يمكن أن يشكل الإشعاع الكوني القوي خطراً على رواد الفضاء الذين يسافرون إلى المريخ

وتظهر الدراسة التي نشرها باحثون بريطانيون أن زيادة مستويات الإشعاع الكوني التي تزداد مع ضعف النشاط الشمسي يمكن أن تجعل مثل هذه الرحلات خطرة على صحة أفراد الطاقم، مما يثير تساؤلات حول جدوى هذه المهام.

منذ وقت ليس ببعيد، نشر علماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا توقعًا مفاده أن المستعمرين سيطيرون إلى المريخ كجزء من مشروع Mars One المثير للجدل، قد يموت في غضون شهرين إذا استخدموا التقنيات الموجودة أو التي يتم تطويرها اليوم. الآن اتضح أن الطريق إلى المريخ سيكون محفوفًا أيضًا بمخاطر إشعاعية خطيرة، سواء بالنسبة لهم أو لأي مركبة فضائية مأهولة أخرى ستطلقها دولة أو شركة أخرى.

يريد البشر السفر إلى المريخ، والسفر في جميع أنحاء النظام الشمسي، وحتى الخروج إلى الكون وراءه. تقوم العديد من البلدان والمنظمات الخاصة بتطوير برامج للبعثات المأهولة في العقود القادمة. جاء ذلك وفقًا لدراسة جديدة أجراها باحثون من جامعة نيو هامبشاير ونشرت في مجلة Space Weather التي يصدرها الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي (AGU).

وتظهر الدراسة أن زيادة مستويات الإشعاع الكوني التي تزداد مع ضعف النشاط الشمسي قد تجعل مثل هذه الرحلات خطرة على صحة أفراد الطاقم، مما يثير تساؤلات حول جدوى هذه المهام.

كشفت دراسة جديدة أنه خلال فترات انخفاض النشاط الشمسي، يتعرض رائد فضاء يبلغ من العمر 30 عامًا يقضي عامًا في الفضاء - وهي فترة كافية للطيران إلى المريخ والعودة - لقصف مستمر من الأشعة الكونية مما يزيد من خطر التعرض لإشعاعات كونية. السرطان من الإشعاع فوق مستويات التعرض الحالية.

وإذا استمر نشاط الشمس في الضعف كما يتوقع العديد من العلماء، فإن عدد الأيام التي قد يقضيها الإنسان في الفضاء السحيق قبل الوصول إلى حد التعرض المسموح به قد ينخفض ​​بنحو 20%، وهو ما سيزيد من خطر الرحلات الفضائية المأهولة.

ولتقييم نشاط الشمس، قام العلماء بإحصاء البقع الشمسية، وهي نقاط سوداء على سطح الشمس ناتجة عن انفجارات من النشاط المغناطيسي. عندما تكون الشمس نشطة، يزداد تواتر البقع الشمسية وثوران المواد النشطة من السطح، ويقوى المجال المغناطيسي للشمس. أدى المجال المغناطيسي للشمس إلى دفع الإشعاع الكوني إلى خارج النظام الشمسي، لكن الاتجاه الحالي المتمثل في انخفاض النشاط الشمسي يعني أن المجال المغناطيسي يضعف. يسمح المجال المغناطيسي الضعيف لمزيد من الأشعة الكونية باختراق النظام الشمسي وزيادة خطر الإشعاع على رواد الفضاء. ووفقا لمؤلفي الدراسة، فإن نشاط الشمس وصل إلى أدنى مستوى له في عصر الفضاء بأكمله في عام 2009 خلال الحد الأدنى الأخير للطاقة الشمسية، ويعتقد العلماء أن الحد الأدنى التالي سيسجل رقما قياسيا سلبيا أكبر عندما تغرب الشمس.

"في حين أن هذه الظروف لا تغلق الباب أمام المهمات طويلة الأمد إلى القمر أو الكويكب أو حتى المريخ، إلا أن الأشعة الكونية على وجه الخصوص تظل عاملاً مهمًا تزداد شدته سوءًا وقد تحد من مدة المهمات". يقول ناثان شوادرون، الأستاذ المساعد في معهد دراسات الأرض والمحيطات والفضاء في قسم الفيزياء بجامعة نيو هامبشاير في دورهام، والباحث الرئيسي في الورقة.

