۱۰ چالش بزرگ برای رسیدن انسان به سیاره سرخ
به گزارش آزینیک، رسیدن به مریخ و سکونت روی آن یکی از اهداف جاه طلبانه بشریت به حساب می آید و تابحال بخش بزرگی از تلاش ها را برای اکتشاف فضایی به خود مختص کرده است. این گزارش به بررسی ۱۰ چالش بزرگ برای رسیدن به مریخ و چاره آنها پرداخته است.
به گزارش آزینیک به نقل از ایسنا، چشم انداز استقرار انسان روی مریخ چندین دهه دانشمندان، مهندسان و عموم مردم را مجذوب خود کرده است. با پیشرفت فناوری های اکتشاف فضایی، امکان حضور دائمی انسان روی سیاره سرخ به واقعیت نزدیک تر می شود. شرکت «اسپیس ایکس» (SpaceX) متعلق به «ایلان ماسک» (Elon Musk) به عنوان یک بازیگر کلیدی در این تلاش بلندپروازانه ظاهر شده است و بمنظور توسعه سیستم ها و راهبردهای ضروری جهت سکونت روی مریخ تلاش می کند.
به نقل از ماونت بونل، زندگی در مریخ چالش های گوناگونی را به همراه دارد که برای اطمینان از بقا و رفاه ساکنان آینده باید بر آنها غلبه کرد. این موانع، مشکلاتی را از محیط خشن مریخ گرفته تا اثرات روانی انزوا و موانع فنی حفظ حیات در دنیای بیگانه شامل می شوند. رویکرد اسپیس ایکس برای پرداختن به این چالش ها، عرضه فناوری های نوآورانه و برنامه ریزی جامع با هدف سکونت پایدار و طولانی مدت در مریخ است.
در ادامه با ۱۰ چالش بزرگ برای رسیدن به مریخ و چاره آنها آشنا می شویم.
۱. جو نازک مریخ
مریخ در مقایسه با زمین جو بسیار نازکی دارد. فشار جو در مریخ به طور متوسط حدود ۶۰۰ پاسکال است که کمتر از یک درصد فشار سطح دریای زمین محسوب می شود. این جو نازک، چالش های بزرگی را برای سکونت انسان در مریخ ایجاد می کند، چونکه محافظت کمی را در مقابل تشعشعات کیهانی و باد خورشیدی دارد و فضانوردان را در معرض سطوح بالاتر تشعشعات مضر قرار می دهد.
فقدان فشار جو، زنده ماندن انسان را بدون زیستگاه های تحت فشار و لباس های فضایی غیرممکن می کند. هر سازه ای که روی مریخ ساخته شود باید بتواند اختلاف فشار زیاد بین درون و بیرون زیستگاه را تحمل کند.
جو نازک مریخ به نوسانات شدید دما هم منجر می شود. بدون وجود جو قابل توجه برای حفظ گرما، دما می تواند بطور شایان توجهی بین روز و شب متفاوت باشد. جو نازک مریخ به نوسانات شدید دما هم منجر می شود. بدون وجود جو قابل توجه برای حفظ گرما، دما می تواند بطور شایان توجهی بین روز و شب متفاوت باشد.
کمبود گازهای جوی خصوصاً اکسیژن، توسعه سیستم های پشتیبانی حیاتی کارآمد را ضروری می سازد. این سیستم ها باید قادر به تولید و بازیافت هوای قابل تنفس برای ساکنان مریخ باشند.
فرود فضاپیما روی مریخ به سبب جو نازک آن با چالش های منحصربه فردی روبه رو است. روش های سنتی مانند چتر نجات کمتر مؤثر هستند و برای فرود ایمن به روش های نوآورانه کاهش سرعت نیاز دارند.
۲. جاذبه کم
مریخ تقریباً یک سوم گرانش زمین را دارد و همین خصوصیت آن، چالش های مهمی را برای فیزیولوژی انسان به وجود می آورد. قرار گرفتن در معرض این نیروی گرانشی کم در طولانی مدت می تواند به کاهش تراکم استخوان و آتروفی عضلانی منجر شود.
