رحلة إلى المريخ: ما الذي يمكن أن يحدث لرواد الفضاء في طريقه إلى كوكب الأرض وعلى سطحه

على عكس التوقعات ، لم يخفض الرئيس الأمريكي الجديد دونالد ترامب ميزانية وكالة ناسا. بشكل عام ، ترك كل شيء كما هو ، ووقع ورقة حول تخصيص الأموال للمشاريع التي يخططها خبراء الوكالة. أحد هذه المشاريع هو هروب الناس إلى المريخ وهبوط أول رواد الفضاء. يجب أن يحدث هذا في موعد لا يتجاوز 2033.

بينما يقوم بعض العلماء بتطوير طرق موثوقة لإيصال الإنسان إلى المريخ ، يقوم آخرون باستكشاف الأخطار المحتملة التي تنتظر رواد الفضاء والمستعمرين في طريقهم إلى الهدف. هناك العديد من هذه الأخطار في الطريق إلى الكوكب وعلى سطحه. تظهر الدراسات الحديثة التي أجراها متخصصون في مركز جامعة ويك فورست للطب التجديدي أن رواد الفضاء يواجهون ، من بين مشكلات أخرى ، خطر الإصابة بسرطان الدم وانخفاض المناعة.

تشير نتائج الدراسات السابقة إلى أن رواد الفضاء سيتعرضون أيضًا للتهديد بسبب الخرف مع فقدان الذاكرة من الإشعاع المؤين. ما هي المشاكل التي قد يواجهها المسافرون المحتملون إلى المريخ؟

على سبيل المثال ، قد تنتهي رحلة الطيران دون أن تبدأ حقًا. للسفر إلى كوكب المريخ ، تحتاج إلى معزز قوي لا مثيل له. يتم تطويره من الصفر. على الرغم من حقيقة أن الصاروخ وكل عنصر من عناصره يخضع لفحوصات شاملة متعددة ، إلا أن المشاكل تحدث. من بين كوارث التاريخ الحديث لعلماء الفضاء ، تجدر الإشارة إلى انفجار مركبة الإطلاق فالكون 9 بسبب الأضرار غير المتوقعة لجدار المواد المركبة التي فصلت الوقود عن المؤكسد. وفقًا لـ Ilon Mask ، رئيس SpaceX ، الشركة التي طورت هذا الصاروخ ، فإن الحادث نتج عن سلسلة من المصادفات ، سلسلة من حالات فشل المواد والمعدات ، والتي ليس لها نظائر. من الجيد أنه في هذه الحالة تم إتلاف المعدات فقط ، ولم يكن هناك أشخاص على متنها. والأخطر من ذلك هو حوادث الصاروخ القمري لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية " N-1 " ، التي لم تنجح جميع الاختبارات الأربعة ورافقها ضحايا.

ولكن ماذا لو ظهرت أعطال غير متوقعة على متن مركبة الإطلاق ، التي كانت تغادر في أول رحلة إلى المريخ في تاريخ البشرية؟ كان يمكن أن يكون هناك ضحايا ، وكان قد تم تدمير صاروخ باهظ الثمن ، وعلى الأرجح ، سيتم وضع صليب سمين على استكشاف المريخ في المستقبل القريب.

رحلة إلى المريخ

الإشعاع

حسنا ، انطلق الصاروخ ، لا توجد مشاكل ، الناس يتجهون إلى المريخ. يستغرق الطريق إلى الكوكب حوالي 9 أشهر في اتجاه واحد ، أي أنها رحلة فضائية حقيقية طويلة المدى. وهنا ، الإشعاع يهدد الشخص. والحقيقة أن معظم الإشعاعات المؤينة لا تصل إلى سطح الأرض بسبب المجال المغناطيسي لكوكبنا وجوها الجوي. كلما زادت كثافة الإشعاع. ربما ، بسبب الإشعاع أن رائد الفضاء فالنتين ليبيديف ، الذي أمضى 221 يومًا في مدار الأرض ، فقد بصره.

يقارن الخبراء الحماية التي يوفرها الغلاف الجوي من الإشعاع المؤين مع الفولاذ بسماكة 1 متر. أي أن الجسيمات ذات الطاقة الأعلى فقط يمكنها اختراق هذه الحماية. أما بالنسبة إلى المحطة الفضائية الدولية أو المركبة الفضائية ، فإن الحماية هنا ترجع فقط إلى سمك جدران البدن ، وهذا ، في أفضل الأحوال ، بضعة سنتيمترات. وفقًا لخبراء وكالة ناسا ، يمكن أن يؤدي الإشعاع الفضائي إلى تطور مرض الزهايمر.

