برنامه ناسا برای محافظت از فضانوردان مریخ در برابر تشعشعات


ماموریت آرتمیس I، که اخیراً یک پرواز آزمایشی تاریخی به دور ماه را به پایان رساند، هیچ فضانوردی در هواپیما نداشت – اما دو مسافر بسیار ویژه داشت: هلگا و زوهار، یک جفت نیم تنه ساختگی با جزئیات آناتومیک، که یکی از آنها برای سفر یک جلیقه محافظ تشعشع مخصوص به تن داشت. ماموریت آنها؟ میزان قرار گرفتن در معرض تشعشعات در اعماق فضا را اندازه گیری کنید و تعیین کنید که آیا جلیقه می تواند به محافظت از فضانوردان در برابر خطرات نامرئی فضا کمک کند یا خیر.

برای ،ب اطلاعات بیشتر در مورد تهدید پرتوهای فضایی و نحوه محافظت از فضانوردان در برابر آن، با مدیر عامل شرکت سازنده جلیقه، StemRad، و همچنین با فضانورد بازنشسته ناسا، اسکات کلی، کهنه کار ماموریت های ایستگاه فضایی صحبت کردیم. به دلیل نقش خود در تحقیقات در مورد سلامت فضانوردان شناخته شده است.

خطرات ناپیدای تشعشعات

در اینجا روی زمین، ما توسط مگنتوسفر سیاره از تشعشعات خطرناک محافظت می‌شویم. میدان مغناطیسی اطراف زمین تشعشعات را در دو ناحیه به نام کمربندهای ون آلن به دام می‌اندازد و آن را برای ما در سطح امن می‌کند. اما هنگامی که فضانوردان از مدار پایین زمین فراتر می روند، همانطور که برای بازدید از ماه (و سایر مکان های بالقوه در منظومه شمسی، مانند مریخ) لازم است، در معرض تشعشعات خطرناک قرار می گیرند.

شفق قطبی که از ایستگاه فضایی دیده می شود.

در درازمدت، قرار گرفتن در معرض این تشعشع – که شامل ذرات باردار خورشید به نام بادهای خورشیدی، ذراتی است که در پرتاب جرم تاجی و پرتوهای کیه، پرتاب می‌شوند – می‌تواند منجر به انواع مشکلات سلامتی شود. مهمتر از همه، قرار گرفتن در معرض تابش احتمال ابتلا به سرطان یا بیماری های دژنراتیو مختلف را افزایش می دهد. به همین دلیل است که ناسا و سایر آژانس‌های فضایی محدودیت‌هایی در مورد میزان تشعشعات یک فضانورد در طول عمر خود دارند.

مواجهه فضانوردان در یک محیط مداری مانند ایستگاه فضایی بین‌المللی بسیار کمتر از آن چیزی است که در سفر به ماه تجربه می‌کنند، اما هنوز برای تأثیرگذاری بر خدمه کافی است. اسکات کلی، که چندین ماموریت را در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) انجام داده است، می‌گوید: «گاهی اوقات می‌تو،د پرتوهای کیه، را ببینید که به کره چشم شما برخورد می‌کنند، و متوجه می‌شوید که این اشعه است و همچنین از بدن شما و همچنین چشمان شما عبور می‌کند». “پس این چیزی است که شما از آن آگاه هستید.”

جسارت فراتر از مگنتوسفر

با برنامه های ناسا برای بازگرداندن انسان به ماه و در نهایت فرستادن یک ماموریت خدمه به مریخ، موضوع قرار گرفتن در معرض تشعشعات یک نگر، بزرگ است. ماموریت های قبلی به ماه تحت برنامه آپولو فقط چند روز به طول انجامید، و فضانوردان خوش شانس بودند که هیچ رویداد ذرات خورشیدی را که باعث افزایش سطح تشعشع در زم، که دور بودند، تجربه ن،د. اما برای ماموریت‌هایی که هفته‌ها یا حتی ماه‌ها طول می‌کشد، ما به راه‌حلی برای محافظت از فضانوردان در برابر تشعشعات نیاز داریم.

جلیقه AstroRad از اینجا وارد می شود. این جلیقه از مواد پلیمری غنی از هیدروژن ساخته شده است، لگن و تنه را می پوشاند و از آسیب پذیرترین اندام ها در برابر تابش خورشید محافظت می کند. ممکن است تعجب آور به نظر برسد که حفاظت در برابر تشعشعات را فقط می توان برای ،مت های خاصی از بدن اعمال کرد، و اورن میلشتاین، مدیر عامل StemRad، گفت که بسیاری از ،، که در صنعت فضایی این ایده را مطرح کرده بود نیز شگفت زده شدند. اما حفاظت از کل بدن فوق‌العاده دست و پا گیر خواهد بود و بهترین محافظت چیزی است که فضانوردان می‌توانند در واقع از آن استفاده کنند و همچنان کار خود را انجام دهند.

