چالش‌های سفر به مریخ؛ از پرتوهای کیهانی تا پخت غذا و افسردگی

فرستادن انسان به مریخ کار دشواری است، اما اخیرا هیئتی از کارشناسان در جشنواره‌ی جهانی علوم، جزئیات فرستادن انسان به مریخ را با درنظرگرفتن نکاتی مثل زندگی در زیر زمین تا ورزش در فضا و حتی پخت نان در سیاره‌ی سرخ بررسی کرده‌اند.

رویداد مورد بحث با عنوان «ما مریخی خواهیم‌ شد» در تاریخ ۲۹ مه برگزار شد. در این نشست پروژه‌ی بازگشت به ماه هم به‌عنوان بخشی از مسیر سفر به مریخ به بحث گذاشته شد. اعضای این نشست با بحث در مورد مأموریت‌های سرنشین‌دار نظیر برنامه‌ی آرتمیس، این قبیل پروژه‌ها را زمینه‌ و پشتیبانی برای مأموریت‌های سرنشین‌دار به مریخ دانستند.

لین شر، روزنامه‌نگار و نویسنده‌ی کتاب «سالی راید: اولین فضانورد زن آمریکایی در فضا» (سیمون و شوستر، ۲۰۱۵) در این رویداد یک مجموعه از سؤال‌های جدید را مطرح کرد.

شر از میشل راکر، مهندس ناسا در مورد زمان پرتاب پرسید. به‌گفته‌ی راکر، فرستادن فضاپیما به سمت مریخ مثل پاس دادن توپ فوتبال به بازیکن دیگر است؛ به‌طوری‌که ارسال‌کننده‌ی توپ نمی‌داند گیرنده کجاست؛ اما توپ را به نقطه‌ای ارسال می‌کند که گیرنده بعدا به آن خواهد رسید.

راکر با بیان اینکه وضعیت دومی، هماهنگی مطلوبی است، اشاره کرد که در این نقطه، موقعیتی آتی را پیش‌بینی خواهید کرد و پرتاب را در لحظه‌ای انجام نخواهید داد که زمین و مریخ کمترین فاصله را با یکدیگر دارند. به نقل از مرکز فضایی گودارد ناسا در بهترین موقعیت قرارگیری دو سیاره نسبت به یکدیگر، فضاپیما می‌تواند در زمان تقریبی ۹ ماه به مریخ برسد.

اسکات کلی در مأموریت ۳۴۰ روزه فضایی، از ماژول کاپولا ایستگاه فضایی بیرون را نگاه می‌کند. مأموریت او جمع‌آوری مستنداتی در مورد شگفتی‌های سطح زمین بود.

سؤال بعدی شر این بود: انسان‌ها در طول پرواز چه چیزی همراه خود خواهند برد؟ فضانوردان سیاره‌ی سرخ مقدار زیادی آب همراه خود خواهند برد. به‌گفته‌ی راکر مریخ‌نورد، کیوریاسیتی بزرگ‌ترین جسمی است که توسط انسان با موفقیت روی سطح مریخ فرود آمده است اما وزن فضاپیماهای سرنشین‌دار حداقل ۲۰ برابر بیشتر از نمونه‌های رباتیک خواهد بود. از طرفی آب نه‌تنها از حیات انسان پشتیبانی خواهد کرد، بلکه می‌تواند از پرتوهای فضایی نیز جلوگیری کند.

به‌گفته‌ی دکتر یون کیگل، پرتوها یکی از مهم‌ترین مولفه‌هایی است که باید در چنین سفرهایی درنظر گرفته شود. در سفرهایی که تقریبا ۶ ماه طول می‌کشند، وجود یک پوشش آبی می‌تواند از فضانوردان دربرابر امواج مضر محافظت کند. با پمپ کردن آب در اطراف محل خواب فضانوردان می‌توان خطر برخورد پرتوهای خورشیدی را کاهش داد.

کیگل به بررسی دوقلو‌های ناسا اشاره کرد که در آن، اسکات کلی تقریبا یک سال را در فضا گذراند؛ درحالی‌که دوقلوی همسان او مارک کلی به‌عنوان کنترل آزمایشی روی زمین باقی ماند. هدف این پژوهش، بررسی تأثیر ریزگرانش و تجربه‌ی بی‌وزنی فضانوردها در مدار پایینی زمین و آثار آن بر بدن انسان در سفرهای فضایی طولانی‌مدت بود.

در این پژوهش، اطلاعاتی در مورد آسیب‌پذیری بدن انسان در فضا جمع‌آوری شد. ایده‌ی پیشنهادی کیگل برای افزایش ایمنی بدن، استفاده از سلول‌های بنیادی است. براساس این طرح، سلول‌های بنیادی از بدن فضانوردها برداشت می‌شود و سپس مجددا به بدن آن‌ها بازگردانده می‌شود. به این صورت، آسیب‌پذیری بدن در فضا به حداقل می‌رسد. کیگل اضافه کرد:

در پروازهای فضایی باید رویه‌هایی را برای ترمیم آسیب‌های ریزگرانش در نظر گرفت. از طرفی باید از ابزار و وسایل مناسب برای نگه‌داری خون استفاده کرد؛ زیرا مایعات به‌راحتی در فضا شناور می‌شوند.