يعتقد بعض الخبراء أن النساء في حالة أفضل من عدم السفر إلى المريخ. "نظرًا لأن النساء عمومًا يعيشون لفترة أطول من الرجال ، وفقًا لتوقعات وكالة ناسا ، فإن لديهم فرصة أكبر للإصابة بالسرطان في حياتهم ، ويتعرضون لنفس الكمية من الإشعاع مثل الرجال. تقول الحسابات ، دوريت دونوفيل ، نائب مدير المعهد الوطني للأبحاث الطبية الحيوية الفضائية (NSBRI) ، إن الحسابات أظهرت أنه لا يجب أن تطير النساء إلى المريخ على الإطلاق ، لأن التأثير التراكمي للإشعاع طوال مدة الرحلة سيتجاوز الحد الأقصى المسموح به لخطر الإصابة بالسرطان بنسبة 3 ٪.

الجاذبية الصغرى

على طول الطريق إلى المريخ ، سيكون الإنسان في حالة غياب شبه كامل للجاذبية لمدة 9 أشهر على الأقل. وهذه مشاكل صحية أيضًا. في البشر على الأرض ، يتكيف الجسم مع الجاذبية العادية ، وتكافح أنظمة مختلفة من أجسامنا معها ، في محاولة لتوصيل الدم والسوائل الفسيولوجية الأخرى إلى الأعلى. مباشرة بعد الحصول على ISS (أو صاروخ) ، تستمر هذه الأنظمة في العمل ، بحيث يتغير مظهر الأشخاص إلى حد ما. على سبيل المثال ، بسبب الضغط داخل الجمجمة ، يتغير شكل مقل العيون قليلاً.



يتغير طعم ورائحة عضلات الجسم ، بما في ذلك عضلات القلب. إن عمل الجهاز الدهليزي معقد إلى حد كبير. في بعض الناس ، بدون قوة الجذب والطعم والرائحة تختفي تمامًا أو تضعف بشكل ملحوظ. بدون ممارسة الرياضة ، يفقد الشخص حوالي 20 ٪ من كتلة العضلات في غضون أسبوعين فقط.

يشير الخبراء أيضًا إلى مظهر مثل هذا التأثير مثل متلازمة التكيف مع الفضاء. في بعض الناس ، عندما تفقد الجاذبية الصغرى ، تفقد الشهية ، والصداع النصفي ، والدوخة. في الواقع ، نحن نتحدث عن داء البحر ، والذي في هذه الحالة يسمى بشكل أفضل "الكونية".

كلما طالت فترة بقاء الشخص في الفضاء ، فقد المزيد من أنسجة العظام. بسبب نقص الأحمال المعتادة ، تصبح العظام أخف وزنا وأكثر هشاشة. يتم فقدان حوالي 1.5٪ من أنسجة العظام كل شهر. ولم يتضح بعد مدى خطورة هذه المشكلة وما إذا كانت قابلة للعكس. بالطبع ، هناك أجهزة محاكاة على محطة الفضاء الدولية ، لذلك يقوم رواد الفضاء بتمارين بدنية ، محاولين ألا يفقدوا الشكل. ولكن هل ستصلح هذه المعدات لسفينة فضائية ستذهب إلى المريخ؟

يعاني العمود الفقري أيضًا - تزداد المسافة بين الفقرات ، ويشعر الشخص بالألم. قام رواد الفضاء بحل هذه المشكلة عن طريق وضع أيديهم وأقدامهم على جدران المحطة ، لذلك تقلص العمود الفقري وكان كافياً لعدة دقائق لتخفيف الألم.

مشاكل نفسية

إذا تم حبس العديد من الأشخاص في مكان ضيق لعدة أشهر ، فستظهر المشاكل بالتأكيد. لا ، لن يتم التعبير عن هذا بالضرورة في النزاعات ، لكن النفس البشرية تعاني في مثل هذه اللحظات. قد يشعر بعض الناس بالتعب المستمر والتهيج والنوم بشكل سيئ. نظرًا لانتهاك الإيقاع اليومي المعتاد وضجيج الركام وعوامل أخرى ، لا يشعر الناس بالراحة. البعض يضطر حتى إلى تناول الحبوب المنومة.

مشكلة نفسية أخرى هي العزلة عن العالم الخارجي. سيكون هناك اتصال بالأرض ، لكن الإشارة مع المسافة من الكوكب ستبدأ بالتأخر. بالإضافة إلى ذلك ، سيفهم المسافرون المريخيون بوضوح أنه في حالة حدوث أي مشاكل لن يأتي أحد لمساعدتهم. يترك الناس لأجهزتهم الخاصة ، مما يضع بلا شك ضغطًا كبيرًا على النفس.

