اشترك في النشرة العلمية Wonder Theory من CNN. استكشف الكون من خلال الأخبار حول الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
مع اقتراب موعد تنفيذ برنامج أرتميس الثاني – مهمة وكالة ناسا التي سترسل أربعة رواد فضاء للدوران حول القمر في العام المقبل – تكشف دراسة جديدة عن مدى قدرة مركبة أوريون الفضائية على حماية الطاقم.
وتستند النتائج إلى بيانات من مهمة أرتميس 1، وهي رحلة مدتها 25 يومًا حول القمر والعودة في أواخر عام 2022. وكانت كبسولة أوريون في تلك المهمة، والتي اتبعت مسارًا مشابهًا للمسار الذي من المقرر أن تتخذه أرتميس 2، غير مأهولة ولكنها حملت ضيوفًا مميزين غير بشريين.
كان اثنان من هؤلاء، وهما عبارة عن تماثيل صغيرة على شكل رجلين، أطلق عليهما اسم هيلجا وزوهار، بمثابة اختبار لمقدار الإشعاع الذي قد يتعرض له رواد الفضاء أثناء رحلتهم إلى القمر. كانت التماثيل الصغيرة مصنوعة من مواد تحاكي الأنسجة الرخوة والأعضاء والعظام لدى الإنسان، ومثلها كمثل المركبة الفضائية، كانت تحتوي على أجهزة استشعار لتتبع التعرض للإشعاع على طول الطريق.
والآن، أصدر العلماء النتائج الأولى بعد دراسة بيانات الكاشف، والتي نشرت يوم الأربعاء في مجلة Nature. وتظهر النتائج أن تقنية الحماية المستخدمة في المركبة الفضائية كانت فعالة في التخفيف من الإشعاع الذي تعرضت له المركبة أثناء الرحلة.
وقال سيرجي فاكير أراوجو، قائد فريق الطب الفضائي في وكالة الفضاء الأوروبية، في بيان: “تمثل مهمة أرتميس 1 خطوة حاسمة في تعزيز فهمنا لكيفية تأثير الإشعاع الفضائي على سلامة المهام المأهولة المستقبلية إلى القمر”.
ولم يشارك أراوجو في الدراسة، لكن وكالة الفضاء الأوروبية ساهمت بخمسة أجهزة متنقلة لقياس الجرعات الإشعاعية في جميع أنحاء مركبة الفضاء أوريون.
وقال أراوجو: “نحن نكتسب رؤى قيمة حول كيفية تفاعل الإشعاع الفضائي مع درع المركبة الفضائية، وأنواع الإشعاع التي تخترق للوصول إلى جسم الإنسان، والمناطق داخل أوريون التي توفر أكبر قدر من الحماية”.
مخاوف من الإشعاع
لقد قامت وكالة ناسا بدراسة تأثير الإشعاع الفضائي على صحة الإنسان لعقود من الزمن، منذ أولى البعثات الفضائية المأهولة في ستينيات القرن العشرين. كما يتم جمع البيانات بانتظام من رواد الفضاء الذين يقضون ستة أشهر إلى عام على متن محطة الفضاء الدولية.
تظل المحطة في مدار أرضي منخفض، مما يعني أنها محمية جزئيًا بالحقل المغناطيسي للأرض، بالإضافة إلى الحماية الثقيلة المدمجة في تصميم المختبر المداري. كما يمنع المجال المغناطيسي للأرض الأشعة الكونية من الوصول إلى رواد الفضاء.
ولكن بالنسبة للمهام المستقبلية إلى الفضاء العميق، فإن رواد الفضاء سوف يبتعدون كثيراً عن حماية الأرض، وسوف يحتاجون إلى الاعتماد على مركبة فضائية محمية بشكل جيد وبدلات فضاء واقية.
إن الرحلات الفضائية الطويلة الأمد إلى القمر والمريخ سوف تعرض رواد الفضاء للإشعاعات الكونية، أو الجسيمات عالية الطاقة التي تتحرك عبر الفضاء. وللوصول إلى الفضاء الخارجي، سوف يتعين على رواد الفضاء أيضًا السفر عبر حزامي فان آلن على الأرض، وهما حزامان من الإشعاع يحيطان بكوكبنا مثل الكعكات العملاقة، وفقًا لوكالة ناسا.
قال الباحثون إن أجهزة الاستشعار المدمجة في كبسولة أوريون التقطت بيانات إشعاعية مستمرة أثناء الرحلة من الأرض إلى القمر والعودة لأول مرة. ورغم وجود بعض البيانات من بعثات أبولو، إلا أنها لم تُجمع بشكل مستمر.
وأظهرت المستشعرات أن التعرض للإشعاع داخل أوريون يختلف بشكل كبير اعتمادًا على موقع أجهزة الكشف، وفقًا لمؤلفي الدراسة.
ملجأ العاصفة الكوني
ومع مرور أوريون عبر أحزمة فان ألين، أظهرت البيانات أن المناطق الأكثر حماية، مثل “ملجأ العواصف” في الكبسولة، وفرت حماية أكبر بأربع مرات من المناطق الأقل حماية. وقرر الباحثون أن التعرض للإشعاع في هذه البقع ظل عند مستوى آمن بالنسبة لرواد الفضاء لتجنب الإصابة بمرض الإشعاع الحاد.
