سفر به مریخ چقدر زمان نیاز دارد؟
- آنا نوشت: خروج از جو زمین و ورود به فضا همواره برای بسیاری از افراد و علاقه‌مندان به نجوم جذاب بوده است. اما یک سفر بلندمدت به فضا، برای مثال مأموریت به مریخ تا چه اندازه ایمن خواهد بود؟ مدتی پیش ایلان ماسک، یکی از چهره‌های برجسته فناوری در عصر حاضر گفته بود: «رفتن به مریخ طولانی، خطرناک و سخت است و ممکن است زنده برنگردید. اما یک ماجراجویی باشکوه و یک تجربه شگفت‌انگیز خواهد بود.»
ماسک در این گفتگو که آوریل امسال انجام داد هیچ ابایی از این نداشت که با صراحت بگوید: «راستش را بخواهید یک عده از مردم احتمالاً در همان ابتدا خواهند مُرد. ما نمی‌خواهیم کسی را مجبور کنیم. فقط مخصوص داوطلبان است.» همین موضوع باعث شد که مسئله ایمنی سفر به مریخ که مدتی است آژانس‌های مختلف فضایی از آن صحبت می‌کنند بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد.
حال نتایج تحقیقات جدیدی نشان می‌دهد سفر به مریخ به مدت چهار سال غیرممکن نیست. البته هنوز هیچ آژانس فضایی تاریخ قطعی برای سفر به مریخ تعیین نکرده است. اسپیس‌ایکس در دسامبر سال گذشته با قطعیت اعلام کرد که بسیار مطمئن است تا سال ۲۰۲۶ انسان را به مریخ اعزام خواهد کرد. با این حال تخمین ناسا چیز دیگری است. آن‌ها گمانه‌زنی کرده‌اند که این اتفاق تا سال ۲۰۳۰ رخ نخواهد داد. اما سفر به مریخ چگونه خواهد بود؟
اعزام مسافران به مریخ مستلزم آن است که دانشمندان و مهندسان بر یک سری از موانع تکنولوژیکی و ایمنی غلبه کنند. یکی از این تهدیدها، خطر جدی ناشی از تابش و مواجهه با ذرات خورشید و ستاره‌های دور است.
ذرات و تابش ستارگان، بلای جان
خورشید و سایر ستارگان هر لحظه از خود ذراتی را به اطراف صادر می‌کنند که در صورت برخورد با انسان می‌تواند برایمان تهدیدآمیز باشد. به لطف میدان مغناطیسی زمین بسیاری از عوامل تهدید هرگز وارد جو نمی‌شوند. اما اوضاع در خارج سیاره آبی به گونه دیگری است. در مدل‌سازی مشخص شد که داشتن پوسته فضاپیما از ماده‌ای نسبتاً ضخیم می‌تواند به محافظت از فضانوردان در برابر تشعشعات کمک کند.
در مقاله جدیدی که در مجله «اسپیس ودر» (Space Weather) منتشر شده است، یک تیم بین‌المللی از دانشمندان فضایی، از جمله محققان «یوسی‌ال‌ای» (UCLA)، با یک «بله» و یک «خیر» به این دو پرسش پاسخ داده‌اند. پاسخ به دو پرسش کلیدی تا حد زیادی کمک می‌کند تا دانشمندان بتوانند بر موانعی که پیش رویشان است غلبه کنند: اولاً اینکه آیا تشعشع ذرات در طول یک سفر رفت‌وبرگشت به سیاره سرخ خطری بیش از حد برای زندگی انسان‌ها ایجاد می‌کند؟ و ثانیاً آیا زمان دقیق مأموریت به مریخ می‌تواند به محافظت از فضانوردان و فضاپیما در برابر تابش کمک کند؟
مسئله کلیدی این است که نظریات ایلان ماسک پذیرفتنی نیست و بشر فقط زمانی باید پا به مریخ بگذارد که مطمئن باشد می‌تواند با خیال راحت به آنجا سفر کند و همچنین از آنجا به زمین برگردد. حال نتایج جدید تحقیقات پژوهشگران نشان می‌دهد این سفر به شرطی که فضاپیما دارای حفاظ کافی باشد و سفر رفت‌وبرگشت کوتاه‌تر از تقریباً چهار سال باشد، نشدنی نیست. اما زمان مأموریت انسان به مریخ در واقع می‌تواند در موفق بودن یا نبودن آن تفاوت ایجاد کند: دانشمندان تشخیص داده‌اند که بهترین زمان برای سفر به مریخ از زمین، وقتی است که فعالیت خورشیدی در اوج خود باشد که به مکسیمم خورشیدی (solar maximum) معروف است.
