فضانوردان و خطر تشعشعات فضایی؛ چه چیزی ضامن جان انسان‌های خارج از زمین است؟

فضانوردان در خارج از جو زمین با چالش‌های متعددی دست و پنجه نرم می‌کنند که یکی از مهمترین آن‌ها بی‌تردید خطر تشعشعات فضایی است.

بی‌تردید یکی از مرگبارترین خطرات محیطی در فضای بیرونی برای فضانوردان چیزی کاملا نامرئی است: تشعشعات فضایی. فوران‌هایی قدرتمند از سطح خورشید ذرات باردار را در فضا به پرواز در می‌آوردند و این در کنار دیگر عوامل، در خطر بالای تشعشعات فضایی نقشی مهم دارد.

تشعشعات خطرناک فضایی

در اینجا و روی سطح سیاره زمین، ما توسط مگنتوسفر و اتمسفر در قبال تشعشعات حفاظت می‌شویم. مگنتوسفر میدانی مغناطیسی در اطراف سیاره است که با حرکت فلزات مذاب در هسته سیاره ایجاد می‌شود و هم از ما در برابر پرتوهای کیهانی حفاظت می‌کند و هم از فرسایش جو جلوگیری می‌کند. مگنتوسفر همچنین عامل شفق‌های شمالی معروف و همچنین شفق‌های قطبی زیبایی است که در مناطق خاصی از جهان رویت می‌شوند.

با وجود این مگنتوسفر تنها به زمین محدود است و زمانی که فضانوردان از سطح سیاره دور شده و به فضا بروند دیگر توسط آن محافظت نمی‌شوند و در نتیجه بسیار بیشتر در معرض تشعشعات قرار می‌گیرند.

این بدان معناست که باید راه‌حل‌هایی برای مشکل تشعشعات در انواع ماموریت‌های فضایی در نظر گرفته شود و ناسا و دیگر آژانس‌های فضایی باید تشعشعات خطرناک را در ماموریت‌های مداری روی ایستگاه فضایی بین‌المللی،‌ سفرهای فضایی و ماموریت‌های ماه در نظر گرفته و به دنبال راه‌هایی برای محافظت طولانی مدت از فضانوردان در ماموریت‌ها باشند. روتان لوئیس کارشناس ناسا در پروازهای فضایی از مرکز پروازهای فضایی گودارد می‌گوید:

خطر تشعشع همیشه وجود دارد چه در مدار باشید، چه در حال عبور و یا روی سطح سیاره. اما ناسا تشعشعات را در هر محیطی که فضانوردان در آینده ممکن است با آن مواجه شوند در نظر می‌گیرد و بر همه چیز از تکنیک‌های کاهش شدت تشعشع تا روش‌های حفاظتی مختلف تمرکز کرده است.

محافظت در برابر تشعشعات

عبور تشعشعات از مواد جامد دشوار است و در نتیجه یکی از بهترین راه‌ها برای حفاظت از فضانوردان، استفاده از محافظ فلزی ضخیم در ساختن فضاپیماها و زیستگاه‌های احتمالی آن‌ها است. اما استفاده از ورقه‌های فلزی ضخیم که وزن زیادی دارند امر پرتاب موشک‌ها را دشوار می‌کند.

یکی از ایده‌های جدیدتر برای آزمایش در ماموریت‌های آینده به ماه و مریخ، استفاده از موادی به عنوان محافظ در برابر تشعشع است که در همین مکان‌ها وجود دارند. یک مثال خوب که از سوی ناسا مطرح شده، انباشتن رگولیت ماه (سنگ پوشه یا خاک) روی پناهگاه‌ها برای محافظت در برابر تشعشعات است.

در مریخ اما احتمالا رگولیت به تنهایی برای ایمن نگه‌داشتن فضانوردان از تشعشع کفایت نمی‌کند ولی می‌تواند افزودنی مفیدی برای ترکیب با دیگر روش‌های حفاظتی باشد. گزینه دیگر، استفاده از ظرفیت‌های طبیعی روی سیاره مانند لوله‌های گدازه است که درواقع غارهایی هستند که زیر سطح سیاره قرار دارند و می‌توانند برای فضانوردان سرپناه خوبی ایجاد کنند.

اما مسئله فضانوردان و خطر تشعشعات فضایی به این محدود نیست و در شرایطی که راه‌حل جدید تنها بر ایجاد پناهگاه‌هایی برای فضانوردان تمرکز کرده است، طبیعتا در هر ماموریتی فضانوردان ناگزیر باید در مناطق بدون سرپناه هم حرکت کنند. در این مورد، فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌المللی در حال آزمایش یک جلیقه محافظ تشعشع خاص به نام جلیقه AstroRad هستند که اگرچه کل بدن را نمی‌پوشاند، آسیب‌پذیرترین نقاط بدن و اندام‌های حیاتی را که در معرض تشعشع هستند به خوبی حفاظت می‌کند.

اثرات طولانی مدت تشعشعات بر بدن انسان

تشعشع همیشه یک قاتل فوری نیست و در عموم ماموریت‌های فضایی که مورد بحث این مطلب است، سطح تشعشعاتی که فضانوردان تجربه می‌کنند در حد یک خطر کوتاه مدت برای سلامتی نیست، بلکه با قرار گرفتن مکرر افراد در معرض تشعشعات و در طول زمان منجر به افزایش جدی خطر ابتلا به سرطان می‌شود.

کری لی، دانشمند پرتوشناس ناسا که روی مسئله حفاظت در برابر تشعشعات در فضاپیمای اوریون که قرار است به زودی در ماموریت‌‌های ماه استفاده شود کار می‌کند می‌گوید:

هدف ما محدود کردن خطر قرار گرفتن در معرض تشعشعات در طول زندگی یک فضانورد است. ما اثرات حاد تشعشعات را در طول ماموریت یا بلافاصله بعد از بازگشت از آن در فضانوردان می‌بینیم اما نگرانی اصلی مربوط به اثرات طولانی مدت تشعشعات است.

البته در حال حاضر موارد نادانسته زیادی درباره چگونگی تاثیر تشعشعات بر بدن، به خصوص میزان تشعشعی که یک ماموریت مریخ می‌تواند به همراه داشته باشد وجود دارد. اما در عین حال تحقیقاتی در حال انجام است که آیا داروها و رژیم‌های غذایی غنی از آنتی‌اکسیدان می‌توانند به حفاظت کافی از فضانوردان در برابر اثرات طولانی و کوتاه مدت تشعشعات کمک کند یا خیر؟

مطالعات با استفاده از داده‌های منابعی مانند مریخ نورد کنجکاوی (Curiosity) نشان از آن دارد که ماموریت‌هایی به مریخ که کمتر از چهار سال طول بکشد همین حالا و با سطح حفاظت کنونی ایمن خواهند بود و این خود شروع خوبی محسوب می‌شود.

اما پیش از اینکه کاملا مطمئن شویم و بتوانیم با خیال راحت فضانوردان را به مریخ یا مصافت‌هایی دورتر بفرستیم، هنوز چیزهای زیاد دیگری وجود دارد که باید درباره تشعشعات بدانیم و کارهای زیادی هم باید یاد بگیریم تا بتوانیم به اندازه کافی و به طور طولانی مدت از انسان در برابر تشعشعات حفاظت کنیم.