النظافة

في محطة الفضاء الدولية ، لا يمكن للأشخاص الاستحمام أو الاستحمام في الحمام. ويمكن قول الشيء نفسه عن المركبة الفضائية التي ستطير إلى المريخ. المناديل والتراكيب الخاصة هي ما ينتظر المسافرين من الفضاء على طول الطريق. يجب على المرء تغيير الملابس الداخلية بشكل أقل ، ويجب على المرء أن ينسى الغسيل بشكل عام - قد يتم غسل الملابس المتسخة بالفعل على المريخ. ولكن ، على الأرجح ، يتم التخلص منه ببساطة بطريقة أو بأخرى.

الوصول إلى كوكب المريخ

النسب

لذا ، فإن رواد الفضاء ، الذين كانوا على الطريق لمدة 9 أشهر ، تغلبوا على جميع المشاكل ووصلوا إلى المريخ. هناك حاجة للهبوط على هذا الكوكب. ولكن هنا أيضًا ، ليست بهذه البساطة التي قد تبدو عليها. المشكلة تكمن أساسا في النسب. والحقيقة هي أن الغلاف الجوي للمريخ أقل كثافة بحوالي 100 مرة من الغلاف الجوي للأرض. وفقًا لذلك ، أثناء الهبوط ، هناك حاجة إلى مزيد من المقاومة حتى لا تصطدم بالسطح بأقصى سرعة. تكتسب الأجسام الثقيلة سرعة عالية جدًا ، لذلك هناك قيود في الكتلة يمكن تسليمها مرة واحدة إلى المريخ.

هذا ، وفقًا لموظف ناسا بريت دريك ، هو طن (وهذا هو مقدار وزن الفضول). "كيف ننزل عبر الغلاف الجوي لا يزال مهمة مهمة. باستخدام طرق الهبوط الحالية ، يمكننا خفض طن متري فقط إلى المريخ. قال دريك: "هذا لا يكفي لإنشاء مستعمرة ، هناك حاجة أكثر للمستعمرة".


يفحص مطورو Decelerator Supersonic منخفض الكثافة الجزء السفلي من النظام

ويقول أيضًا إنه إذا كان من الضروري إنشاء مستعمرة على كوكب المريخ ، فسيتم تخفيض 20 إلى 30 طنًا من البضائع في وقت واحد. تحاول ناسا والعديد من الشركات الخاصة التي تعمل على الهبوط على كوكب المريخ إيجاد طريقة موثوقة لخفض الناس إلى سطح الكوكب. ربما سيكون جهازًا على شكل قرص منخفض الكثافة الأسرع من الصوت .

البرد والجوع

إذا كان كل شيء يعمل مع نزول ، فمن الجدير بالذكر أن متوسط ​​درجة الحرارة السنوية على كوكب المريخ هو 62 درجة مئوية تحت الصفر. تنخفض درجة الحرارة من خط الاستواء تدريجيًا إلى القطبين. يمكن أن يكون الجو حارًا على كوكب المريخ خلال النهار ، ويكون باردًا جدًا في الليل. تعاني محطة الفضاء الدولية أيضًا من اختلافات كبيرة في درجات الحرارة. لذا ، فإن درجة حرارة محطة الفضاء الدولية تصل إلى 90 درجة مئوية ، حيث تواجه الشمس وتبرد إلى -90 على الجانب المقابل. لقد وجد العلماء والمهندسون مخرجًا من هذا الوضع الصعب ، بعد أن حققوا إنشاء أنظمة التحكم في درجة الحرارة المتخصصة.



لكن المشكلة هي أن هذه الأنظمة مصممة للعمل في فراغ. أما بالنسبة للمريخ ، فلا يزال العلماء يفكرون في كيفية ضمان وجود مريح لرائدي الفضاء أو المستعمرين.

نحتاج إلى حل يوفر عزلًا أفضل في الظروف الباردة وطريقة أخرى لإزالة الحرارة في الظروف الحارة. قال دريك: "بدلة الفضاء في الفراغ تشبه الترمس ، لكن بدلة الفضاء على كوكب المريخ ستكون أشبه بكوب من القهوة على طاولة المطبخ - القهوة في كوب تبرد أسرع بكثير من القهوة في الترمس".

الغذاء للبشر على المريخ هو أيضًا مشكلة. إذا كنا نتحدث عن الهبوط مع العودة ، فيمكنك الحصول على المنتجات الغذائية المجففة بالتجميد المعتادة لرواد الفضاء. إذا كنا نتحدث عن المستعمرين ، فسنضطر هنا إلى زراعة الطعام. كيف؟ لم يتم فهمه بشكل كامل بعد ، لا يزال الخبراء يعملون على هذه المسألة. يعتقد بعض العلماء أن تربة المريخ مع إضافة مواد معينة يمكن جعلها مناسبة لزراعة المحاصيل.