بشر به فناوری حفاظت در برابر ذرات دست یافته است
محاسبات دانشمندان نشان می‌دهد که می‌توان یک فضاپیمای حاضر در مریخ را از ذرات پرانرژی خورشید محافظت کرد، زیرا در مکسیمم خورشیدی، خطرناک‌ترین و پرانرژی‌ترین ذراتی که از کهکشان‌های دور می‌آیند با افزایش فعالیت خورشیدی منحرف می‌شوند. سفر به مریخ غیرقابل تصور نیست. به گفته یوری اشپریتس (Yuri Shprits)، متخصص ژئوفیزیک از UCLA «به طور متوسط پرواز به مریخ حدود ۹ ماه به طول می‌انجامد بنابراین بسته به زمان پرتاب و سوخت موجود محتمل است که انسان طی یک مأموریت بتواند در کمتر از دو سال به مریخ برسد و دوباره به زمین بازگردد.» البته قابل ذکر است که این تحقیق تنها روی همین مسئله تمرکز کرده و مسائلی همچون تأمین غذا و استحمام و... برای مدت ۲ سال یا ۴ سال هنوز به یک سرحد نهایی نرسیده است.
اشپریتس می‌گوید: «این تحقیق نشان می‌دهد در حالی که تابش‌های فضایی، محدودیت‌های شدیدی را در مورد سنگینی فضاپیما و زمان پرتاب ایجاد می‌کنند و مشکلات فنی را برای مأموریت به مریخ به وجود می‌آورد، اما در مجموع چنین مأموریتی قابل اجرا است.»
نه به سفر طولانی‌تر از چهار سال
با این وجود محققان مأموریتی طولانی‌تر از چهار سال را توصیه نمی‌کنند، زیرا طولانی‌تر بودن سفر می‌تواند فضانوردان را در معرض میزان خطرناکی از تشعشعات کیهانی در طول سفر رفت‌وبرگشت قرار دهد. این محاسبات حتی با این فرض انجام شده که آن‌ها در زمانی که نسبتاً امن‌تر از زمان‌های دیگر است به مریخ بروند. در این تحقیق همچنین ذکر شده است که خطر اصلی چنین پروازی ذرات خارج از منظومه شمسی خواهد بود.
اشپریتس و همکارانش از «ام‌آی‌تی» (UCLA، (MIT، مؤسسه علم و فناوری اسکالکوو مسکو و انستیتوی تحقیقاتی «جی‌اف‌زد» (GFZ) آلمان، مدل‌های ژئوفیزیکی تابش ذرات را برای یک چرخه خورشیدی با مدل‌هایی از نحوه تأثیر تابش بر مسافر انسانی و یک فضاپیما بررسی کردند. در مدل‌سازی مشخص شد که داشتن پوسته فضاپیما از ماده‌ای نسبتاً ضخیم می‌تواند به محافظت از فضانوردان در برابر تشعشعات کمک کند، اما اگر ضخامت این محافظ بسیار زیاد باشد در واقع می‌تواند میزان تابش ثانویه را که در معرض آن قرار می‌گیرند افزایش دهد.
دو نوع اصلی تابش خطرناک در فضا، ذرات پرانرژی خورشید و پرتو‌های کیهانی از کهکشان‌های دیگر است. شدت هر دو نوع تابش، اما به فعالیت خورشید بستگی دارد. اشپریتس می‌گوید: «فعالیت پرتو‌های کیهانی در ۶ تا ۱۲ ماه پس از مکسیمم خورشیدی به کمترین حد خود می‌رسد در حالی که شدت ذرات انرژی خورشیدی در مکسیمم خورشیدی بالاتر است.»