وقال ستيوارت جورج، الباحث الرئيسي في الدراسة، وهو عالم في مجموعة تحليل الإشعاع الفضائي في مركز جونسون الفضائي التابع لوكالة ناسا في هيوستن، في رسالة بالبريد الإلكتروني: “يعتبر ملجأ العواصف منطقة ضيقة للغاية تُستخدم لتخزين إمدادات الطاقم. لقد وجدنا أن ملجأ العواصف هو المنطقة الأكثر حماية في المركبة، وهو أمر جيد لأنه صُمم بهذه الطريقة!”
كان يُعتبر المرور عبر حزام فان ألن بمثابة مواجهة الطاقم لحدث طقس فضائي.
مع اقتراب الشمس من ذروتها الشمسية – وهي الذروة في دورتها التي تستمر 11 عامًا، والمتوقعة هذا العام – تصبح أكثر نشاطًا، فتطلق توهجات شمسية مكثفة وانبعاثات كتلية إكليلية. والانبعاثات الكتلية الإكليلية عبارة عن سحب كبيرة من الغاز المؤين تسمى البلازما والحقول المغناطيسية التي تنطلق من الغلاف الجوي الخارجي للشمس.
عندما يتم توجيه هذه الانفجارات نحو الأرض، فإنها يمكن أن تؤثر على المركبات الفضائية، والأقمار الصناعية، ومحطة الفضاء، وحتى شبكة الطاقة الكهربائية على الأرض.
وقال جورج “لقد ساعدنا هذا في التحقق من صحة تصميم ملجأنا لحماية الطاقم من أحداث الجسيمات الشمسية النشطة الناجمة عن الطقس الفضائي”.
وقال جورج إن التعرض للأشعة الكونية، والتي يمكن أن تشكل غالبية الإشعاع الذي قد يتعرض له رواد الفضاء في رحلات الفضاء طويلة الأمد، كان أقل بنسبة 60% في أرتميس 1 مقارنة بتلك التي تعرض لها رواد الفضاء في مهام سابقة، بما في ذلك المهام الروبوتية إلى المريخ.
كما لاحظ الفريق مفاجأة في النتائج. فبينما مرت أوريون عبر حزام فان ألين، انقلبت المركبة الفضائية لأداء عملية حرق للمحرك الدافع، مما يضمن أنها كانت على المسار الصحيح. وخلال الانقلاب، انخفضت مستويات الإشعاع داخل الكبسولة بنسبة 50% لأن المناورة وضعت المزيد من درع أوريون في مسار الإشعاع، كما قال جورج.
وقال مؤلفو الدراسة إن القياسات التي تم أخذها خلال برنامج أرتميس الأول قد تساعد في تصميم بعثات الفضاء البشرية المستقبلية.
التخطيط لـ Artemis II
إذا حدثت عاصفة شمسية أثناء تواجد رواد فضاء أرتميس في الفضاء، فمن الممكن أن تستمر لعدة أيام.
تم تغيير مفهوم ملجأ العاصفة بالنسبة لـ Artemis II نظرًا لأن الملجأ الأصغر على متن Artemis I قد لا يكون كبيرًا بما يكفي ليتمكن الطاقم من إجراء العمليات العادية إذا كان عليهم البقاء هناك لفترة طويلة أثناء العاصفة الشمسية، والمعروفة أيضًا باسم حدث الجسيمات الشمسية.
وقال جورج عبر البريد الإلكتروني: “في برنامج أرتميس الثاني، سوف يقوم الطاقم بربط الإمدادات بالحبال المطاطية إلى الجدار الأقل حماية في مركبة أوريون الفضائية”.
“هذا يعني أنه أثناء حدث الجسيمات الشمسية النشطة، سيتمكن الطاقم من استخدام مساحة أكبر بكثير من المقصورة مع الحفاظ على سلامتهم من الإشعاع بشكل فعال. سيكون من المثير للاهتمام حقًا اختبار ذلك في الفضاء، مع إشراك الطاقم في هذه التجربة.”
وصلت المرحلة الأساسية لصاروخ أرتميس 2 القوي إلى مركز كينيدي الفضائي التابع لوكالة ناسا في فلوريدا خلال الصيف، كما بدأ تجميع صاروخ أرتميس 3 بالفعل. ويهدف أرتميس 3 – المقرر إطلاقه في عام 2026 – إلى هبوط امرأة وشخص من ذوي البشرة الملونة في القطب الجنوبي للقمر لأول مرة.
وفي الوقت نفسه، كان طاقم أرتميس الثاني، الذي يضم رواد الفضاء من ناسا ريد وايزمان وفيكتور جلوفر وكريستينا كوتش ورائد الفضاء من وكالة الفضاء الكندية جيريمي هانسن، يتدربون ميدانيًا في أيسلندا. ورغم أنهم لن يهبطوا، فإن الطاقم سيسافر مسافة 4600 ميل (7402 كيلومتر) إلى ما وراء الجانب البعيد من القمر لالتقاط صور لملامح سطح القمر مثل الحفر من المدار.
قالت كيلسي يونج، رئيسة علوم القمر في برنامج أرتميس الثاني والمسؤولة العلمية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند، في بيان: “إن قيام البشر بحمل الكاميرا أثناء المرور القمري ووصف ما يرونه بلغة يمكن للعلماء فهمها يعد نعمة للعلم”.
“هذا هو إلى حد كبير ما ندرب رواد الفضاء على القيام به عندما نأخذهم إلى هذه البيئات المشابهة للقمر على الأرض.”
لمزيد من أخبار ورسائل CNN الإخبارية، قم بإنشاء حساب على CNN.com