so viel Volumen/Masse/Energie für die Lebenserhaltung
  • Benötigen Sie keine atmungsaktive Atmosphäre oder ein luftdichtes Schiff
  • Kann das Schiff eine viel niedrigere Temperatur haben
  • Die Reisezeit ist nicht durch die Dauer der Lebensmittelvorräte oder die Lebensdauer der Passagiere begrenzt
  • Taucht die Kryoschlafkammer auch Menschen in Flüssigkeit ein, können Passagiere möglicherweise stärkere Beschleunigungen tolerieren
  • Eine starke Strahlungsabschirmung muss weniger vom Schiff abdecken
  • Kann es auch auf der Erde für Zeitreisen (in die Zukunft), billigeren terrestrischen Transport und das Überleben kranker oder verletzter Menschen auf langen Reisen zu Pflegeeinrichtungen verwenden

Diese Technologie muss viele Vorteile haben.

Die NASA ist eine Regierungsbehörde, und es liegt in ihrem Interesse, so zu handeln, dass es für Politiker politisch sinnvoll ist, sie zu finanzieren. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, die Öffentlichkeit für die NASA zu begeistern. Cryosleep ist seit Jahrzehnten ein fester Bestandteil der Science-Fiction und eine „coole“ Technologie, die bei vielen Menschen beliebt sein wird. Daher ist es nicht die Regel, dass alles, was die NASA tut, viele Vorteile hat, es kann stattdessen einfach beliebt oder leicht zu finanzieren sein.

Die Lebensdauer ist immer noch ein Problem, obwohl gehofft/geglaubt wird, dass sich die Alterung verlangsamt, wodurch längere Fahrten möglich werden.
@jwenting, "Lebensdauer" ist in diesem Fall an eine Strahlenvergiftung gebunden. Kryoschlaf bedeutet, dass Sie ein menschliches Eis am Stiel sind, so tot wie ein besonders berühmter norwegischer Blaupapagei (schönes Gefieder). Menschen selbst sind radioaktiv (C14, Kalium, andere übliche instabile Isotope), aber diese Isotope zerfallen langsam genug, dass der normale Stoffwechsel einer Person mehr als ausreicht, um den Schaden zu reparieren. Wenn jedoch eine Person keinen Stoffwechsel hat, dann Strahlung Schäden werden nicht repariert, und wenn sie wiederbelebt werden, leiden sie unter akuter Strahlenkrankheit.
@Ghedipunk Cryosleep verlangsamt Stoffwechselprozesse, stoppt sie nicht vollständig. Zumindest würde jedes realistische System so funktionieren. Ich spreche hier nicht von handlichen, welligen Sci-Fi-Szenarien ...
Das wären Torporkammern, keine Kryoschlafkammern. Cryo- bedeutet gefroren und wird oft verwendet, um extrem kalt zu bedeuten. (Weltraumingenieure sind pedantischer als ich und weitaus pedantischer als Leute, die Nachrichtenartikel schreiben, in denen es heißt, die NASA arbeite an Kryoschlafkammern.)
@Ghedipunk, oh! Das ist interessant. Ich dachte, du wolltest über kosmische Strahlung oder so etwas sprechen, aber du sagst, wir würden uns tatsächlich selbst schaden!
@Ghedipunk: Ziemlich sicher bedeutet Kryoschlaf mehr als nur Ruhe, weil man nach einem langen Kreischen müde und ausgeschlafen ist.

Die NASA arbeitet an einer sogenannten "Cryosleep Chamber", aber warum brauchen sie sie so dringend?

Die Nasa brauche es "nicht so dringend". Wenn sie es „so dringend bräuchte“, würde die NASA mehrere zehn bis hundert Millionen Dollar (oder mehr) pro Jahr für diese Technologie ausgeben. Stattdessen gibt die NASA eine halbe Million Dollar für diese Technologie aus, verteilt über zwei oder drei Jahre.

