هفت عاملی که می‌تواند برای یک فضانورد کشنده باشد

کارل ساگان (Carl Sagan) دانشمند زمینه‌ی نجوم و معلم برنامه‌‌ی آموزشی بیل نای (Bill Nye) اعلام کرده بود که ژرفای فضا از اقیانوس‌هایی که اجدادمان در قرون گذشته به دنبال پیمودن آن‌ها بودند بیشتر نیست. شاید گفته‌ی او تا حدی درست باشد. چون ما در حال حاضر به ماه سفر کرده‌ایم، به دوردست‌ترین نقاط منظومه‌ی شمسی و فضای بین ستاره‌ای، ماهواره فرستاده‌ایم و هم اکنون هم در تلاش برای ایجاد امکان زندگی دایمی در مریخ هستیم. اما باید کمی واقع‌بین‌تر بود. به نظر می‌رسد که خلا برای سلامتی انسان بسیار مضر است، مخصوصا وقتی که لباس فضانوردی چند میلیون دلاری خود را همراه نداشته باشید. در این جا می‌خواهیم به مواردی که ممکن است به مرگ یک فضانورد در فضا منجر شود نگاهی بیندازیم.

در گام اول برای رفتن به فضا، شما باید درون یک محفظه‌ی آلومینیمی (که فقط کمی بزرگ‌تر از حجم بدن شماست) به همراه دو نفر همراه و مقداری غذای منجمد و خشک از پیش تهیه شده قرار بگیرید. این محفظه روی دو میلیون کیلوگرم مواد منفجره قرار دارد‌ که توسط یک همکار خبره در یک پناهگاه زیرزمینی در فاصله‌ی چند کیلومتری از سکوی پرتاب مشتعل می‌شود. نتیجه‌ی این کار، پرتاب شما به فضا با استفاده‌ی از یک نیروی واکنشی کنترل شده با سرعت حدود ۲۸۸۰۰ کیلومتربرساعت در یک بازه‌ی ۱۰ دقیقه‌ای نفس‌گیر خواهد بود. فقط صدای حاصل از این انفجار برای از بین بردن هرچیزی در محدوده‌ی انفجار کافی است. این صدا می‌تواند به آسمان‌خراش‌های موجود در منطقه هم آسیب برساند. توصیه می‌کنیم حتما از یک گوش‌گیر مناسب استفاده کنید!

علاوه بر این، شما در مسیر خود به سمت بالا تحت تاثیر نیروی گرانش بزرگی به اندازه‌ی سه واحد گرانش قرار می‌گیرید. این نیرو آزار‌دهنده و ناخوشایند است. اما در صورت گذراندن دوره‌های بدنسازی و آمادگی جسمانی ویژه که تحت نظر آژانس فضایی و به اجبار باید بگذرانید، این نیروها خطر جانی برای شما نخواهند داشت.

احتمال بروز خطاهای پیش‌بینی نشده در این مرحله بسیار فراوان است. مثلا فاجعه‌ی فضاپیمای چلنجر (Challenger) که پس از پرتاب دچار سانحه شد یکی از تلخ‌ترین حوادث تاریخ فضانوردی است. این حادثه نشان می‌دهد که فضانوردان و کاوشگران شجاعی که برای این کار انتخاب می‌شوند تا چه اندازه در معرض حوادث و خطرات گوناگون هستند.

اوایل سال ۲۰۰۷، از سکوی پرتاب Xinchang در چین، یک موشک چند مرحله‌ای به فضا پرتاب شد. این موشک ۷۵۰ کیلوگرمی کشنده با یک ماهواره‌ی کاملا نرمال هواشناسی که با سرعت ۸ کیلومتر بر ساعت در مدارش به دور زمین در حال چرخش بود برخورد کرد. این ماهواره بعد از برخورد محو شد. متاسفانه آنجا دوربینی نبود تا این رویداد نادر و عجیب را ثبت کند. برخلاف ظاهر هیجان انگیزش این قضیه اصلا جالب نیست. نابود کردن ماهواره‌ها به این شکل در فضا حتی اگر متعلق به همان سازمان پرتاب کننده‌ی موشک باشد، کار احمقانه‌ای است. این برخورد به تنهایی حدود۱۵۰۰۰۰ تکه‌ زباله‌ی فضایی سرگردان را در فضای اطراف زمین پراکنده‌ کرد.

