Is een reis naar mars een mooi avontuur of simpelweg verwoestend voor de gezondheid? Dat laatste, zo vrezen deskundigen, De deze week teruggekeerde astronaut Scott Kelly zou ons wel eens het definitieve antwoord kunnen geven. Een maand geleden maakte NASA trots bekend dat een oproep voor de opleiding van een nieuwe generatie astronauten (het exacte aantal staat niet vast) ruim zesduizend reacties had opgeleverd. NASA bracht dit naar buiten als was het een groot succes. Het bewijst in ieder geval dat de romantiek van de ruimtevaart nog niet dood is. De vraag is wat de individuele astronaut te wachten staat. Kan een mens een bezoek aan mars überhaupt overleven?
Het lijkt zo simpel, een reisje door de ruimte. Je kijkt wat uit het raam, doet interessante experimenten en verder zweef je heerlijk door het ruimteschip. De enige nadelen, zo lijkt het, zijn dat restjes eten en drinken ook door de ruimte gaan zweven (ervaren ruimtevaarders weten: na een paar weken wordt het interieur een ruimteschip bijzonder ‘vettig’) en dat je je slaapzak goed aan de muur moet vastmaken. Maar er is meer aan de hand. Artsen weten inmiddels dat de gevolgen van weken gewichtloosheid zeer sluipend en zeer slopend zijn. Ons lichaam kan niet zonder zwaartekracht; die is onmisbaar voor onze conditie. Zodra het de zwaartekracht mist, raakt het lichaam in versneld verval. Het recente extra lange verblijf in de ruimte van de Rus Mikhail Kornienko en de Amerikaan Scott Kelly had dan ook maar één doel: kijken of dit verval ook op de lange termijn in hetzelfde tempo doorgaat, en of de schade beperkt kan blijven. Als dat niet zo blijkt te zijn, wordt een Marsreis zoiets als een vertraagde zelfmoordmissie.
Het effect van gewichtloosheid baart onderzoekers al vele jaren grote zorgen. Het komt erop neer dat de botten van astronauten verouderen in een tempo dat tien keer hoger ligt dan ‘gewone’ botafbraak met het verstrijken der jaren. Een mens op aarde verliest vanaf omstreeks zijn vijftigste levensjaar (mannen veelal wat later) 1 à 2 procent van zijn botmateriaal per jaar. Na zo’n twintig jaar worden de botten daardoor gevaarlijk broos. Bij ruimtevaarders gaat deze afbraak in een tempo van 1 à 2 procent per maand. Wat betekent dat de botten van een astronaut, van welke leeftijd dan ook, na twee jaar in de ruimte ernstig verzwakt zijn. Een jaar in het ISS is met andere woorden een fikse aanslag op de gezondheid. Een eventuele reis naar mars zou ongeveer acht maanden duren, maar eenmaal op mars is de zwaartekracht daar slechts 40 procent van die op aarde. Een mens van 80 kilo weegt daar slechts rond de dertig kilo. De oorzaak van alle ellende, onvoldoende belasting van het botweefsel, is dan dus niet verdwenen. En daar komt bij dat niet alleen de botten maar ook de spieren in versneld tempo verzwakken. Ook de hartspieren. Een ruimtereis is, kortom, vergelijkbaar met een gedwongen verblijf in een ziekbed.