فضانوردان حاضر در «ایستگاه فضایی بین المللی» هم اثرات مشابهی را تجربه می کنند و هر ماه بین ۱ تا ۱.۵ درصد از تراکم استخوان خودرا در اثر گرانش کم از دست می دهند. این روند در مریخ احتمالاً ادامه خواهد داشت؛ البته با سرعت کمتر.
فضانوردان حاضر در «ایستگاه فضایی بین المللی» هر ماه بین ۱ تا ۱.۵ درصد از تراکم استخوان خودرا در اثر گرانش کم از دست می دهند. این روند در مریخ احتمالاً ادامه خواهد داشت؛ البته با سرعت کمتر. سیستم قلبی-عروقی هم تحت تاثیر جاذبه کم قرار می گیرد. خون و سایر مایعات به سوی بالاتنه حرکت می کنند و می توانند به مشکلات بینایی و افزایش فشار داخل جمجمه منجر شوند.
در روند سازگاری بدن با محیط گرانشی جدید، تعادل و هماهنگی ممکنست مختل شود. این امر می تواند خطر افتادن و آسیب دیدن را طی کارهای روزانه در سطح مریخ افزایش دهد.
اسپیس ایکس درحال بررسی اقدامات متقابل برای کاهش این اثرات است. این اقدامات، رژیم های ورزشی تخصصی، مکمل های غذایی و سیستم های گرانش مصنوعی را برای فضاپیماها و زیستگاه ها شامل می شوند. توسعه راهکارهای مؤثر برای مبارزه با اثرات گرانش کم، اهمیت بالایی را برای حفظ سلامت فضانوردان در طول ماموریت های طولانی مدت مریخ و کوشش برای سکونت روی این سیاره دارد.
۳. قرار گرفتن در معرض تشعشعات
قرار گرفتن در معرض تشعشعات، یک چالش مهم برای سکونت انسان در مریخ است. سیاره سرخ فاقد میدان مغناطیسی و جو ضخیم است و همین ویژگی، سطح آنرا در مقابل پرتوهای کیهانی و تشعشعات خورشیدی صدمه پذیر می کند.
قرار گرفتن در معرض این ذرات پرانرژی در طولانی مدت می تواند به DNA انسان صدمه برساند و خطر مبتلا شدن به سرطان را افزایش دهد. ناسا تخمین می زند که یک ماموریت به مریخ به سبب اثرات تشعشعات می تواند امید به زندگی فضانوردان را تقریباً ۱۵ سال کم کند.
قرار گرفتن در معرض این ذرات پرانرژی در طولانی مدت می تواند به DNA انسان صدمه برساند و خطر مبتلا شدن به سرطان را افزایش دهد. ناسا تخمین می زند که یک ماموریت به مریخ به سبب اثرات تشعشعات می تواند امید به زندگی فضانوردان را تقریباً ۱۵ سال کم کند. اسپیس ایکس درحال بررسی راهکارهای مختلف برای کاهش خطرات ناشی از تشعشعات است. یک چاره، استفاده از موادی در فضاپیماست که محافظ بهتری در مقابل پرتوهای کیهانی هستند. برای عرضه حفاظت بیشتر هنگام حمل و نقل می توان مخازن آب و محلهای ذخیره سازی مواد غذایی را بصورت راهبردی در فضاپیما قرار داد.
زیستگاه های روی سطح مریخ را می توان تا حدی دفن کرد یا با رگولیت پوشاند تا یک مانع طبیعی در مقابل تشعشع ایجاد شود. همچنین، اسپیس ایکس درحال بررسی استفاده از مواد پیشرفته و میدان های الکترومغناطیسی برای منحرف کردن ذرات مضر است.
سیستم های ردیابی، نقش برجسته ی را در بررسی سطح تشعشعات و اخطار دادن به خدمه در رابطه با عوامل خطرناک مانند طوفان های خورشیدی خواهند داشت. هدف از این اقدامات، ایجاد تعادل بین نیاز به حفاظت و محدودیت های عملی ماموریت های مریخ است.