يقول ريتشارد موالدت، عالم الفيزياء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتيك) في باسادينا، والذي لم يشارك في البحث: "الأشعة الكونية هي الجسيمات الأكثر نشاطًا في الكون". ترسل انفجارات المستعرات الأعظم في زوايا بعيدة من الكون أشعة كونية مجرية تندفع نحو النظام الشمسي بسرعة تقارب سرعة الضوء. وتسمح طاقتها القوية لهذه الجسيمات باختراق أي مادة معروفة للإنسان تقريبًا، بما في ذلك درع المركبات الفضائية. ويضيف شوادرون أنه عندما تخترق الأشعة الكونية هذه الدروع، يتم إنشاء جزيئات ثانوية يمكن أن تسبب تلف الأعضاء وتؤدي إلى الإصابة بالسرطان.

وضعت وكالة ناسا حدًا لمستويات التعرض للإشعاع التي تعتبر آمنة. باستخدام قياسات من تلسكوب الأشعة الكونية وتأثيرات الإشعاع (CRaTER)، الموجود على LRO (مركبة الاستطلاع القمرية) التي تدور حول القمر، تمكن مؤلفو الدراسة من تقدير مقدار الوقت الذي سيستغرقه رواد الفضاء للوصول إلى أقصى تعرض لوكالة ناسا. مستوى. يستخدم CRaTER مادة تعرف باسم "البلاستيك المكافئ للأنسجة" والتي تحاكي العضلات البشرية لقياس مستويات الإشعاع مع مرور الوقت.

ووجد الباحثون أن الأمر سيستغرق أقل من 400 يوم حتى يصل رائد الفضاء البالغ من العمر 30 عامًا إلى هذه المستويات من الإشعاع عند مستوى النشاط الشمسي كما كان عند الحد الأدنى الأخير للطاقة الشمسية. إذا استمر النشاط الشمسي في الانخفاض، مما يسمح بزيادة مستويات الإشعاع الكوني، فقد تنخفض هذه الأرقام إلى أقل من 320 يومًا لرائد فضاء يبلغ من العمر 30 عامًا وأقل من 240 يومًا لرائد فضاء تبلغ من العمر 30 عامًا في غضون 4-6 سنوات. سنوات، بحسب الدراسة الجديدة. وتختلف هذه الأرقام وفقًا لعمر رواد الفضاء وجنسهم ووفقًا لمستويات النشاط الشمسي".

وسعى شوادرون وزملاؤه إلى دراسة آثار تراجع النشاط الشمسي على البشر في الفضاء بعد أن أثار علماء الفيزياء الشمسية احتمال أن تكون الدورة الشمسية الحالية، وهي أضعف دورة مدتها 11 عامًا منذ أكثر من 80 عامًا، جزءًا من اتجاه طويل المدى. بسبب تراجع النشاط الشمسي.

وبحسب ماوالدت، فإنه خلال الحد الأدنى الشمسي لعام 2009، تم تسجيل أقل عدد من البقع الشمسية في المائة عام الماضية وكان النشاط المغناطيسي للشمس هو الأضعف منذ بداية عصر الفضاء.

ويضيف شوادرون أن الشمس الآن في "حد أقصى صغير"، مما يعني أن الحد الأقصى المتوقع أن يكون الأدنى منذ أن بدأ العلماء المعاصرون بمراقبة الشمس مباشرة. "بمرور الوقت أصبح من الواضح أن بيئة الفضاء لم تعد إلى حالتها الطبيعية." هو يقول. "إننا نشهد تغيراً في اتجاه واحد في سلوك الشمس."

وقد تم بالفعل تسجيل فترات طويلة من النشاط الشمسي الأقل من المعتاد في الماضي. وأشهرها هي فترة 80 عامًا المعروفة باسم "الحد الأدنى من موندر"، والتي بدأت في منتصف القرن السابع عشر وتميزت بغياب شبه كامل للبقع الشمسية.

وعلق شوادرون بأن توقعات النشاط الشمسي التي استخدمها في الدراسة هي توقعات أولية، وأنه لا توجد قدرة جيدة على تقدير المدة التي ستستغرقها الرحلات الفضائية المستقبلية، لكن الدراسة مع ذلك توضح كيف يمكن أن تؤثر التغيرات في البيئة الشمسية على رحلة الإنسان في الفضاء. فضاء.
"يساعدنا البحث في إعداد وتخطيط النشاط البشري في الفضاء في المستقبل." يختتم شوادرون.

للإعلان عن الدراسة على موقع جامعة الخليج العربي

خلاصة الدراسة