روش جدید برای حفاظت فضانوردان از تشعشعات

وب سایت کلیک: ذرات باردار، تشعشع نامیده می شوند، مقادیر زیادی تشعشع در فضا وجود دارد که در صورت عدم حفاظت در برابر آنها می تواند آسیب هایی جدی در پی داشته باشد. دانشمندان درصدد هستند تا با روش های مختلف از فضانوردان در برابر این تشعشعات حفاظت کنند.

تشعشع ممکن است هر جایی وجود داشته باشد، از ذرات رادیواکتیو سلاح های هسته ای گرفته تا پرتوهای ایکس در پزشکی. تشعشع سبب سرطان می شود و از طرفی یکی از روش های ترجیهی برای درمان سرطان نیز هست. مقدار زیادی از آن در فضا وجود دارد و برای فرستادن فضانوردان به مریخ مشکل ایجاد خواهد کرد.

ذرات باردار معمولا تشعشع نامیده می شوند و تهدیدی جدی برای هرکس که بخواهد به فضا سفر کند محسوب می شود، حال چه توقف در ایستگاه فضایی بین المللی باشد و چه در جایی بالاتر از آن. ذرات در کمربند تابشی که اطراف جهان را احاطه کرده است، به دام می افتند و تشعشع ایجاد می کنند، میدان مغناطیسی زمین از افراد روی سیاره دربرابر این تشعشعات محافظت می کند. این منطقه دوناتی شکل در فضا کمربندهای ون الن نامیده می شود و در فاصله ۳۶۰۰۰ مایل از سطح زمین قرار گرفته است. در مدار زمین، فضانوردان محافظت می شوند اما بدون عبور از تشعشعات نمی توان به ماه، مریخ یا فراتر از این ها سفر کرد. هنگامی که فضانوردان به کمربندهای ون الن و فراتر از آن می روند، به مخاطره می افتند زیرا توسط این ذرات مضر به دام می افتند و همانطور که روشن است بدنشان آسیب پذیر است.

فضانوردان اعماق فضا با دو نوع تابش در ستیزند. اولی ترکیبی از پرتوهای کیهانی کهکشانی است، یعنی ذرات پرانرژی که با سرعتی نزدیک به سرعت نور در حرکتند. این پرتوهای کیهانی که اغلب پروتون و گاهی ترکیبی از عناصر سنگین تر هستند، می توانند به DNA انسان آسیب برسانند و آغازگر جهش ها و تغییر رونویسی ژن باشند. هنگامی که رونویسی ژن اتفاق می افتد، RNA توسط DNA تولید می شود، بدین صورت که دستورالعمل ها از DNA به سلول های بدن برده می شود. هنگامی که تغییری در DNA صورت گیرد، RNA دستورالعمل های ناقصی را به سلول ها می برد. در طول دوره متوسط و یا طولانی، این اشتباهات می تواند منجر به جهش های دائمی شود.

اینکه انسان قصد سفر به مریخ را دارد امری بدیهی است، بنابراین شرکت های دولتی و خصوصی همه جنبه های این سفر را امتحان می کنند، تا جایی که آن ها به مشکل تشعشع پی بردند، بنابراین تمام تدارکات مورد بحث قرار خواهد گرفت.

دانشمندان در موسسه ویک فورست برای مطالعه بررسی تاثیرات تشعشع روی فضانوردان در ماموریت مریخ سرمایه گذاری کردند. تمرکز این گروه محققان بر روی سیستم های خونساز بود که در درجه اول ترکیبی از مغز استخوان، طحال، غده تیموس و غدد لنفاوی است. همانگونه که از مطالعات بر روی بازماندگان بمب اتمی مشخص شد، سیستم خونساز یکی از حساس ترین بافت ها در بدن در برابر اثرات تشعشع است. سرطان خون، برخلاف انواع دیگر سرطان ها می تواند به سرعت پیشروی کند. درواقع این موضوع هم برای ماموریت و هم برای سلامت فضانوردان در طول دو سال مشکل ایجاد خواهد کرد.

