Ruang angkasa itu sulit, terutama pada tulang dan otot kita, jantung kita, mata kita, dan pada dasarnya hampir semua organ manusia. Namun, kita tidak bisa menghindarinya. Hampir 700 orang telah pergi ke luar angkasa sejauh ini, dan jumlah tersebut akan terus bertambah seiring dengan dimulainya penerbangan luar angkasa swasta. Namun ketika harus bertahan lama di luar angkasa, berapa banyak yang bisa ditanggung oleh tubuh manusia?
Awal tahun ini, dua kosmonot Rusia memecahkan rekor durasi terlama tinggal di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), menghabiskan 374 hari berturut-turut di lingkungan gayaberat mikro. Astronot di ISS membantu para ilmuwan mempelajari dampak penerbangan luar angkasa terhadap tubuh manusia. Peringatan spoiler: tidak bagus.
Lingkungan tanpa bobot menyebabkan hilangnya kepadatan tulang, atrofi otot, berkurangnya volume darah, penurunan fungsi otot jantung, penglihatan kabur, dan disorientasi. NASA dan badan antariksa lainnya berharap untuk mempelajari lebih lanjut tentang dampak ini untuk membantu mengurangi risiko bagi astronot yang melakukan perjalanan jangka panjang melalui luar angkasa.
Misi manusia ke Mars akan memakan waktu sekitar tiga tahun, menurut NASA. Namun, apa pengaruh perjalanan semacam itu—dan bahkan durasi yang lebih lama di luar angkasa— terhadap tubuh manusia? Untuk Giz Asks ini, kami berbicara dengan para ahli untuk memahami tantangan bertahan hidup di lingkungan tanpa bobot dalam waktu lama. Berapa lama seseorang bisa bertahan hidup selama perjalanan luar angkasa? Dan dalam skenario terburuk, apa yang akan terjadi jika seseorang terdampar di ISS tanpa batas waktu? Inilah yang mereka katakan.
Profesor di Fakultas Kedokteran Universitas Johns Hopkins, wakil presiden Program Penelitian Manusia untuk Warga Sipil di Luar Angkasa dan Kepala Ilmuwan di Program Penelitian Manusia NASA dari tahun 2013 hingga 2016.
Jawaban sederhananya: tergantung. Beberapa astronot profesional pemerintah telah menghabiskan setidaknya satu tahun berturut-turut di luar angkasa, dengan sedikit atau tanpa efek samping yang serius. Kami tahu bahwa hal ini dapat dilakukan, setidaknya bagi mereka yang berada dalam kondisi kesehatan yang prima dan mematuhi protokol penanggulangan yang ketat (kebanyakan berolahraga). Berapa lama hal ini dapat diperpanjang? Hal ini bergantung pada apa yang diharapkan dari orang-orang di luar angkasa, tindakan pencegahan apa yang tersedia bagi mereka, dan apakah mereka akan kembali ke Bumi atau tidak.
Jika satu-satunya tugas mereka adalah untuk tetap hidup, terlepas dari kemampuan mereka untuk melakukan pekerjaan yang berarti, maka itu hanyalah masalah kelangsungan hidup. Dalam hal ini, manusia bisa bertahan hidup di luar angkasa dalam waktu yang cukup lama. Tanpa tindakan penanggulangan seperti olah raga, waktu mereka akan terasa santai dan menyenangkan. Satu-satunya tujuan mereka adalah menikmati pengalaman itu, yang mungkin cukup menyenangkan. Untuk sementara waktu. Pada akhirnya, kurangnya aktivitas fisik minimal (yang kita lakukan di Bumi hanya dengan bekerja melawan gravitasi agar tetap tegak) akan menyebabkan kerusakan parah pada tulang, otot, dan jantung. Perubahan-perubahan ini mungkin tidak buruk jika orang-orang ini tetap berada di ruang angkasa tanpa bobot, namun penurunan kondisi fisiologis ini kemungkinan besar akan menghalangi kemampuan mereka untuk kembali ke lingkungan gravitasi bumi.
Meskipun perubahan fisiologis ini tidak melemahkan atau berakibat fatal, ada pemicu stres lain yang dapat berdampak buruk seiring berjalannya waktu. Tantangan psikologis hidup di ruang kecil dengan jumlah orang yang sedikit bisa menjadi signifikan—terutama tanpa tujuan menyeluruh untuk menjadikan kesulitan tersebut bermanfaat. Jika berada di luar orbit rendah Bumi yang relatif aman, radiasi luar angkasa mungkin memiliki efek yang besar. Beberapa dari dampak ini bersifat kumulatif: peningkatan risiko kanker seiring bertambahnya waktu di ruang angkasa. Aspek lainnya akan bergantung pada peristiwa sporadis seperti jilatan api matahari yang perlindungannya mungkin tidak memadai, dan dapat menimbulkan dampak akut dengan sangat cepat.