Die NASA wäre nachlässig, wenn sie nicht kleine Geldbeträge in scheinbar lächerliche Science-Fiction-Ideen investieren würde. Manchmal sind diese scheinbar lächerlichen Ideen jeden Cent wert, den man dafür ausgibt. Die NASA wäre auch nachlässig, wenn sie riesige Summen in solche Ideen investieren würde. Eine halbe Million Dollar, verteilt über zwei oder drei Jahre, ist ein winziger Geldbetrag im Vergleich zum Gesamtbudget der NASA.

Vollständige und offene Offenlegung: Ich habe mit dieser Idee nichts zu tun. Auf der anderen Seite habe ich der NASA einige verrückte Ideen vorgeschlagen, und manchmal habe ich / mein Arbeitgeber eine Finanzierung für diese Ideen erhalten. Einige dieser Ideen hatten tatsächlich ihren Wert. Im Nachhinein taten es mehrere nicht.
So etwas kann man nicht sagen und nicht mit ein paar Beispielen nachlegen!
@StarfishPrime - Wie fesselt Sie die Verwendung von Kratern für die Navigation? Es packte einmal die NASA. sbir.gov/sbirsearch/detail/254723
Zumindest könnte man es umpacken und an DARPA verkaufen, wenn sich herausstellt, dass die NASA desinteressiert ist ;-)
Fusion of Inertial Navigation and Imagery Data “ sieht TERCOM sehr ähnlich.
Gute Erklärung, beantwortet aber meine Frage nicht. Sonst hättest du die Lösungsmarke bekommen.
@Michiel - Das ist in Ordnung. Dass Sie eine andere Antwort ausgewählt haben, bedeutete, dass ich das ziemlich schwer zu bekommende Populisten-Abzeichen erhalten habe. Danke!

Von ihrer eigenen Seite: https://www.nasa.gov/content/torpor-inducing-transfer-habitat-for-human-stasis-to-mars

Wir glauben, dass die Lebensraummasse der Besatzung auf nur 5-7 Tonnen (für eine Besatzung von 4-6) reduziert werden kann, verglichen mit derzeit 20-50 Tonnen. Das Gesamtvolumen des Habitatmoduls würde in der Größenordnung von 20 m3 liegen, verglichen mit 200 m3 bei den meisten aktuellen Entwürfen.

Das ist eine ziemlich erhebliche Gewichts- und Größenreduzierung, die gleichzeitig eine Reduzierung der Kosten und der Startanforderungen mit sich bringt (oder das für andere Teile der Mission verfügbare Budget erhöht).

Ich vermute, dass auch die schlafende Besatzung glücklicher sein wird, während der gesamten Reise in einen winzigen abgeschirmten Raum gepackt zu werden, so dass dies wahrscheinlich ihre gesamte Strahlenbelastung um einen kleinen Betrag reduzieren würde.

„mt“ ist eine Millitonne, also ein Kilogramm? Nein, natürlich ist es eine metrische Tonne, also 1000 kg. Gah, diese Einheiten machen mich irgendwann verrückt ...
@Arsenal Mg wäre viel sinnvoller!

Essen. Sicher, Sie haben andere Verbrauchsmaterialien wie CO2-Wäscher, aber das große Problem sind Lebensmittel. NASA sagt :

Wenn Astronauten in den Weltraum reisen, bestimmen NASA-Wissenschaftler, wie viel Nahrung für jede Mission benötigt wird. Beispielsweise verbraucht ein Astronaut auf der ISS täglich etwa 1,83 Pfund (0,83 Kilogramm) Nahrung pro Mahlzeit. Etwa 0,27 Pfund (0,12 Kilogramm) dieses Gewichts sind Verpackungsmaterial. Missionen mit längerer Dauer erfordern viel mehr Nahrung.

Eine Reise zum Mars und zurück kann beispielsweise mehr als drei Jahre dauern und die Bereitstellung von Tausenden Kilogramm Nahrung erfordern. Eine vierköpfige Besatzung auf einer dreijährigen Marsmission, die nur drei Mahlzeiten pro Tag zu sich nimmt, müsste mehr als 24.000 Pfund (10.886 Kilogramm) Lebensmittel tragen.

