انسان چگونه خود را برای سفر به مریخ آماده می‌ کند؟ + ویدیو

بقا و سفر انسان به مریخ نیازمند ترکیبی از فناوری، مدیریت منابع، حمایت روانی و آموزش‌های پیشرفته است.

به گزارش سرویس علمی تک‌ناک، روی زمین، جاذبه استخوان‌های ما را شکل می‌دهد، جو از ما در برابر پرتوهای کیهانی محافظت می‌کند و شبکه‌ای از سیستم‌های زیستی، تداوم حیات را ممکن می‌سازد. اما اگر این تکیه‌گاه‌ها را از ما بگیرند، بقا به نبردی روزانه تبدیل می‌شود.

با وجود این، بشریت دقیقا برای چنین وضعیتی آماده می‌شود؛ سفری چندساله به مریخ، جایی که نه راه بازگشت فوری و نه ارتباط سریع دارد و نه کمکی که در چند هفته برسد. سلامتی در فضا مفهومی فراتر از تناسب اندام است. این واژه، به معنای حفظ تعادل جسم، روان و محیط در مکانی است که از ثبات بی‌بهره است.

ایستگاه فضایی بین‌المللی در دو دهه گذشته، آزمایشگاهی شناور در ارتفاع حدود ۴۰۰ کیلومتری از زمین بوده است. اما مریخ، ۲۲۵ میلیون کیلومتر دورتر، هر چالش معمول پزشکی، روانی یا عملیاتی را به بحرانی عظیم تبدیل می‌کند. فضا بدن انسان را از درون نابود می‌کند؛ قلب را از بین می‌‌برد، استخوان‌ها را دچار فرسایش می‌کند و حتی باعث بازنویسی کدهای ژنتیکی می‌شود. اما این‌بار، روایت از «آسیب» به «پایداری» تغییر کرده است؛ تلاشی برای درک اینکه انسان چگونه می‌تواند در برابر پرتو، تنهایی و سکوت میان دو جهان دوام بیاورد.

سفر بی‌بازگشت

سفر به مریخ با فناوری‌های کنونی، بین هفت تا ۹ ماه برای هر مسیر زمان می‌برد و در مجموع می‌تواند تا سه سال طول بکشد. برخلاف ایستگاه فضایی بین‌المللی، که فضانوردان می‌توانند ظرف چند ساعت به زمین بازگردند، در این ماموریت هیچ راه خروج اضطراری وجود ندارد. هر عضو خدمه باید آماده باشد تا بدون هیچ پشتیبانی فوری از زمین، زندگی، کار و بقا را تجربه کند. فضانوردان آموزش دیده‌اند تا تقریبا همه سامانه‌های فضاپیما را از هدایت و تعمیرات گرفته تا سیستم‌های حیاتی مدیریت کنند. اما بخش پزشکی آموزش‌ها محدود است. آنها ممکن است ناچار شوند در شرایط واقعی و با تمرین اندک، با بحران‌های پزشکی روبه‌رو شوند؛ از بیماری‌های معمولی مانند آپاندیسیت یا عفونت گرفته تا عارضه‌هایی که تاکنون هرگز در فضا تجربه نشده‌اند.

ناسا و دیگر آژانس‌های فضایی برای مقابله با این چالش، در حال توسعه سیستم‌هایی هستند که پزشکی از راه دور، هوش مصنوعی و ابزارهای جراحی قابل‌ حمل را ترکیب می‌کنند تا فضانوردان در عمل، یک پزشک دیجیتال همراه خود داشته باشند. با وجود این، جراحی همچنان آخرین گزینه است. در هر مرحله، تصمیم‌گیری درباره اینکه چه چیزی باید در ماموریت گنجانده شود (از ربات جراح گرفته تا غذای اضافی یا سپرهای ضدپرتو) با مصالحه‌ای دشوار همراه است، چرا که منابع محدود هستند و هیچ جایی برای خطا وجود ندارد.