Sejalan dengan isu-isu ini adalah dampak dari kondisi tanpa bobot terhadap distribusi cairan dalam tubuh yang masih kurang dipahami. Tanpa gravitasi, cairan ini (darah, cairan serebrospinal, cairan limfatik, dan lain-lain) tersebar lebih merata, dibandingkan tertarik ke kaki. Diperkirakan bahwa beberapa efek dari pergeseran cairan ini—yang sudah terlihat dalam penerbangan luar angkasa selama beberapa bulan—adalah perubahan struktur mata, pergeseran otak ke atas di tengkorak, dan sedikit perubahan pada fungsi otak. Ini mungkin pertanda kerusakan saraf yang sebenarnya dari waktu yang lama di luar angkasa. Ada kemungkinan bahwa manusia bisa tinggal di luar angkasa untuk waktu yang sangat lama namun mengalami penurunan fungsi saraf secara bertahap—hal-hal seperti kognisi dan kontrol motorik. Jika penumpang lain bersedia membantu, orang-orang ini mungkin akan bertahan lama. Tapi untuk tujuan apa? Ini adalah salah satu risiko utama yang kami sadari. Kemungkinan akan ada hal lain yang muncul karena orang menghabiskan waktu lebih lama di luar angkasa. Hal-hal yang tidak diketahui dan tidak diketahui inilah yang bisa menjadi faktor pembatas, namun tentu saja kita tidak tahu apa faktornya.
Saya berani menebak lima tahun, mungkin lebih, untuk bertahan hidup di luar angkasa dalam kondisi yang baru saja dijelaskan. Namun orang-orang ini akan mati di luar angkasa, karena tidak melakukan banyak hal kecuali menetapkan batas biologis pada kemampuan mereka untuk bertahan hidup di lingkungan yang keras. Tindakan penanggulangan akan membantu mengurangi beberapa masalah medis, yang dalam hal ini jangka waktunya mungkin akan diperpanjang hingga mungkin sepuluh tahun, dan bahkan mungkin memungkinkan kembalinya manusia ke Bumi jika olahraganya cukup kuat.
Begitu para penjelajah luar angkasa mulai melakukan pekerjaan, kemungkinan cedera meningkat, begitu pula kebutuhan untuk menjaga tingkat kebugaran fisik yang lebih tinggi. Ini adalah sebuah tantangan. Jika mereka pergi dengan pekerjaan yang harus diselesaikan dan niat untuk kembali ke Bumi, jawabannya berubah. Dalam hal ini, kelangsungan hidup saja tidak cukup: diperlukan kemampuan untuk melakukan pekerjaan yang berarti dan mempertahankan kondisi tulang, otot, dan kardiovaskular. Bahkan dengan tindakan pencegahan olahraga dan nutrisi terbaik saat ini, radiasi dan isolasi akan berdampak buruk. Dengan sedikit bukti pendukung, saya akan menetapkan batas ini sekitar empat tahun. Dengan gravitasi buatan, waktu yang dibutuhkan mungkin lebih lama. Dalam hal ini keterbatasannya mungkin sebagian besar disebabkan oleh psikologi dan radiasi. Jika gravitasi buatan diterapkan dengan benar, dengan perlindungan radiasi dan perhatian terhadap masalah psikologis, sebenarnya tidak ada batasan waktu yang dapat dihabiskan di luar angkasa.
Jawaban akhirnya tidak hanya bergantung pada faktor-faktor yang baru saja dijelaskan, tetapi juga bergantung pada individu tertentu – kecenderungan genetik, gaya hidup, dan kemampuan mengatasi stres. Angka-angka di sini membawa ketidakpastian yang sangat besar, namun angka-angka tersebut memberikan titik awal, menunjukkan faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan, dan menunjukkan bagaimana skenario misi yang berbeda berdampak.
Profesor di departemen fisika kesehatan dan ilmu diagnostik di Fakultas Ilmu Kesehatan Terpadu di Universitas Nevada, Las Vegas.
ISS telah menerima a [radiation] tingkat dosis sekitar tiga kali lebih rendah daripada luar angkasa karena bayangan bumi menghalangi sekitar sepertiganya dan medan magnet bumi tambahan sepertiganya. Permukaan Mars luasnya sekitar sepertiga luas angkasa karena tubuh dan atmosfer Mars.
Perlindungan ISS cukup untuk mengurangi dosis dari peristiwa partikel matahari yang besar sehingga tidak ada risiko penyakit radiasi akut yang signifikan. Oleh karena itu risiko utamanya adalah apa yang disebut efek akhir (kanker, penyakit jantung, katarak) dan potensi risiko perubahan kognisi dan memori, yang diamati pada tikus dan mencit tetapi tidak terjadi pada manusia.
