آیا فضانوردان باید نگران گرد و غبار مریخ باشند؟

در هر سال مریخی (معادل ۶۸۶٫۹۸ روز زمینی)، سیاره‌ی سرخ طوفان‌های منطقه‌ای گرد‌ و‌ غبار را تجربه می‌کند که همزمان با تابستان در نیم‌کره جنوبی رخ می‌دهند. هر سه سال مریخی (معادل پنج و نیم سال زمینی)، این طوفان‌ها به حدی بزرگ می‌شوند که کل سیاره را در بر می‌گیرند و حتی از زمین مشاهده‌پذیرمی‌شوند.

طوفان‌های سیاره مریخ تهدیدی جدی برای مأموریت‌های رباتیک محسوب می‌شوند و می‌توانند طوفان‌های الکترواستاتیکی ایجاد کنند که به تجهیزات الکترونیکی آسیب می‌رسانند و باعث ایجاد گرد‌ و‌ غبار روی صفحات خورشیدی شوند. در سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۲۲ مریخ‌نورد آپورچونیتی و کاوشگر اینسایت پس از مواجهه با طوفان‌های گرد و غباری که مانع از تأمین انرژی کافی برای ادامه‌ی فعالیتشان شد، از کار افتادند.

طبق مطالعه‌ی جدیدی که در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) انجام شده است، طوفان‌های گرد‌ و‌ غبار مریخی به احتمال زیاد باعث بیماری‌های تنفسی و افزایش خطر این بیماری‌ها می‌شوند و به همین دلیل، یکی دیگر از خطرات بهداشتی هستند که آژانس‌های فضایی باید برای آن‌ها آماده باشند. این تحقیق توسط جاستین ال. وانگ، پزشک متخصص در دانشگاه USC، به همراه تعدادی از همکارانش از مدرسه پزشکی کِک انجام شده است.

ارسال مأموریت‌های سرنشین‌دار به مریخ با چالش‌های متعددی از جمله مسائل لجستیکی و خطرات سلامتی همراه است. در ۲۰ سال گذشته، کمترین فاصله‌ی بین زمین و مریخ، ۵۵ میلیون کیلومتر بوده است که تقریباً ۱۴۲ برابر فاصله‌ی بین زمین و ماه محسوب می‌شود. این فاصله‌ی کم در سال ۲۰۰۳ رخ داد و نزدیک‌ترین فاصله‌ای بود که این دو سیاره در بیش از ۵۰هزار سال گذشته تجربه کرده بودند. با استفاده از روش‌های معمول، سفر یک‌طرفه به مریخ بین ۶ تا ۹ ماه طول می‌کشد و در این مدت، فضانوردان تغییرات فیزیولوژیکی ناشی از قرار‌گرفتن طولانی‌مدت در معرض ریزگرانش را تجربه خواهند کرد.

تغییرات فیزیولوژیکی ناشی از ریزگرانش شامل آتروفی عضلانی، کاهش تراکم استخوان، تضعیف سیستم قلبی عروقی و غیره است. علاوه‌بر‌این، مأموریت بازگشت از مریخ ممکن است تا سه سال طول بکشد و فضانوردان حداقل یک سال را در گرانش مریخ (که ۳۶٫۵ درصد گرانش زمین است) سپری خواهند کرد. همچنین، خطر قرار‌گرفتن در معرض تشعشعات کیهانی در طول سفر و هنگام فعالیت روی سطح مریخ وجود دارد؛ اما یکی از چالش‌های دیگر، تأثیرات بالقوه‌ی خاک مریخ بر سلامتی فضانوردان است.

NASA

در دوران مأموریت‌های آپولو، فضانوردان گزارش دادند که خاک سطح ماه به لباس‌های فضایی‌شان و روی تمامی سطوح داخل فضاپیما می‌چسبید. آن‌ها پس از بازگشت به زمین، علائمی مانند سرفه، تحریک گلو، چشم‌های اشک‌آلود و تاری دید را تجربه کردند. در مطالعه‌ای از ناسا در سال ۲۰۰۵، گزارش‌های ۶ نفر از فضانوردان آپولو مورد بررسی قرار گرفت تا اثرات کلی گرد‌ و‌ غبار ماه بر فعالیت‌های خارج از فضاپیما (EVA) ارزیابی شود. این مطالعه نتیجه گرفت که مهم‌ترین خطرات سلامتی خاک ماه، شامل تاری دید و مشکلات ناشی از استنشاق و تحریک است.