سلامت فیزیکی، تنها نگرانی کارشناسان در سفرهای سرنشین‌دار فضایی نیست و سلامت روانی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. مشکلاتی نظیر اختلال خواب یا عدم فعالیت خلاقانه و ورزش فیزیکی می‌توانند به روان انسان آسیب بزنند. به عقیده‌ی کیگل، فعالیت‌های نیروبخش و مؤثر در تجدید قوا نظیر تحرک، عکاسی، موسیقی و هنر در چنین شرایطی ضروری هستند.

نمای سرتاسری مریخ که تقریبا از ۱۰۰ تصویر مدارپیمای وایکینگ تشکیل شده است

فضانوردها در سفر به مریخ باید در روابط خود تعادل ایجاد کنند. به این منظور، برنامه‌ریزها و مسئولان مأموریت باید امکان برقراری ارتباط دوره‌ای بین فضانوردها و خویشاوندان‌شان را فراهم کنند و همچنین افرادی را انتخاب کنند که ازنظر روحی با مأموریت‌های طولانی‌مدت سازگار هستند.

به عقیده‌ی کارشناسان، افراد معمولا در ابتدا نسبت به این سفر مشتاق هستند اما باید مراقب روابط شخصی خود هم باشند. روی فضاپیماها ماژول‌های مجزایی نصب می‌شوند که فضانوردها به‌لطف آن‌ها می‌توانند از زمان ارزشمند خصوصی خود استفاده کنند و به تمرین‌های ذهنی بپردازند.

در سفر به مریخ، علاوه‌بر سلامت جسمی باید به سلامت روحی فضانوردان هم توجه داشت

نگرانی‌های مرتبط با سلامت روانی تنها مربوط‌به طول سفر نیستند. شرایط سکونت‌ناپذیر مریخ با جو رقیقی که نمی‌تواند سطح سیاره را از خطر پرتوهای کیهانی محافظت کند، بدین معنی است که خدمه‌ی بازدیدکننده از سیاره‌ی سرخ باید در محیط‌های عایق زندگی کنند.

بااین‌حال، زندگی پشت دیوارهای بسته بر روان انسان تأثیر می‌گذارد. الن استوفان، زمین‌شناس سیاره‌ای می‌گوید وقتی از فضانوردها پرسیده می‌شود در دوران اقامت طولانی‌مدت‌شان در ایستگاه فضایی بین‌المللی، بیش از همه دلتنگ چه چیزهایی روی زمین می‌شوند، آن‌ها به حس وزش باد روی صورتشان و بوییدن باران اشاره می‌کنند.

با این اوصاف، وجود محیط‌های عایق برای هر عملی درجهت اکتشافات انسانی در مریخ ضروری است. به‌گفته‌ی کارشناسان نشست، باید در نظر داشت که طوفان‌های شن و تغییر فصل‌ مریخ می‌تواند به در و دیوار سکونتگاه‌ها آسیب‌ بزند. بااینکه فضانوردها با رفتن به زیر زمین از پرتوهای مضر در امان می‌مانند، اما به نور مصنوعی نیاز دارند و نور مصنوعی می‌تواند به افسردگی منجر شود.

علاوه‌بر این باید جمعیت‌های میکروسکوپی را هم در نظر گرفت. تریلیون‌ها باکتری، ویروس و قارچ بخشی از بدن موسوم به میکروبیوم را تشکیل می‌دهند. احتمال تغییر میکروبیوم در واکنش به محیط جدید وجود دارد و ممکن است بدن نتواند به‌راحتی به وضعیت قبل بازگردد.

مأموریت‌های مریخ براساس راهبردهای محافظت از سیاره‌ها اجرا می‌شوند؛ در این مأموریت‌ها، سیاره‌های مقصد باید از میکروب‌های زمینی مصون باشند و باید از نفوذ آلودگی به سیاره‌های دیگر جلوگیری کرد. مأموریت‌های مریخی وفادار به راهبردهای محافظت سیاره‌ای هستند؛ هر مأموریت به سیاره‌ای دیگر باید از میکروب‌های زمینی مستقل باشد و آلودگی نباید به سیاره‌های دیگر منتقل شود.

هیئت بررسی به‌صورت خلاصه به شرح پخت‌وپز در مریخ پرداخت. کیم بینستد، دانشمند فضایی، اشاره کرد که کیسه‌ی آرد می‌تواند منبعی طولانی‌مدت از غذا فراهم کند که نسبت به غذای آماده بهتر است. بااینکه پخت‌وپز در مریخ چالش‌هایی مثل ریزگرانش را دارد، اما با ارسال مواد غذایی به‌جای غذاهای آماده می‌توان منبع تأمین غذایی را افزایش و وزن فضاپیما را کاهش داد.