مانع جدید بر سر راه زندگی انسان در مریخ: طوفان‌های سمی کشنده
ارسال شده توسط: نجلا خیامی 09 فروردین 1404 ساعت 11:52
طوفان‌های سمی کشنده در مریخ ممکن است فعالیت را برای فضانوردان دشوار کند. پژوهشگران در مطالعه‌ای ترکیب سازنده این گرد و غبارها را توصیف کردند.
طوفان‌های گرد و غبار مریخی می‌توانند باعث مشکلات تنفسی و افزایش خطر بیماری شوند. این طوفان‌های سمی کشنده به عنوان یک خطر سلامتی دیگر مطرح شده‌اند که آژانس‌های فضایی باید برای آن خودشان را آماده سازند. بر اساس پژوهش جدیدی از دانشکده پزشکی کک در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC)، این موضوع جدید اعلام شده است.
این طوفان‌های سمی کشنده خطری جدی برای ماموریت‌های فضایی رباتیک محسوب می‌شوند، زیرا طوفان‌های الکترواستاتیکی ایجاد می‌کنند که می‌توانند در عملکرد تجهیزات الکترونیکی اختلال به وجود آورند و گرد و غبار را روی پنل‌های خورشیدی انباشته کنند.
اما ماموریت‌های سرنشین‌دار چطور؟
در دهه‌های آینده، ناسا و آژانس فضایی سرنشین‌دار چین (CMS) برنامه دارند فضانوردان و تایکونات‌ها را به مریخ بفرستند. این ماموریت‌ها شامل ماه‌ها عملیات در سطح مریخ خواهند بود و انتظار می‌رود در نهایت به ایجاد زیستگاه‌های بلندمدت روی سطح این سیاره منجر شوند.
در هر سال مریخی (که ۶۸۶.۹۸ روز زمینی طول می‌کشد) سیاره سرخ دچار طوفان‌های گرد و غبار منطقه‌ای می‌شود که همزمان با تابستان در نیمکره جنوبی آن رخ می‌دهند.
هر سه سال مریخی (حدود پنج و نیم سال زمینی)، این طوفان‌ها آن‌قدر بزرگ می‌شوند که کل سیاره را در بر می‌گیرند و از زمین نیز قابل مشاهده هستند.
در سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۲۲، مریخ‌نورد Opportunity و فرودگر InSight پس از آنکه طوفان‌های سمی و کشنده مانع از دریافت انرژی کافی برای ادامه فعالیت آنها شدند، از کار افتادند.
این پژوهش جدید به سرپرستی جاستین ال. وانگ، پزشک متخصص در دانشگاه USC و با همکاری چندین همکارش از دانشکده پزشکی کک انجام شده است.
در این تحقیق، پژوهشگرانی از مرکز پزشکی فضایی UCLA، دانشکده مهندسی هوافضا آن و اچ.جی. اسمید و آزمایشگاه فیزیک جو و فضای دانشگاه کلرادو بولدر نیز مشارکت داشتند. همچنین، دفتر گردآوری و نگهداری مواد اخترشناسی در مرکز فضایی جانسون ناسا در این مطالعه نقش ایفا کرده است.
در تاریخ ۱۲ فوریه مجله GeoHealth مقاله‌ای را منتشر کرد که جزئیات یافته‌های آنها را شرح می‌دهد.
ارسال مأموریت‌های سرنشین‌دار به مریخ چالش‌های بسیاری از جمله مسائل لجستیکی و خطرات سلامتی با خود به همراه دارد. در ۲۰ سال گذشته، کوتاه‌ترین فاصله بین زمین و مریخ ۵۵ میلیون کیلومتر (۳۴ میلیون مایل) بوده که تقریبا ۱۴۲ برابر فاصله بین زمین و ماه است.
مریخ در نزدیک‌ترین فاصله با زمین
این رویداد در سال ۲۰۰۳ رخ داد و نزدیک‌ترین فاصله‌ای بود که دو سیاره در بیش از ۵۰,۰۰۰ سال گذشته به یکدیگر داشتند. با استفاده از روش‌های متداول، سفر یک‌طرفه به مریخ بین ۶ تا ۹ ماه طول می‌کشد و در این مدت، فضانوردان تغییرات فیزیولوژیکی ناشی از قرار گرفتن طولانی‌مدت در شرایط بی‌وزنی را تجربه خواهند کرد.