جلیقه مسدود کننده تشعشع AstroRad

به جای یک رویکرد همه یا هیچ، حفاظت انتخابی می تواند اثربخشی و عملی بودن را متعادل کند. اگر بتو،د از برخی از آسیب پذیرترین اندام ها مانند ریه ها یا بافت سینه محافظت کنید، می تو،د بدون فشار دادن بیش از حد به ایمن نگه داشتن افراد کمک کنید.

مفهوم سازی ریسک های تجمعی

به ،وان انسان، ما اغلب عادت داریم که در مورد خطر از نظر خطر فوری فکر کنیم تا یک فرآیند تجمعی. به تفاوت بین ترس از پرواز و طرز فکر ما در مورد خطرات درازمدت سلامتی مانند سیگار کشیدن فکر کنید. و وقتی صحبت از فضا به میان می‌آید، طبیعی است که به خطرات ناشی از ،ابی موشک‌ها یا انفجار فضاپیما فکر کنیم، و تصور اینکه قرار گرفتن در معرض تشعشع تجمعی چگونه به نظر می‌رسد، سخت‌تر است.

یکی از راه‌های کلیدی برای کاهش قرار گرفتن در معرض تجمعی، ایجاد محافظی است که به اندازه کافی خوب باشد که بتواند محافظتی را ارائه دهد، اما در عین حال به اندازه کافی راحت باشد که فضانوردان از آن استفاده کنند. کلی گفت: “ما چیزی می خواهیم که نه تنها از شما محافظت کند، بلکه چیزی باشد که بخواهید بپوشید.” او یکی از اعضای هیئت مشاوره StemRad است و درک خاصی از مسائل سلامتی که فضانوردان با آن مواجه هستند دارد. مطالعه دوقلو پیشگامانه ناسا در مورد تأثیرات پرواز فضایی بر بدن انسان.

جلیقه از ،مت‌های بدن محافظت می‌کند و در عین حال امکان حرکت آزاد را فراهم می‌کند. و می تواند حتی اگر فقط در برخی از مواقع پوشیده شده باشد، مؤثر باشد، همانطور که میلشتاین خاطرنشان کرد: «از نظر مدت زمان استفاده همه یا هیچکدام نیست. شما می تو،د فقط 70 درصد از این محصول را استفاده کنید و همچنان بسیار مفید خواهد بود. می تو،د آن را برای دوش گرفتن یا انجام فعالیت های سنگین مانند ورزش بردارید. زیرا تشعشع یک چیز تجمعی است.»

اهمیت ارگونومی

برای اینکه جلیقه در پروازهای فضایی کاربردی باشد، فضانوردان باید بتوانند در حین پوشیدن آن آزادانه حرکت کنند. AstroRad در ایستگاه فضایی بین‌المللی توسط پنج فضانورد آزمایش شده است که شب و روز آن را هنگام انجام وظایف معمولی خود می‌پوشیدند تا ببینند آیا حرکات آنها را مختل می‌کند یا خیر.

میلستاین گفت: “برای بسیاری از چیزهای حیاتی مانند خوردن و خوابیدن – چیزهایی که زمان زیادی را می گیرد – جلیقه خوب بود.” با این حال، جلیقه مانع از انجام برخی حرکات مانند بلند ، بازوها از بالای سر آنها شد که کارهایی مانند تخلیه یک وسیله نقلیه باری را دشوارتر می کرد.

کلی گفت: «تخلیه یک وسیله نقلیه باری چالش برانگیز است زیرا همه چیز شناور است. “وقتی شما یک دسته از وسایل را از یک کیف بیرون می آورید و کیف را باز می کنید و همه آنها شروع به شناور می کنند و شما باید آن را مدیریت کنید، این یک چالش می شود.” او گفت که این چالش بیشتر یک چالش ذهنی بود، زیرا فضانوردان باید بسیار مراقب و روشمند باشند. اما هرگونه برخورد با حرکات، کار از قبل سخت را سخت تر می کند.

کلی گفت: «میکرو گرانش تقریباً انجام هر کاری را سخت‌تر می‌کند.