پرتوهای کیهانی کهکشانی میزان دوز تابشی کمتری دارند و در طول سفرهای کوتاه مشکلی جدی محسوب نمی شوند. با سفر به ماه فضانوردان تشعشع بسیار کمی دریافت می کردند، اما با سفرهای طولانی تر به مریخ (حداقل دو سال) اثر تجمعی به وجود می آید بدین صورت که تشعشع وسیع تر می شود و تهدید جدی تری محسوب می شود.

همه این اخبار نگران کننده نیست: گروه محققان ثابت کردند که یک ویتامین خوراکی روزانه ممکن است بتواند فضانوردان را از اثرات مضر تشعشع حفظ کند. آن ها یک مکمل غذایی کشف کردند که در صورتی که قبل از قرار گیری در معرض تشعشع روی سلول ها قرار گیرد تقریبا ۷۵ درصد سلول ها را ترمیم می کند. قرص به صورت خوراکی خوب جذب نمی شود بنابراین گروه محققان در حال کار بر روی روشی هستند که قابلیت انحلال این مکمل غذایی را بهبود بخشد.

یک شرکت که به حفاظت از تشعشع برای کارگران هسته ای اختصاص دارد اکنون جلیقه ای طراحی کرده است که فضانوردان را از تشعشعات فضایی حفظ می کند. خصوصا ارگان ها، بافت ها و سلول های بنیادی نسبت به تشعشع آسیب پذیر هستند و جلیقه طوری طراحی شده که به طور مشخصی از این نواحی حساس محافظت می کند. هر جلیقه برای هر فضانورد باید بیشترین راحتی و انعطاف پذیری را داشته باشد.

شرکت در سوم مارس اعلام کرد که جلیقه در ماموریت کاوش ۱ حضور خواهد داشت، در این ماموریت وسیله فضایی جدید ناسا به نام اورین بدون سرنشین به فضا خواهد رفت که برنامه این سفر برای اواخر سال ۲۰۱۸ است. دو آدمک ساختگی بر روی کپسول قرار گرفته اند و در اطراف ماه پرواز خواهند کرد که تنها یکی از آن ها جلیقه پوشیده است. ناسا این آزمون را بر روی دو آدمک ساختگی انجام خواهد داد تا اثر حفاظت در برابر تشعشع به وسیله جلیقه را تعیین کند.

متاسفانه نوع دومی از تشعشع وجود دارد که ناسا را نگران کرده است، آن هم تشعشع خورشیدی است. رویدادهای پروتون خورشیدی یا رویدادهای ذرات خورشیدی، ذرات پرانرژیی هستند که از خورشید ساطع می شوند. ذرات توسط رویدادهای هوافضایی مانند شعله های خورشیدی تخلیه می شوند که این می تواند در کوتاه مدت فضانوردان را بشدت تحت تاثیر قرار دهد، به سیستم عصبی مرکزی آسیب رساند و در عملکرد حرکتی و عملکرد شناختی اختلال ایجاد کند. در دوره طولانی، این ذرات خطر سرطان را افزایش می دهند.

ناسا در حال آزمودن روش های مختلف برای محافظت فضانوردان مریخ در برابر تشعشع خورشیدی است. سفینه فضایی اورین با سنسورهای تشعشع تجهیز شده است، اگر شعله خورشیدی یا رویدادهای تشعشعی دیگری رخ دهد به خدمه اخطار داده خواهد شد، و خدمه بین ۳۰ دقیقه تا حدود یک ساعت فرصت دارند که در ناحیه حمل بار پناه بگیرند و از تشعشع محافظت شوند.

هدف نهایی دانشمندان توانایی آن ها در پیش بینی اثرات هوا فضایی است.

روشن است که پاسخ به محافظت فضانوردان از تشعشعات فضایی به یک عمل متقابل بستگی دارد: بیرونی در مقابل درونی، پیش بینی در مقابل محافظت. صرفنظر از اینکه ناسا چکونه این کار را انجام می دهد، مشکل تشعشع همان چیزی است که باید حل شود. به عبارت دیگر با وجود این مشکل در آینده طولانی نخواهیم توانست به جایی سفر کنیم.