Science Fiction hat einen langen, kalten Schlaf als den besten Weg romantisiert, Raum-Zeit in unseren zukünftigen Abenteuern zu verschmelzen. In Interstellar, Prometheus und The Fifth Element halten Hypersleep-Pods Reisende vor dem Altern und nutzen wertvolle Energieniveaus sowohl für Reisende als auch für Raumfahrzeuge effizient. Tatsächlich sind Hypersleep-Pods ein Schlüsselelement für Passagiere, bei denen Kolonisten, die durch den Weltraum in Richtung einer fernen Kolonie surren, 120 Jahre lang eingeschläfert werden.
Ohne einen Warp- oder EM-Antrieb gibt es keine praktikable Option, um Menschen während der Langstrecken-Raumfahrt am Leben zu erhalten, was die Möglichkeiten des kryogenen Schlafes zur verlockendsten und vielversprechendsten Möglichkeit macht, unseren Weg zu einem anderen Planeten zu dösen.
So funktioniert Kryotechnik: Körper werden durch den Prozess der Verglasung konserviert. Ein Frostschutzmittel wird hinzugefügt, das Wasser in den Zellen ersetzt. Das Gewebe wird dann auf -220 Grad Fahrenheit abgekühlt, aber anstatt zu Eis zu kristallisieren, verklumpen die Chemikalien und werden fest, molekular ähnlich wie Glas. Die neue Glasform verhindert das Platzen der Zellen und hält sie theoretisch für immer in Stase.
Eine Person kann nicht legal kryogen eingefroren werden, bis sie legal tot ist, was ein zusätzliches Problem für die Ärzte der Zukunft darstellt: Sie müssen die Körper wieder erwärmen und sie dann wieder zum Leben erwecken.
Hier wird es ein bisschen matschig: Sollte die Kryotechnik funktionieren, gibt es Grund zu der Annahme, dass ein Körper nicht vollständig wieder zum Leben erweckt werden müsste. Legaler Tod und totaler Tod sind nicht genau dasselbe; die Idee ist, dass, wenn Sie eingefroren werden können, nachdem Ihr Herz aufhört, aber bevor die Gehirnfunktion ins Stocken geraten ist, dort oben noch genug los ist, um eine Rückkehr ins Leben zu ermöglichen.
In diesem Teil der Wiedererwärmung konzentrieren Wissenschaftler ihre Energien. Anfang dieses Jahres gab ein Forscherteam bekannt, dass sie erfolgreich 50 Milliliter (1,7 Flüssigunzen) Gewebe aufgetaut hatten. Der frühere Rekord war nur ein Milliliter, den die Wissenschaftler mit einer Art Nanotechnologie-Aufwärmdecke sprengten, die es dem Gewebe ermöglichte, schnell und gleichmäßig aufzutauen, wodurch Kristallisation und Zellschäden verhindert wurden.
Es könnte also nicht mehr lange dauern, bis ganze Organe kryogen eingefroren und aufgetaut werden können — ein großer Segen für alle, die auf eine Transplantation warten. Derzeit wird etwa die Hälfte der gespendeten Organe weggeworfen, weil sie es nicht rechtzeitig zu einem geeigneten Empfänger schaffen. Wenn wir ein Gehirn oder ein Herz einfrieren können, gibt es keinen Grund zu der Annahme, dass nicht ganze lebende Tiere die nächsten sein werden. Und wenn der Tag kommt, an dem wir ein Schwein sicher wiederbeleben können, können Sie darauf wetten, dass die Menschen als nächstes kommen, und es wird nicht lange dauern, bis Sie für legal tot erklärt werden müssen, bevor Sie in die Stase eintreten können.
Eine Tiefkühlung ist nicht die einzige Möglichkeit, das Leben der Zellen zu verlängern. In vielen Fällen ist es besser, nur zu entspannen. Das Abkühlen eines Systems verlangsamt alle Funktionen des Stoffwechsels und verlangsamt im Wesentlichen das Altern. Mit anderen Worten, Sie könnten nicht 1.000 Jahre dauern, aber Sie könnten die Reise zum Mars machen, ohne die negativen Auswirkungen der Raumfahrt zu erleiden oder viel essen zu müssen. Die gute Nachricht ist, dass wir wissen, dass diese Art von Stase möglich ist — viele Tiere tun es, und viele von ihnen haben eine Physiologie, die unserer eigenen nicht unähnlich ist.
Wir neigen dazu, den Winterschlaf als langen Schlaf zu betrachten, aber die beiden haben physiologisch sehr wenig gemeinsam. Um Winterschlaf zu halten, treten Tiere in einen Zustand ein, der Torpor genannt wird, was eine allgemeine Verlangsamung der Körperfunktion ist, im Wesentlichen ein weniger extremer kryogener Schlaf. Bären verlangsamen sich nur ein wenig und kühlen ihren Körper um etwa 10 Grad Fahrenheit, was genug Energie spart, um einen langen Winter zu überstehen. Wenn Sie einen Bären in Erstarrung gestört, jedoch, es würde immer noch einen Kampf setzen.
Nicht das Eichhörnchen. Erdhörnchen können ihren Körper auf etwa Gefriertemperatur abkühlen, an welchem Punkt es für die Welt tot ist, obwohl es noch sehr lebendig ist. Sie sind meistens in ihren Höhlen sicher, es sei denn, ein Dachs schnüffelt und gräbt sie aus. „Es würde einfach vom Dachs gepackt und tot sein, ohne zu wissen, was damit passiert ist. Das ist ein sehr extremer physiologischer Zustand „, sagt Gail Michener, eine Biologin, die Richardsons Erdhörnchen in freier Wildbahn untersucht, gegenüber Inverse. Die Eichhörnchen können jedoch nur einige Wochen in diesem Zustand bleiben, danach müssen sie sich für einen Zeitraum von etwa 12 Stunden aufwärmen, vermutlich um mit Giftstoffen fertig zu werden, die sich durch ihren verlangsamten Stoffwechsel angesammelt haben.
Also machen Bären eine Sache und Erdhörnchen eine andere. Die Frage, wie eine längere Erstarrung beim Menschen erreicht werden kann, ist nicht leicht zu beantworten. „Ich vermute, dass es viel Manipulation erfordern würde“, sagt Michener. „Weil die Art und Weise, wie der Zellstoffwechsel in einem Tier funktioniert, das sich in Erstarrung befindet, eindeutig sehr unterschiedlich sein wird. Es muss Gene geben, die ein- und ausgeschaltet werden.“
Menschen können und erreichen Zustände der Erstarrung, obwohl niemand sie länger als ein paar Wochen auf einmal überlebt hat. Der seltsame verlorene Wildnisreisende überlebt gelegentlich Tage oder Wochen mit einer wesentlich abgekühlten Körpertemperatur. Ärzte induzieren sogar Hypothermie, um die Körperfunktion bei einigen chirurgischen Eingriffen zu verlangsamen.
Interstellare Raumfahrt ist in unserer Reichweite. Das einzige große Problem ist, wie wir auf dem Weg dorthin schlafen werden.