بیشتر بخوانید: برنامه چین برای ارسال اولین مسافران به سفر فضایی در سال ۲۰۲۷

حتما بخوانید: طراحی فضاپیمای چندنسله برای سفرهای بین‌ستاره‌ای بلندمدت

بعد روان‌شناختی سفر به مریخ

حتی اگر جسم انسان توان تحمل شرایط سخت فضا را داشته باشد، ذهن ممکن است در برابر فشارها تاب نیاورد. ماموریت به مریخ روان بشر را به محدودیت‌هایی سوق می‌دهد که پیش از این هیچ‌گاه تجربه نشده‌اند. زندگی طولانی در یک کپسول کوچک به معنای انزوا، یکنواختی مطلق و وابستگی کامل به همان تیم محدود است. هیچ ارتباط زنده با زمین، هوای تازه یا امکان خروج از کپسول وجود ندارد، مگر به خلا مرگبار وارد شوند.

فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌المللی در ماموریت‌های شش‌ماهه از استرس، بی‌خوابی و تغییرات خلقی گزارش داده‌اند. حال اگر آن را شش برابر کنید و انزوای کامل را اضافه کنید، ابعاد چالش کاملا روشن می‌شود. مطالعات شبیه‌سازی ماموریت مریخ روی زمین، از جمله پروژه‌ای که داوطلبان را بیش از ۵۰۰ روز در یک فضاپیمای شبیه‌سازی‌شده حبس کرد، مشکلات خواب، بی‌ثباتی عاطفی و اختلال در ارتباطات را آشکار ساخت. کارشناسان تاکید دارند که موفقیت این ماموریت به همان اندازه که به فناوری بستگی دارد، به حفظ سلامت روان نیز وابسته است. روال‌های منظم، رهبری شفاف و روابط انسانی مستحکم ضروری خواهند بود. محیط‌های واقعیت مجازی برای مقابله با یکنواختی حسی در حال بررسی هستند تا فضانوردان بتوانند از داخل فضاپیما در جنگل‌ها یا کنار ساحل قدم بزنند. موسیقی، ادبیات و فعالیت‌های خلاقانه، ابزارهایی کلیدی برای حفظ روحیه خواهند بود. در فضای عمیق، حفظ سلامت روان به اندازه اکسیژن حیاتی است.

تهدید نامرئی

فراتر از انزوا، فضانوردان با یک خطر پنهان و مرموز روبه‌رو هستند، که پرتوهای کیهانی است. روی زمین، جو و میدان مغناطیسی ما بیشتر ذرات پرانرژی خورشید و فضا را منحرف می‌کنند، اما در فضای عمیق، این حفاظ‌ها دیگر کارایی ندارند. فضانوردان در معرض پرتوهای خورشیدی و کیهانی قرار می‌گیرند، که می‌توانند بافت بدن را از میان ببرند، DNA را تخریب کنند و خطر ابتلا به سرطان، بیماری‌های قلبی و اختلالات عصبی را افزایش دهند.

برخی از فضانوردان حتی گزارش داده‌اند که هنگام بستن چشم‌ها، فلش‌های نورانی دیده‌اند، چرا که پرتوافشانی به‌ طور مستقیم از شبکیه عبور می‌کند. در طول یک ماموریت به مریخ، میزان تجمعی این تابش می‌تواند معادل هزاران عکس رادیولوژی از قفسه سینه باشد. مهندسان برای مقابله با این تهدید، روش‌های مختلفی را آزمایش می‌کنند، که از جمله آنها می‌توان به دیواره‌های ضخیم‌تر فضاپیما با مواد غنی از هیدروژن، مخازن آب پیرامون کابین‌ها و حتی ایجاد میدان‌های مغناطیسی مصنوعی مشابه حفاظ زمین اشاه کرد. با وجود این، اضافه کردن وزن محافظ‌ها، برد و سرعت فضاپیما را محدود می‌کند. تعادل میان حفاظت و قابلیت عملیاتی، یکی از پیچیده‌ترین چالش‌های مهندسی در سفرهای فضایی است.