في الحالة الثانية ، سيكون عليك مراقبة تركيز الأكسجين الذي تطلقه النباتات في جو الغرفة التي يعيش فيها المستعمرون. الكثير من الأكسجين هو احتمال حدوث انفجارات عفوية أو حتى تسمم الطاقم.

الإشعاع مرة أخرى

أجرى متخصصون من قسم علم الأورام الإشعاعي ، جامعة كاليفورنيا ، بحثًا لاختبار كيفية تأثير الإشعاع المؤين على رواد الفضاء على سطح المريخ. كما اتضح ، في 12-24 أسبوعًا بعد التعرض لجرعات ضعيفة من الإشعاع المؤين (5 أو 30 جرعة من ⁴⁸ Ti أو ¹⁶ O) في حيوانات التجارب ، تستمر علامات الخلل المعرفي. ترتبط المشكلة بتغير في بنية التغصنات وتغير في مستوى البروتين في المشابك والتهاب الأنسجة العصبية. تم تحديد المشكلة في الحيوانات. ربما تحدث مشكلة مماثلة في البشر. هناك خطر من أنه ، بسبب انخفاض الوظائف المعرفية لدى البشر تحت تأثير الإشعاع المؤين ، قد لا يتمكن الناس ببساطة من إدارة الأنظمة الموكلة إليهم دون إكمال المهام العلمية والهندسية أو نسيان تمامًا ما يجب القيام به.

مظهر آخر لتأثير الإشعاع هو احتمال كبير لسرطان الدم لدى الناس وانخفاض في المناعة. السبب هو نفس الإشعاع. حدد العلماء في مركز جامعة ويك فورست للطب التجديدي المشكلة. قاموا بزرع الخلايا الجذعية البشرية في الفئران وعرضوا الحيوانات للإشعاع المؤين الضعيف. هذا هو نوع خاص من الخلايا يسمى الأرومات الدموية . تؤدي هذه الخلايا إلى ظهور جميع خلايا الدم الأخرى. توجد الخلايا الجذعية المكونة للدم في نخاع العظام الأحمر ، والذي يقع بدوره داخل تجاويف معظم العظام.

فحصت هذه الدراسة الخلايا الدموية للبالغين الأصحاء من 30-55 سنة. كما تبين ، تحت تأثير الإشعاع ، انخفضت قدرة هذه الخلايا على إنتاج أي نوع من خلايا الدم بنسبة 60-80 ٪. بالإضافة إلى ذلك ، أدى الإشعاع إلى طفرات في الجينات التي تشارك في عملية المكونة للدم ، مما أدى إلى انخفاض في قدرة خلايا الدم على إنتاج خلايا الدم الناضجة.

كانت الخطوة التالية هي التحقق من عمل الخلايا المعرضة للإشعاع. كما اتضح ، عندما تم زرعها في الفئران ، بدأت الأخيرة في تطوير سرطان الدم. يعتقد العلماء أن هذا يمكن أن يكون بمثابة دليل على أن الإشعاع الكوني يمكن أن يتسبب في إصابة الناس بسرطان الدم.

جنبا إلى جنب مع انخفاض الحصانة المذكورة أعلاه بالفعل خلال فترة إقامة طويلة لشخص في ظروف الجاذبية الصغرى ، فإنه سيؤثر سلبًا على النتيجة الناجحة لرحلة إلى المريخ من أي نوع - على الأقل هبوط مؤقت لرواد الفضاء ، على الأقل وصول المستعمرين على هذا الكوكب.

وبعد كل شيء ، لا ينبغي للمرء أن ينسى أنه في الحالة الأولى ، سيضطر الناس أيضًا إلى العودة إلى الأرض ، مما سيؤدي إلى التأثير المتكرر للإشعاع والجاذبية الصغرى ومشاكل أخرى تم وصفها سابقًا. بالإضافة إلى ذلك ، يحتاج الخبراء إلى إيجاد طريقة موثوقة للإقلاع من سطح المريخ للعودة إلى الأرض.



مع ذلك ، لا يفقد الخبراء الأمل في تطوير إجراءات أمنية موثوقة يمكنها حماية الأشخاص من بعض المخاطر وتقليل التأثير السلبي للآخرين. يمكن القول حقيقة أن العلماء والمهندسين يؤمنون بنتيجة ناجحة للرحلة من خلال رحلة ناسا المخططة المأهولة إلى المريخ بحلول عام 2033 وخطط Ilon Mask لرحلة مماثلة وإنشاء مستعمرة على كوكب مجاور.