Zowel voor bejaarden als astronauten geldt dat de botontkalking vertraagd kan worden (niet meer dan dat) door extra veel te sporten. Voor bejaarden is dat gewoon een kwestie van actief blijven; astronauten moeten in de ruimte de belasting veroorzaakt door de zwaartekracht nabootsen. Daarom werd al jaren geleden in het ruimteschip ISS een aantal fitnessapparaten geïnstalleerd, en in 2008 zelfs een extra zwaar apparaat, de Advanced Resistive Exercise Device (ARED). In een onderzoek gepubliceerd in september 2012 in de Journal of Bone and Mineral Research, werden de effecten van het eerdere ‘lichte’ programma vergeleken met de effecten (de medische gegevens) van astronauten die met ARED aan de slag moesten. Duidelijk was dat meer en zwaarder oefenen de afbraak van spier- en botweefsel inderdaad wat meer vertraagde dan het lichte regime. Van een stilstand van de afbraak (laat staan omkeer) was geen sprake. Ook de inname van calorieën en vitamine D (beide maatgevend voor de activiteit en groei van het lichaam) bereikten dankzij ARED een wat minder verontrustend lager niveau. NASA-voedingsdeskundige Scott Smith noemde resultaten ‘de eerste belangrijke stap vooruit na 51 jaar ruimtevaart’. Maar daarnaast is er nog een extra bange vraag: de ARED zorgt ervoor dat de afbraak van botweefsel gecompenseerd wordt door de aanmaak van nieuw botweefsel – maar is dat in de ISS gegroeide weefsel wel even sterk als wat op aarde groeit? Dat is nog volstrekt onduidelijk.
Welke combinatie van voedsel en oefeningen kan de afbraak het beste vertragen? Welke eet- en sportregime is er straks nodig voor een Marsreis, en voor een gezond (in ieder geval niet slopend) verblijf op mars? Is die gevaarlijke afbraak überhaupt te stoppen? Dat laatste hoogstwaarschijnlijk niet. Gewichtloosheid zal waarschijnlijk nooit veel langer dan zo’n twee jaar mogen duren, anders wordt de astronaut te zwak voor enige zware taak. En dan is er de vraag of dat verlies wellicht weer goedgemaakt kan worden bij een klein beetje zwaartekracht, zoals op Mars. Astronauten die op aarde terugkeren, kunnen door middel van veel oefeningen hun spieren en botten weer op het oude niveau krijgen. Maar of dat op Mars zal lukken is maar zeer de vraag. Marsreizigers blijven waarschijnlijk voor altijd, ondanks al hun sportieve inspanningen, zo kwetsbaar als bejaarden. En dan is er natuurlijk nog het probleem met de ogen van astronauten. Zestig procent van de astronauten die gedurende langere tijd in de ISS zijn geweest, klaagde tijdens de reis en daarna dat ze minder scherp zagen. Het effect wordt waarschijnlijk veroorzaakt doordat de lichaamsvloeistoffen, bij gebrek aan zwaartekracht, gemakkelijk naar boven stijgen, waardoor de druk in het hoofd (en de ogen) toeneemt. Biochemische factoren spelen mogelijk ook een rol. Er wordt momenteel druk gezocht naar mogelijkheden om grip te krijgen op dit fenomeen, maar onderzoekers tasten nog in het duister. Het wordt wél duidelijk dat dit probleem verergert naarmate de gewichtloosheid langer duurt, en dat de schade permanent lijkt te zijn.
Deskundigen hebben al gewaarschuwd dat dit effect, als ze het niet onder controle krijgen, het einde kan betekenen van alle ambitieuze plannen. De samenleving zal nooit accepteren dat astronauten naar Mars gezonden worden met de zekerheid dat ze daar hun gezichtsvermogen zullen verliezen. En ook voor de vele vrijwilligers die best een enkeltje mars willen boeken, is langzaam blind worden geen aantrekkelijk vooruitzicht.
Ook wat dit effect betreft zal veel afhangen van de huidige én toekomstige gezondheid van Scott Kelly. Hij is 51 jaar; NASA heeft bewust gekozen voor een proefpersoon zonder the benefit of youth. Als zijn botten ernstig verzwakt zijn en zijn ogen achteruit zijn gegaan, en als beide effecten het komende jaar niet teruggedrongen kunnen worden, is er eigenlijk maar één conclusie mogelijk. Een Marsreis is een slopende onderneming. We kunnen het maar beter vergeten.