این تغییرات شامل آتروفی عضلانی، کاهش تراکم استخوان، تضعیف سیستم قلبی‌عروقی و موارد دیگر می‌شود. علاوه بر این، یک ماموریت رفت و برگشت ممکن است تا سه سال طول بکشد. در طی آن، فضانوردان حداقل یک سال را در جاذبه مریخ (که ۳۶.۵٪ جاذبه زمین است) زندگی و کار خواهند کرد.
افزون بر این، خطر قرار گرفتن در معرض پرتوهای کیهانی و تابش‌های خورشیدی نیز وجود دارد. فضانوردان هم در مسیر سفر و هم هنگام کار بر روی سطح مریخ با آن مواجه خواهند شد.
با این حال، تاثیرات احتمالی سلامت ناشی از تماس با رگولیت مریخی نیز از دیگر نگرانی‌ها است. همان‌طور که وانگ در گفت‌وگویی با Universe Today توضیح داد:
عناصر سمی بالقوه زیادی وجود دارند که فضانوردان ممکن است در مریخ در معرض آنها قرار بگیرند. مهم‌ترین آنها، مقادیر فراوانی از گرد و غبار سیلیکایی است. علاوه بر گرد و غبار آهن حاصل از بازالت و آهن نانوفازی که هر دو می‌توانند در ریه‌ها واکنش نشان داده و بیماری‌های تنفسی ایجاد کنند. آنچه گرد و غبار مریخی یا این طوفان‌های سمی کشنده را خطرناک‌تر می‌کند این است که میانگین اندازه ذرات گرد و غبار در مریخ بسیار کوچک‌تر از حداقل اندازه‌ای است که مخاط ریه‌های ما می‌تواند دفع کند. بنابراین احتمال بیشتری وجود دارد که باعث بروز بیماری شود.
مهم‌ترین خطرات سلامتی برای فضانوردان
در دوران آپولو، فضانوردان این ماموریت‌ها گزارش دادند که رگولیت ماه به لباس‌های فضایی آنها می‌چسبید و به تمام سطوح داخل فضاپیما نفوذ می‌کرد. پس از بازگشت به زمین، آنها همچنین علائمی مانند سرفه، تحریک گلو، آبریزش چشم و تاری دید را تجربه کردند.
در یک مطالعه ناسا در سال ۲۰۰۵، گزارش‌های شش فضانورد آپولو مورد بررسی قرار گرفت تا تاثیر کلی گرد و غبار ماه بر سیستم‌های EVA (فعالیت‌های خارج از فضاپیما) ارزیابی شود.
نتایج این مطالعه نشان داد که مهم‌ترین خطرات سلامتی شامل موارد زیر می‌شوند:
کاهش دید (vision obscuration)استنشاق و تحریک مجاری تنفسی (inhalation and irritation)
وانگ گفت:
سیلیکا به‌طور مستقیم باعث سیلیکوزیس می‌شود. معمولا سیلیکوزیس را به‌عنوان یک بیماری شغلی برای کارگرانی که در معرض سیلیکا قرار دارند (مانند معدن‌کاران و کارگران ساختمانی) در نظر می‌گیرند. سیلیکوزیس و قرار گرفتن در معرض گرد و غبار سمی آهن مشابه پنوموکونیوز کارگران معادن زغال سنگ است. این بیماری در بین معدن‌کاران زغال سنگ رایج بوده و به‌طور عامیانه به آن بیماری ریه سیاه گفته می‌شود.علاوه بر تحریک ریه‌ها و مشکلات تنفسی و بینایی، گرد و غبار مریخی به دلیل ترکیبات سمی خود نیز شناخته شده است. آنچه گرد و غبار مریخی یا این طوفان‌های سمی کشنده را خطرناک‌تر می‌کند این است که میانگین اندازه ذرات گرد و غبار در مریخ بسیار کوچک‌تر از حداقل اندازه‌ای است که مخاط ریه‌های ما می‌تواند دفع کند. بنابراین احتمال بیشتری وجود دارد که باعث بروز بیماری شود.
ترکیبات طوفان‌های سمی کشنده
این ترکیبات در طوفان‌های گرد و غبار مریخی شامل موارد زیر می‌شوند:
پرکلرات‌هاسیلیکااکسیدهای آهن (زنگ آهن)ژیپسمقادیر ناچیزی از فلزات سمی مانند کروم، بریلیوم، آرسنیک و کادمیوم
اگرچه هنوز شناخت دقیق از میزان این عناصر در مریخ به‌طور کامل کسب نشده.