وانگ افزود: «سیلیس مستقیماً موجب سیلیکوزیس می‌شود که معمولاً نوعی بیماری شغلی در میان کارگران شاغل در معادن یا صنایع ساخت‌وساز در معرض سیلیس است. سیلیکوزیس و تماس با گرد و غبار سمی آهن، به بیماری ریوی معدنچیان زغال‌سنگ به نام «ریه سیاه» شباهت زیادی دارد.»

گرد‌ و‌ غبار مریخ علاوه بر ایجاد تحریک ریوی و مشکلات تنفسی و بینایی، به دلیل ترکیبات سمی آن نیز خطرناک است. این ترکیبات شامل پرکلرات‌ها، سیلیس، اکسیدهای آهن (زنگ آهن)، گچ و مقادیر کمی از فلزات سمی مانند کروم، بریلیوم، آرسنیک و کادمیوم هستند که میزان دقیق آن‌ها هنوز به‌طور کامل شناخته نشده است. مطالعات گسترده‌ای روی اثرات بهداشتی این فلزات روی زمین انجام شده و وانگ و تیمش از این مطالعات برای ارزیابی خطرات بالقوه‌ی ترکیبات مریخ برای فضانوردان مریخی استفاده کرده‌اند.

وانگ می‌‌گوید درمان بیماری‌های فضانوردان در مریخ به‌مراتب دشوارتر خواهد بود؛ زیرا زمان سفر به این سیاره به‌طور قابل‌توجهی طولانی‌تر از مأموریت‌های قبلی به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) و ماه است. در چنین شرایطی، باید برای طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها و مشکلات سلامتی که فضانوردان ممکن است در مأموریت‌های طولانی‌مدت خود تجربه کنند، آماده باشیم. علاوه بر این، ریزگرانش و تابش‌های کیهانی تأثیرات منفی بر بدن انسان دارند که ممکن است فضانوردان را در برابر بیماری‌ها آسیب‌پذیرتر و روند درمان را پیچیده‌تر کنند. به‌ویژه، قرار‌گرفتن در معرض تشعشع می‌تواند باعث بیماری‌های ریوی شود که اثرات مخرب گرد‌ و‌ غبار بر ریه‌های فضانوردان را تشدید خواهد کرد.

علاوه بر نیاز به تأمین غذا، آب و اکسیژن، فاصله‌ی زیاد بین زمین و مریخ، ارسال تجهیزات پزشکی حیاتی را دشوار می‌کند و امکان بازگرداندن فوری فضانوردان به زمین برای درمان‌های ضروری وجود ندارد. به گفته‌ی وانگ و همکارانش، این مسئله به این معناست که مأموریت‌های سرنشین‌دار باید تا حد امکان در زمینه‌ی مراقبت‌های پزشکی خودکفا باشند.

تیم وانگ همچنین تاکید کرد که اقدامات پیشگیرانه باید با احتیاط انجام شوند. وانگ توضیح داد که مصرف بیش‌ازحد ویتامین C می‌تواند خطر تشکیل سنگ کلیه را افزایش دهد؛ درحالی‌که فضانوردان به دلیل گذراندن دوره‌های طولانی در ریزگرانش، از پیش در معرض این خطر قرار دارند. علاوه بر این، مصرف بیش‌ازحد ید می‌تواند به همان بیماری‌های تیروئیدی منجر شود که در وهله اول قرار بود از آن‌ها پیشگیری کند.

در سال‌های اخیر، آژانس‌های فضایی فعالانه در حال ساخت فناوری‌ها و راهبردهایی برای کاهش خطرات ناشی از گرد و غبار ماه و مریخ بوده‌اند. برخی از این راهکارها شامل اسپری‌های ویژه، پرتوهای الکترونی و پوشش‌های محافظتی هستند. با تداوم اجرای برنامه آرتمیس و نزدیک‌تر شدن مأموریت‌های مریخی، احتمالاً شاهد پیشرفت‌های قابل‌توجهی در داروسازی و درمان‌های پزشکی خواهیم بود که به مقابله با خطرات ناشی از اکتشافات فضایی کمک خواهند کرد.