Jadi salah satu cara untuk menjawabnya adalah dengan menanyakan seberapa besar risiko yang bersedia diterima seseorang? Jika risiko yang tidak terbatas dapat diterima, maka jawabannya berkaitan dengan kemungkinan terjadinya berbagai penyakit.
Radiasi menyebabkan kerusakan DNA dan menimbulkan radikal akibat ionisasi pada jaringan yang menyebabkan peningkatan stres oksidatif. Hal ini dapat menyebabkan mutasi gen, penyimpangan kromosom, perubahan lingkungan jaringan seperti gangguan sistem kekebalan tubuh dan sinyal biokimia yang menyimpang. Hal ini merupakan cikal bakal terjadinya berbagai penyakit kesehatan.
Dengan perisai seperti di ISS, seseorang dapat bertahan hidup tetapi memiliki kemungkinan besar terkena penyakit atau morbiditas fatal melebihi kemungkinan 10% setelah beberapa tahun berada di luar angkasa.
Saya pikir hal utama yang perlu ditanyakan adalah apakah upaya untuk menghabiskan beberapa tahun di luar angkasa cukup berharga untuk mengambil risiko, dan apakah badan antariksa harus melakukan investasi besar untuk mengurangi risiko. Efek yang terlambat memerlukan waktu untuk muncul, bergantung pada jenisnya. Waktu minimum setelah paparan termasuk katarak yang mengganggu penglihatan (lima tahun lebih sedikit), leukemia (dua tahun), kanker padat (sekitar lima tahun), penyakit jantung (sekitar 10 tahun), perubahan kognisi yang kurang diketahui. Jadi mungkin pertanyaan lainnya adalah, berapa lama seseorang bisa tinggal di luar angkasa jika menjalani perawatan [to those diseases] tidak mungkin.
Seorang ahli fisika di Universitas Stanford yang bekerja dengan NASA dalam mengembangkan biomaterial untuk mencegah dan mengobati pengeroposan tulang pada astronot selama penerbangan luar angkasa.
Pada tahun 2024, rekor masa tinggal terlama di luar angkasa dipegang oleh kosmonot Rusia Valeri Polyakov, yang menghabiskan 437 hari dan 18 jam di stasiun luar angkasa Mir dari Januari 1994 hingga Maret 1995. Hal ini menunjukkan bahwa seseorang dapat tetap berada di luar angkasa selama lebih dari 1,2 tahun. Bisakah seseorang tinggal lebih lama? Sangat. Namun, risiko kesehatan menjadi semakin parah.
Mari kita pertimbangkan misi 1.000 hari ke Mars, yang merupakan durasi yang diharapkan dengan teknologi kita saat ini. Dalam gayaberat mikro, otot dan tulang melemah karena kurangnya aktivitas menahan beban secara teratur.
Dalam penelitian yang kami lakukan, kolaborasi antara NASA dan Universitas Stanford, kami mengembangkan model matematika prediktif. Model ini menunjukkan bahwa dalam misi Mars, 100% astronot kemungkinan besar menderita osteopenia [when bone density is lower than normal]dengan 33% berisiko terkena osteoporosis, bergantung pada faktor-faktor seperti usia, jenis kelamin, dan etnis. Yang lebih memprihatinkan adalah paparan radiasi. Untuk misi luar angkasa seperti perjalanan ke Mars, risiko kanker meningkat secara signifikan karena paparan sinar kosmik galaksi (GCR) dan radiasi matahari yang lebih tinggi. Misi Mars dapat membuat astronot terkena radiasi sebesar 0,7 hingga 1 Sivert (Sv), dan 1 Sv meningkatkan risiko kanker sekitar 5%. Ini jauh lebih tinggi daripada dosis radiasi tipikal di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), yaitu sekitar 0,3 Sv untuk masa tinggal enam bulan.
Selain itu, pelancong luar angkasa menghadapi tantangan kesehatan serius lainnya: Sindrom Neuro-Okuler Terkait Penerbangan Luar Angkasa (SANS), penyakit kardiovaskular, dan potensi kerusakan sistem saraf. Masalah penglihatan yang disebabkan oleh pergeseran fluida dalam gayaberat mikro mungkin tetap ada bahkan setelah kembali ke Bumi. Kesehatan mental juga menjadi perhatian, karena isolasi yang berkepanjangan, pengurungan, dan jarak dari Bumi dapat menyebabkan stres, kecemasan, depresi, dan penurunan kognitif. Perubahan respons sistem kekebalan selama misi jangka panjang juga menimbulkan kekhawatiran dalam melawan infeksi atau menangani keadaan darurat medis.
Menurut pendapat saya, misi tiga tahun ke Mars layak dilakukan, meskipun para astronot kemungkinan besar akan kembali dengan masalah kesehatan yang signifikan, beberapa di antaranya mungkin parah. Misi yang lebih lama dari ini akan melampaui batas daya tahan manusia.