روی زمین، دانشمندان تاثیرات سلامتی ناشی از قرار گرفتن در معرض این فلزات را به‌طور گسترده مورد مطالعه قرار داده‌اند. وانگ و تیمش از این پژوهش‌ها برای ارزیابی خطراتی که این ترکیبات برای فضانوردان در ماموریت‌های آینده به مریخ ایجاد می‌کنند، استفاده کردند. آنها در این باره نوشتند:
در مریخ درمان فضانوردان برای بیماری‌ها به‌طور قابل توجهی دشوارتر است. زیرا زمان سفر طولانی‌تر از مأموریت‌های قبلی به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) و ماه خواهد بود. در این صورت، ما باید برای مجموعه وسیعی از مشکلات سلامتی که فضانوردان احتمال دارد در ماموریت‌های بلندمدت خود به آن دچار شوند، آماده باشیم. علاوه بر این، [بی‌وزنی و تابش‌های کیهانی] تاثیر منفی بر بدن انسان دارند. می‌توانند فضانوردان را در برابر بیماری‌ها آسیب‌پذیرتر کنند و درمان‌ها را پیچیده‌تر سازند. به‌ویژه، قرار گرفتن در معرض تابش می‌تواند باعث بیماری‌های ریه شود و اثرات گرد و غبار بر ریه‌های فضانوردان را تشدید کند.
خطرات در کمین ماموریت‌های فضایی
علاوه بر غذا، آب، گاز اکسیژن، فاصله بین زمین و مریخ همچنین باعث پیچیدگی در تحویل تدارکات پزشکی ضروری می‌شود. فضانوردان نمی‌توانند برای درمان‌های نجات‌بخش زندگی به سرعت به زمین بازگردانده شوند.
به گفته وانگ و همکارانش، این به این معناست که ماموریت‌های سرنشین‌دار باید تا حد ممکن در زمینه درمان پزشکی خودکفا باشند.
همانند تمام خطرات بهداشتی عمده، آنها تاکید دارند که پیشگیری اولویت اول است. هرچند که برخی اقدامات مقابله‌ای برای کاهش خطرات نیز شناسایی کرده‌اند. آنها گفتند:
محدود کردن آلودگی گرد و غبار از طوفان‌های سمی کشنده در محیط‌های زندگی فضانوردان و توانایی فیلتر کردن گرد و غباری که از مرزها عبور می‌کند، مهم‌ترین اقدام مقابله‌ای خواهد بود. البته مقداری گرد و غبار قادر به عبور است. به‌ویژه زمانی که طوفان‌های گرد و غبار مریخی نگهداری محیط تمیز را دشوارتر می‌کنند. ما مطالعاتی پیدا کرده‌ایم که نشان می‌دهند ویتامین C می‌تواند در پیشگیری از بیماری‌های ناشی از قرار گرفتن در معرض کروم مفید باشد. ید هم می‌تواند در پیشگیری از بیماری‌های تیروئیدی ناشی از پرکلرات مؤثر باشد.
اهمیت اقدامات پیشگیرانه در مقابل طوفان‌های سمی کشنده
آنها همچنین تاکید کردند که این اقدامات مقابله‌ای و سایر اقدامات احتمالی باید با دقت انجام شوند. همان‌طور که وانگ اشاره کرد، مصرف بیش از حد ویتامین C می‌تواند ریسک سنگ کلیه را افزایش دهد، که فضانوردان پس از گذراندن مدت زمان طولانی در بی‌وزنی همچنان در معرض آن هستند.
علاوه بر این، مقدار زیاد ید می‌تواند به بیماری‌های تیروئیدی مشابه همان‌هایی که قرار است درمان کند، دامن بزند. برای سال‌ها سازمان‌های فضایی به طور فعال در حال توسعه فناوری‌ها و استراتژی‌هایی برای کاهش خطرات ناشی از رگولیت ماه و رگولیت مریخ بوده‌اند.
نمونه‌هایی از این اقدامات شامل اسپری‌های خاص، پرتوهای الکترونی و پوشش‌های حفاظتی می‌شود. همچنان چندین مطالعه و آزمایش در حال تحقیق درباره رگولیت هستند تا بیشتر درباره مکانیزم‌های حمل و رفتار آن اطلاعات کسب کنند.
با پیشرفت برنامه آرتمیس و نزدیک‌تر شدن ماموریت‌ها به مریخ، احتمالا شاهد پیشرفت‌هایی در داروسازی و درمان‌های پزشکی خواهیم بود که به خطرات کاوش فضایی پاسخ دهند.
بیشتر بخوانید
