بقلم ويل دونهام
واشنطن (رويترز) – بمساعدة دمى تدعى هيلجا وزوهار وأجهزة استشعار وضعت داخل مركبة فضائية جمع العلماء بيانات قيمة عن تعرض رواد الفضاء للإشعاع خارج المجال المغناطيسي للأرض واكتسبوا رؤى حول كيفية حمايتهم بشكل أفضل في الرحلات الفضائية الطويلة مثل الرحلة إلى المريخ.
أصدر الباحثون قياسات أولية لمستويات الإشعاع التي تم التعرض لها داخل مركبة أوريون التابعة لوكالة ناسا خلال مهمة أرتميس 1 غير المأهولة التي استمرت 25 يومًا في عام 2022 حول القمر والعودة إلى الأرض. تم الحصول على بيانات الإشعاع المستمر باستخدام أدوات بما في ذلك HERA التابعة لوكالة ناسا وأجهزة استشعار EAD التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية.
إن الخطر الذي يشكله الإشعاع يشكل مصدر قلق كبير يجب معالجته إذا كان رواد الفضاء يعتزمون تنفيذ مهام طويلة الأمد خارج مدار الأرض. ويهدف برنامج أرتميس إلى إعادة رواد الفضاء إلى سطح القمر هذا العقد وإنشاء قاعدة هناك تمهيدًا لاستكشاف المريخ من قبل البشر في المستقبل.
قد تؤدي مصادر مثل الأشعة الكونية المجرية والجسيمات التي تنطلق عبر الفضاء أثناء التوهجات الشمسية إلى تعريض رواد الفضاء لخطر كبير للإصابة بأمراض الإشعاع، وزيادة خطر الإصابة بالسرطان مدى الحياة، ومشاكل الجهاز العصبي المركزي والأمراض التنكسية.
كانت هيلجا وزوهار، المصممتان لتمثيل أجساد النساء، في كبسولة أوريون كبديلتين لرواد الفضاء، مع أجهزة استشعار مدمجة لقياس التعرض للإشعاع لجلدهما وأعضائهما الداخلية. ارتدت زوهار سترة حماية من الإشعاع. أما هيلجا فلم ترتد أي حماية.
وقال الفيزيائي ستيوارت جورج من مجموعة تحليل الإشعاع الفضائي في مركز جونسون الفضائي التابع لوكالة ناسا في هيوستن، وهو أحد مؤلفي الدراسة التي نشرت في مجلة نيتشر: “هيلجا وزوهار هما شبحان إشعاعيان – دمى متطورة تحاكي استجابة الجسم البشري للإشعاع، ومجهزة بأجهزة استشعار في جميع أنحاء الجسم لقياس معدلات الجرعة عبر مختلف الأعضاء”.
وأضاف جورج: “صُممت هذه الأشباح لتمثل أجساد النساء، حيث إن النساء عادة ما يكون لديهن حساسية أعلى للإشعاع مقارنة بالرجال. وقد قدمت البيانات التي تم جمعها من هذه الأشباح رؤى قيمة حول كيفية ترسب الإشعاع عبر الجسم، وخاصة أثناء عبور حزام فان ألين والرحلات بين الكواكب”.
تحيط بالأرض منطقتان من الإشعاع، تسمى أحزمة فان ألين.
وقال عالم الفيزياء الإشعاعية والمؤلف الرئيسي للدراسة توماس بيرغر من معهد طب الفضاء في المركز الألماني للفضاء في كولونيا: “نحن نعمل حاليا على التقييم النهائي للبيانات لهيلجا وزوهار، وسوف تظهر مجموعة البيانات الكاملة في الأشهر المقبلة”، بما في ذلك معلومات عن كفاءة الحماية لسترة زوهار.
وقد تبين أن المناطق داخل الكبسولة المصممة لتوفير أكبر قدر من الحماية من الإشعاع، بما في ذلك “ملجأ العواصف” لرواد الفضاء أثناء أحداث الطقس الفضائي مثل التوهجات الشمسية، توفر حماية تصل إلى أربعة أمثال المناطق الأقل حماية في المركبة الفضائية. وقال بيرجر إن هذا يثبت صحة التصميم للمهام المستقبلية.
كان التعرض داخل أوريون لأشعة الكون المجرية – وهي جسيمات نشطة تجوب الكون – أقل بنحو 60% من التعرض الذي تم قياسه على متن مسبارات كوكبية غير مأهولة سابقة، مما يوضح فائدة المركبة الفضائية المصممة لحماية الإشعاع.
وقال جورج “إن هذه الأشعة الكونية بين الكواكب مثيرة للاهتمام لأنها تشكل غالبية التعرض للرحلات الفضائية طويلة الأمد، لذا فإن هذا القياس مهم للإقامات الطويلة على القمر والعبور المستقبلي إلى المريخ”.
تأثرت عملية توجيه أوريون أثناء الرحلة بالتعرض للإشعاع، والذي انخفض إلى النصف عندما قامت المركبة الفضائية بدوران 90 درجة أثناء تحليقها عبر حزام فان ألين الداخلي.
وقال جورج “يرجع هذا إلى أن إشعاع حزام فان ألين اتجاهي إلى حد كبير، والانعكاس وضع المزيد من الحماية في مسار الإشعاع”.
يوفر المجال المغناطيسي للأرض غلافًا واقيًا حول الكوكب ضد الإشعاع الفضائي. تدور محطة الفضاء الدولية داخله. خلال مهمة أرتميس 1، سافرت أوريون إلى مسافة أبعد من أي مركبة فضائية أخرى تم بناؤها للبشر، حيث تجاوزت المجال المغناطيسي بكثير.
وقال جورج “لدينا الكثير من القياسات للتعرض للإشعاع في البعثات المأهولة في مدار أرضي منخفض، ولكن لدينا عدد قليل جدًا من القياسات لتلك البعثات خارج نطاق الحماية التي يوفرها المجال المغناطيسي للأرض. لقد تم إجراء القياسات التي لدينا في بعثات العلوم الكوكبية حيث كانت الحماية من الإشعاع أخف بكثير من تلك الموجودة على مركبة مأهولة مثل تلك المستخدمة في أرتميس”.
(إعداد ويل دونهام، تحرير روزالبا أوبراين)