Eine 4-köpfige Besatzung benötigt also 8000 Pfund oder etwa 3700 kg Nahrung pro Jahr. Ich nenne es "Die Tyrannei der hungrigen Dude-Gleichung".

Eine sehr lange Mission, sagen wir zum Jupiter, würde viel länger als 3 Jahre dauern, es würde doppelt so lange dauern, nur um dorthin zu gelangen, und dasselbe, um zurückzukommen, vielleicht länger. Eine 12-jährige Mission würde fast 100.000 Pfund Lebensmittel erfordern! Es wäre eine enorme und teure Herausforderung, all dies in die Umlaufbahn zu bringen und eine Rakete zu starten, die groß genug ist, um sie zu bewegen! Um das Essensbudget zu reduzieren, haben Sie zwei Möglichkeiten:

  1. Verkürze die Missionsdauer, indem du schneller fährst: Je schneller du hin und zurück kommst, desto kürzer ist die Mission und desto weniger Nahrung braucht deine Crew. Das bedeutet fortschrittlichere Antriebssysteme, an denen die NASA forscht
  2. Reduzieren Sie die Nahrungsmenge, die Astronauten für die Mission benötigen

Cryosleep dreht sich alles um Option 2, es macht bemannte Missionen zu weit entfernten Zielen mit vorhandener Antriebstechnologie möglich, da die Astronauten nur Nahrung brauchen, während sie wach sind, was Wochen oder Monate statt Jahre dauert.

Sicherlich gibt es eine dritte Möglichkeit, zumindest einen Teil des Abfallstroms in mehr Lebensmittel zu recyceln . Natürlich würde die Ausrüstung, um dies zu unterstützen, auch Masse haben und Volumen einnehmen.
Ich habe darüber nachgedacht, das in @jeffB einzufügen, aber ich habe mich dagegen entschieden, da dies weiter entfernt zu sein scheint, aber es ist eine gültige Option.

Es gibt viele Probleme, sich über einen längeren Zeitraum im Weltraum aufzuhalten. Diese beinhalten:

  • Niedrige Schwerkraft kann zum Verlust von Knochen- und Muskelmasse führen

  • Es ist schwierig, Nahrungsmittel zu farmen, und Sie können nur eine begrenzte Menge in den Weltraum heben – je mehr Nahrungsmittel Sie hochschicken, desto mehr Treibstoff wird benötigt

  • Nirgendwo anders als auf der Erde ist ein Baby geboren worden. Wir können es nicht riskieren, Menschen für Generationen zu verlassen, wenn wir nicht wissen, dass es ihnen gut gehen wird

  • Es dauert Hunderte von Tagen, um dem Mars am nächsten zu sein. Die Leute würden verrückt werden, wenn sie so lange mit denselben Leuten auf demselben kleinen Raum leben würden (es gab ein Experiment dazu; ich werde darauf verlinken, wenn ich es finde)

Cryosleep nimmt ihm viel Arbeit ab. Ein Astronaut im Kryoschlaf benötigt nicht so viele Ressourcen, um am Leben zu bleiben.

Es kann einige Nachteile geben, z. B. wenn die Besatzung auf dem Mars landen würde und es einen Fehler gäbe, würde es 20 Minuten dauern, um die Erde zu alarmieren, und weitere 20 Minuten, um einen der Besatzungsmitglieder aufzuwecken, aber dies könnte durch automatisches Aufwachen behoben werden ein Crewmitglied, wenn etwas schief geht.

Wir können es nicht riskieren, Menschen nicht zu schicken, in der Sekunde ist es sogar möglich, dass sie einen bewohnbaren Planeten erreichen, auch wenn es ein großes Risiko für die Menschen ist, die wir schicken. Das Risiko, sie nicht zu senden, besteht darin, dass etwas mit der Erde passiert (als ob wir die Umwelt schlimm genug durcheinander bringen), und dann könnte die gesamte Spezies ausgelöscht werden.