غذا، مهم‌ترین چالش بقا در سفر به مریخ

در میان تمام چالش‌های بقا، تامین تغذیه شاید فوری‌ترین و حیاتی‌ترین مسئله باشد. در ایستگاه فضایی بین‌المللی، فضانوردان با ماموریت‌های منظم تامین مواد غذایی، میوه‌ها و سبزیجات تازه دریافت می‌کنند. اما در ماموریت مریخ، هیچ منبع تامین تازه‌ای برای سال‌ها در دسترس نخواهد بود. غذای بسته‌بندی‌شده تنها مدت محدودی قابل استفاده است و بسیاری از ویتامین‌های ضروری با گذر زمان تحلیل می‌روند. بدون منبع مطمئن تغذیه، حتی کمبودهای ساده می‌توانند کل ماموریت را به خطر بیندازند.

به همین دلیل، آژانس‌های فضایی تولید غذا در فضا را در صدر اولویت‌های خود قرار داده‌اند. اولین موفقیت در این زمینه به سال ۲۰۱۵ بازمی‌گردد، زمانی که فضانوردان کاهو کاشتند و مصرف کردند. ماموریت‌های آینده می‌توانند این مفهوم را گسترش دهند و با استفاده از گلخانه‌های جمع‌وجور، سبزیجات، میوه‌ها و پروتئین‌های مبتنی بر جلبک تولید کنند. این اکوسیستم‌های بسته، هوا، آب و پسماندها را بازیافت می‌کنند تا گیاهان رشد داشته باشند و در نهایت فضانوردان تغذیه شوند. فراتر از نیازهای جسمی، مراقبت از گیاهان، آرامش روانی را نیز به همراه دارد؛ در محیط استریل و فلزی فضاپیما، رسیدگی به موجود زنده می‌تواند پیوندی قدرتمند با زمین ایجاد کند.

بازیافت زندگی در سفر به مریخ

در ماموریت به مریخ هیچ چیزی حق هدر رفتن ندارد. ایستگاه فضایی بین‌المللی قادر است تا ۹۸ درصد آب مصرفی خود را از منابعی مانند: عرق، تنفس و حتی ادرار بازیافت کند و دوباره به آب آشامیدنی سالم تبدیل نماید. همین فرایند با تجزیه مولکول‌های آب به هیدروژن و اکسیژن، اکسیژن مورد نیاز را برای تنفس نیز فراهم می‌آورد. زباله‌های جامد فشرده و در هنگام بازگشت به جو سوخته می‌شوند، اما سیستم‌های آینده باید فراتر بروند و هر خروجی را به یک ورودی قابل استفاده تبدیل کنند.

برای ماموریتی سه‌ساله به مریخ، سیستم‌های پشتیبانی حیات باید بدون نقص باشند. مهندسان در حال آزمایش روش‌هایی برای بازیافت تقریبا تمام ضایعات تولیدشده خدمه (از هوا، آب و غذا گرفته تا انرژی) هستند. حتی برخی طرح‌های فضاپیما جاذبه مصنوعی را دوباره مطرح می‌کنند، که استفاده از چرخش برای ایجاد نیروی گریز از مرکز و شبیه‌سازی جاذبه است. این تکنیک می‌تواند از آتروفی عضلانی و تحلیل استخوان جلوگیری کند.