۴. روش های استخراج آب
استخراج آب در مریخ یک چالش مهم برای ماموریت های اسپیس ایکس است. هدف این شرکت، استفاده از روش های نوآورانه برای دسترسی به منابع آبی پنهان سیاره است.
یکی از روش های پیشنهادی شامل استخراج ذخایر یخ زیر سطح مریخ است. برای رسیدن به این مخازن یخ زده و استخراج آب برای مصارف گوناگون، تجهیزات حفاری تخصصی در مریخ مستقر خواهند شد. یک روش دیگر، برداشت آب را از جو مریخ درنظر می گیرد. باآنکه هوا رقیق است، اما مقادیر کمی بخار آب در خود دارد که آنرا می توان با بهره گیری از سیستم های تراکم پیشرفته جمع آوری کرد.
اسپیس ایکس درحال بررسی امکان استخراج آب از مواد معدنی هیدراته در خاک مریخ است. این فرایند بوسیله حرارت دادن رگولیت برای آزادسازی مولکول های آب به انجام می رسد. این شرکت در نظر دارد برای اطمینان از تأمین پایدار آب مورد نیاز ساکنان آینده مریخ، تلفیقی از روش ها را اجرا نماید. هر روش نیازمند انرژی منحصربه فرد و اثرات بالقوه آن بر محیط مریخ است.
استخراج کارآمد آب برای پشتیبانی از زندگی انسان، پرورش مواد غذایی و تولید سوخت موشک مورد نیاز ماموریت های بازگشت به زمین بسیار مهم خواهد بود. اسپیس ایکس همچنان به اصلاح این تکنیک ها ادامه می دهد تا آنها را برای ماموریت های آینده مریخ آماده کند.
۵. پرورش مواد غذایی در مریخ
کشت محصولات در مریخ باتوجه به محیط خشن این سیاره، چالش های مهمی را به همراه دارد. خاک مریخ فاقد مواد مغذی ضروری و مواد آلی مورد نیاز برای رشد گیاه است.
نور خورشید بر فتوسنتز تاثیر می گذارد. توانایی دریافت نور خورشید در مریخ تقریباً نیمی از توانایی دریافت زمین است و همانطور که پیش تر گفته شد، در این سیاره نوسانات شدید دما و سطوح بالای تشعشعات مضر دیده می شود.
توانایی دریافت نور خورشید در مریخ تقریباً نیمی از توانایی دریافت زمین است و در این سیاره، نوسانات شدید دما و سطوح بالای تشعشعات مضر دیده می شود. اسپیس ایکس برای رسیدگی به این مشکلات، درحال بررسی روش های کشاورزی در محیط کنترل شده است. این تکنیک ها شامل توسعه گلخانه های تخصصی هستند که می توانند محافظ گیاهان در مقابل تشعشع باشند و دمای مناسب را حفظ کنند.
محققان هم درحال آزمایش خاک شبیه سازی شده مریخ برای درک خصوصیت ها و پتانسیل آن برای پشتیبانی از حیات گیاهی هستند. افزودن مواد مغذی و میکروارگانیسم های سودمند به خاک ممکنست حاصلخیزی آنرا بهبود ببخشد.
سیستم های هیدروپونیک و ایروپونیک به عنوان جایگزین برای کشاورزی سنتی مبتنی بر خاک درنظر گرفته می شوند. این تکنیک ها می توانند راندمان آب و تأمین مواد مغذی را در محیط مریخ که منابع آن محدود هستند، به حداکثر برسانند.
انتخاب گونه های مناسب برای کشت که بتوانند در وضعیت مریخ رشد کنند، بسیار اهمیت دارد. گیاهان دارای قابلیت رشد سریع و پر از مواد مغذی با عملکرد بالا برای اطمینان از تأمین غذای پایدار مورد نیاز ساکنان آینده مریخ در اولویت قرار دارند.