برای اینکه جلیقه تا حد امکان انعطاف‌پذیر باشد بدون اینکه محافظی را به خطر بیندازد، از هزاران شش ضلعی با اعماق مختلف ساخته شده است که در یک شبکه قرار گرفته‌اند. این به نواحی خاصی اجازه می دهد تا محافظت ضخیم تری نسبت به سایرین داشته باشند (مانند محافظت بیشتر روی ریه ها) در حالی که هنوز به اندازه کافی انعطاف پذیر هستند تا امکان حرکت را فراهم کنند. این جلیقه در حال حاضر در دو اندازه برای بدن مردانه و ،نه عرضه می‌شود، اما برنامه‌هایی برای سیستم م،ار وجود دارد که به جلیقه اجازه می‌دهد کوتاه‌تر یا بلندتر شود تا بدن‌های با اندازه‌های مختلف را در خود جای دهد.

تست حفاظت در یک سناریوی واقعی

آزمایش‌هایی که روی AstroRad در ایستگاه فضایی بین‌المللی انجام شد برای درک راحتی و تن، جلیقه‌ها برای فضانوردان بود، اما میزان تشعشع مسدود شده را ارزیابی ن،د. برای این کار، بهترین راه برای آزمایش اثربخشی جلیقه، دیدن آن در موقعیتی است که با یک ماموریت خدمه واقعی قابل مقایسه است.

به همین دلیل است که ماموریت آرتمیس I که بدون خدمه بود، شامل دو آدمک هلگا و زوهر بود که به شکل نیم تنه و پر از آشکارسازها هستند. دو نیم تنه برای تشخیص ذرات تشعشع ورودی طراحی شده اند و یکی از آنها جلیقه را می پوشد تا تیم ها بتوانند ببینند که جلیقه چقدر در متوقف ، این تشعشع موثر است. در طی 25 روز پرواز از زمین به دور ماه و برگشت، آنها در معرض همان محیط تشعشعی قرار می گیرند که فضانوردان در ماموریت های آینده خواهند بود.

آدمک های تابشی هلگا و زوهر

برای اولین بار، می‌تو،م دوز تشعشع و نفوذ تشعشع به بدن را در فضای عمیق اندازه‌گیری کنیم – کاری که هرگز انجام نشده است. و در عین حال، یک اقدام متقابل بالقوه را تأیید کنید. این گنجینه ای از داده ها در مورد حساسیت انسان به تشعشعات در سطح اندام در اعماق فضا خواهد بود.

تمرکز AstroRad بر محافظت در برابر تشعشعات یونیزان است زیرا این پرتو خطرناک ترین برای سلامت انسان است. اما این آزمایش همچنین نشان خواهد داد که آیا جلیقه در متوقف ، نوع دیگری از تشعشعات به نام پرتوهای کیه، کهکش، موثر است یا خیر. مسدود ، این تشعشعات پس زمینه دشوار است، بنابراین مزیت آن احتمالا جزئی خواهد بود، اما همه این اطلاعات مفید برای اقدامات حفاظتی آینده است.

روانشناسی مدیریت ریسک

کاوش در فضا همیشه با درجه ای از خطر همراه است و به فضانوردان آموزش داده می شود که این واقعیت را به ،وان بخشی از شغل خود ت،یم کنند. کلی توضیح داد: “شما آموزش دیده اید که روی شغل و چیزهایی که می تو،د کنترل کنید تمرکز کنید و همه چیز را نادیده بگیرید.” “شما از خطر آگاه هستید، اما اجازه نمی‌دهید که شما را ناتوان کند.”

تشعشع تنها یکی از خطراتی است که فضانوردان با آن دست به گریبان هستند. با این حال، بر خلاف خطرات فوری مانند ش،ت پرتاب، تشعشع “این خطر ناشناخته” است. “این یک خطر طول، است که شما تا آ، عمر خود را در معرض آن قرار می دهید.”

سازمان‌های فضایی یک تعهد اخلاقی دارند که فضانوردان خود را تا آنجا که می‌توانند از نظر خطرات فوری و از نظر تأثیرات سلامتی درازمدت ایمن نگه دارند. برای مأموریت‌های آرتمیس به ماه و برای کاوش‌های خدمه آتی دورتر، حفاظت از تشعشع بخش مهمی از آن خواهد بود.

برای کلی، کلید رویکرد او به مدیریت ریسک تعادل است، که شامل کاهش خطراتی است که می‌توان با آن‌ها مق، کرد و آن‌هایی را که نمی‌توان مدیریت کرد. او گفت: «ما آن را تا جایی که ممکن است در حد معقول ایمن می کنیم. “اگر می خواستید همه چیز 100٪ ایمن باشد، هرگز خانه خود را ، نمی کنید.”

توصیه های سردبیران







منبع: https://www.di،altrends.com/،e/nasa-astrorad-radiation-vest-artemis/