برای مطالعه بیشتر: ترامپ از برنامه آمریکا برای ارسال فضانوردان به مریخ خبر داد

درس‌هایی مهم از زندگی در شرایط سخت روی زمین

نزدیک‌ترین نمونه‌ها برای درک شرایط ماموریت‌های فضایی را می‌توان روی زمین یافت؛ در مکان‌هایی که انزوا، محدودیت و شرایط محیطی سخت، تاب‌آوری انسان را می‌سنجند. پایگاه‌های تحقیقاتی قطب جنوب، ماه‌ها بدون تامین مجدد یا نور خورشید فعالیت می‌کنند و انزوای فضایی را بازسازی می‌کنند. آزمایشگاه‌های زیرآبی و زیردریایی‌ها شرایط مشابهی ارائه می‌دهند، جایی که تیم‌های کوچک در سیستم‌های بسته و جدا از جهان بیرون زندگی می‌کنند.

این محیط‌ها درس‌های مهمی درباره رهبری، همکاری تیمی و مقاومت روانی می‌آموزند. همه افراد قادر به تحمل یکنواختی یا محدودیت نیستند. بررسی‌های روانشناختی دقیق و آزمایش‌های سازگاری، برای تشکیل خدمه‌ای حیاتی است که بتوانند سال‌ها انزوا را تحمل کنند.

مهندسی انسان آینده

با رسیدن به محدودیت‌های فناوری، دانشمندان به دنبال راه‌هایی هستند تا زیست‌شناسی انسان خود را نیز با شرایط فضا سازگار کنند. یکی از حوزه‌های نوظهور، مهندسی میکروب‌هایی است که در بدن انسان مستقر می‌شوند و داروهای مورد نیاز را در لحظه تولید می‌کنند و به این ترتیب نیاز به حمل حجم زیادی از دارو کاهش می‌یابد. حوزه دیگر، نانودارو است؛ ماشین‌های میکروسکوپی که می‌توانند بیماری را شناسایی، بافت‌ها را ترمیم و سلامت فضانورد را به صورت لحظه‌ای پایش کنند.

شاید جسورانه‌ترین مفهوم، خواب یخی باشد؛ کاهش متابولیسم به گونه‌ای که فضانوردان بتوانند در طول سفرهای طولانی «خواب زمستانی» کنند. این روش نه تنها نیاز به غذا و اکسیژن را کاهش می‌دهد، بلکه فشار روانی سال‌ها انزوا و طول سفر را نیز سبک‌تر می‌کند. راه حل دیگری نیز وجود دارد که بیولوژی را کنار می‌زند و آن سرعت است. پیشرانه‌های پیشرفته، مانند موتورهای هسته‌ای-حرارتی یا پلاسما، می‌توانند زمان سفر به مریخ را از 9 ماه به دو یا سه ماه کاهش دهند. سفر سریع‌تر به‌طور طبیعی تابش پرتو، تحلیل عضلات و اثرات انزوا را کاهش می‌دهد. در فضا، سرعت به معنی بقا است!

اهمیت مریخ

هر چالشی که در مسیر مریخ با آن روبه‌رو می‌شویم (بازیافت هوا و آب، تولید غذا در اکوسیستم‌های بسته و مدیریت سلامت روان) آینه‌ای از مشکلات زمین است. فناوری‌های توسعه‌یافته برای فضا می‌توانند به بقای زندگی در سیاره‌ای گرم‌تر و فقیر از منابع کمک کنند. کشاورزی فضایی می‌تواند امنیت غذایی را ارتقا دهد، بازیافت آب، انقلابی در حفظ منابع ایجاد کند و تحقیقات روانشناختی به افرادی کمک نماید که در انزوا زندگی می‌کنند.

در حالی که رویای استعمار مریخ تیترها را پر می‌کند، هدف واقعی این تلاش شاید فرار از زمین نباشد، بلکه درک آن است. با یادگیری چگونگی بقا در دوردست‌ها، بشریت دوباره در حال بازکشف آن چیزی است که برای زندگی واقعی روی زمین ضرورت دارد.

نوشته انسان چگونه خود را برای سفر به مریخ آماده می‌ کند؟ + ویدیو اولین بار در Technoc. پدیدار شد.