۶. درجه حرارت بسیار بالا
مریخ، نوسانات دمایی شایان توجهی را تجربه می کند که چالش های قابل توجهی را برای سکونت انسان به وجود می آورند. جو نازک سیاره و فاصله آن از خورشید هم به این شرایط کمک می نماید.
نوسان دمای روزانه در مریخ شدید می باشد. دمای سطح ممکنست تا قبل از طلوع آفتاب تا منفی ۸۳ درجه سلسیوس کم شود و هنگام ظهر تا پنج درجه سلسیوس بالا برود. دمای هوا معمولاً از منفی ۸۳ تا منفی ۲۳ درجه سلسیوس در یک روز مریخی متغیر است.
این تغییرات گسترده دما، فشار زیادی را بر تجهیزات و سازه ها وارد می کنند. مواد باید در مقابل انبساط و انقباض سریع مقاومت کنند و صدمه نبینند. طرح های زیستگاه به سیستم های قوی مدیریت حرارتی برای حفظ شرایط قابل زندگی نیاز دارند.
دمای سطح مریخ ممکنست تا قبل از طلوع آفتاب تا منفی ۸۳ درجه سلسیوس کم شود و هنگام ظهر تا پنج درجه سلسیوس بالا برود. دمای هوا معمولاً از منفی ۸۳ تا منفی ۲۳ درجه سلسیوس در یک روز مریخی متغیر است. انسان هایی که از زیستگاه بیرون می روند، به لباس های فضایی پیشرفته نیاز دارند که در مقابل سرما و گرمای شدید عایق باشند. سیستم های قدرت باید بطور قابل اطمینان در یک محدوده دمایی گسترده برای پشتیبانی از تجهیزات حیاتی کار کنند.
رویکرد اسپیس ایکس جهت رسیدگی به دمای افراطی شامل ایجاد زیستگاه های عایق بندی شده و مواد منعطف برای سازه ها و تجهیزات مریخ است. همینطور این شرکت برای تنظیم مؤثر دمای داخلی، روی سیستم های پیشرفته کنترل محیطی کار می کند.
۷. تاخیر در ارتباط
ارتباط بین زمین و مریخ به سبب فاصله زیاد بین این دو سیاره، چالش های مهمی را به همراه دارد. سیگنال های رادیویی که با سرعت نور حرکت می کنند، بسته به موقعیت نسبی سیارات بین چهار تا ۲۴ دقیقه زمان می خواهند تا به مریخ برسند.
این مشکل، تاخیر قابل توجهی را در ارتباطات به وجود می آورد و تبادل سریع و پاسخ های فوری را غیرممکن می سازد. فضانوردان در مریخ باید هنگام برقراری ارتباط با مرکز کنترل ماموریت یا فضانوردانی که به زمین بازگشته اند، با این تاخیر سازگار شوند.
اسپیس ایکس این چالش را به رسمیت می شناسد و درحال توسعه سیستم های خودکار و پروتکلهای تصمیم گیری برای ماموریت های خود در مریخ است. هدف این سیستم ها کاهش اتکا به دستورالعمل های فرستاده شده از زمین برای عملیات حیاتی و کارهای روزانه است.
همچنین، این شرکت درحال بررسی فناوری های ارتباطی پیشرفته مانند سیستم های مبتنی بر لیزر است تا انتقال داده بین زمین و مریخ را بهبود ببخشد. با این وجود، حتی با چنین پیشرفت هایی هم مسئله اساسی تاخیر زمانی پابرجا خواهد بود.
خدمه ماموریت های مریخ برای داشتن عملکرد مستقل و اتخاذ تصمیمات حیاتی بدون راهنمایی فوری از زمین، به آموزش گسترده نیاز دارند. این استقلال برای موفقیت و ایمنی ماموریت های مریخ باتوجه به محدودیت های ارتباطی لازم است.
این مطلب آزینیک را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط آزینیک
نظرات خوانندگان آزینیک در مورد این مطلب