بیش از ۲۳۰۰ قطعه از این زباله‌ها اندازه‌‌ای بزرگ‌تر از یک توپ گلف دارند و همه‌ی آن‌ها با سرعتی تقریبا ۲۰ برابر سرعت یک گلوله‌ی تفنگ در حال شلیک دور زمین در حرکت‌اند. اگر فیلم جاذبه را دیده باشید نیازی به گفتن نیست که در صورت برخورد یکی از این تکه‌ها با سفینه‌‌ها چه فاجعه‌ای پیش می‌آید.

ممکن است تعجب کنید، اما واقعیت این است که هیچ کس نمی‌داند چه تعداد زباله‌ی فضایی وجود دارد. تخمین زده می‌شود که میلیون‌ها زباله‌ی فضایی موجود باشد. حتی ذره‌های ریز رنگ هم با چنین سرعت بالایی می‌تواند باعث نابودی فضاپیما‌ها شوند. مشکل اصلی این است که این پرتابه‌های سرگردان قابل ردیابی و کنترل نیستند و در حقیقت تصادف‌های گاه و بی‌گاه با این زباله‌های فضایی اجتناب ناپذیر خواهد بود.

آیا روزهایی بوده که حس کنید ورزش کردن کار بسیار سخت و جسورانه‌ای است؟ اگر جواب مثبت است می توانیم بگوییم که شما برای زندگی فضایی مناسب نیستید. بی‌وزنی در فضا سیستم بدن شما را سردرگم می‌کند. بدن توانایی تشخیص پر شدن مثانه را ندارد. اندازه مردمک‌ چشم‌ها تغییر می‌کند. و از آن‌جایی که شما نیازی به نگه داشتن وزن خودتان ندارید، ماهیچه‌های بدن در همان هفته‌ی اول ۲۰ درصد کم حجم‌تر می‌شوند. مورد آخر کمی عجیب به نظر می‌رسد ولی واقعیت دارد. اگر بخواهید در باشگاه این مقدار وزن کم کنید مسلما بیشتر از یک هفته طول خواهد کشید! در روی کره‌ی زمین حتی اگر ورزش هم نکنید و فعالیت‌های فیزیکی شما خیلی محدود مثلا در حد پیمودن فاصله‌ی کوتاه اتاق نشیمن تا یخچال در آشپزخانه هم باشد، همین فعالیت کم هم روی بدن شما تاثیر دارد و قلب شما متناسب با این فعالیت کم در حال تنظیم پمپاژ خون و گردش آن در میان سرخرگ‌ها و سیاهرگ‌ها و همچنین تلاش برای حفظ تناسب کلی بدن خواهد بود. با کمی اغماض حتی شاید بتوان گفت همین فعالیت فیزیکی کم می‌تواند بر روند بازسازی استخوان‌ها تاثیر داشته باشد.

گرانش در تنظیم بدن نقش مهمی دارد. در فضا نیازی نیست که قلب شما خون را به سمت بالا پمپاژ کند تا به مغزتان خون برسد. چون در فضا قرار گرفتن به سمت بالا مفهومی ندارد. بدن شما نیازی به حفظ شکل خاصش ندارد. چون قرار نیست روی پای خود بایستید و عملا نیازی به حفظ شکل بدن خود مانند کره‌ی زمین ندارید. وقتی همه چیز بی‌وزن باشد استخوان‌ها نیازی به حفظ وزن بدن ندارند و بعد از مدتی بازسازی آن‌ها با اخلال مواجه می‌شود و اصطلاحا دچار نوعی پوکی استخوان فضایی می‌شوند.

وقتی در فضا می‌مانید این اتفاق چندان هم ناخوشایند نیست. اما وقتی به زمین برگردید خواهید فهمید که گرانش زمین برای بدن شما بیش از حد محدودیت ایجاد می‌کند. قلب شما ضعیف‌تر شده و توانایی پمپاژ خون به دست و پاهایتان را ندارد. استخوان‌هایتان هم مثل سابق توانایی نگه‌داری وزن ماهیچه‌هایتان را نخواهد داشت و اگر با این وضعیت مقابله نکنید سرانجام کشنده خواهد بود. بنابراین ورزش در فضا لازم است. فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌المللی روزانه دوساعت ورزش می‌کنند که این مقدار با ساعات ورزش ورزشکاران نیمه حرفه‌ای برابری می‌کند.

روی کره‌ی زمین و به علت وجود میدان مغناطیسی حول زمین، ما از پرتو‌های کیهانی و تابش‌های خورشیدی در امان هستیم. بدون وجود این میدان مغناطیسی، ذرات پر انرژی کیهانی می‌توانند به راحتی به اتمسفر زمین و اقیانوس‌ها نفوذ کرده و کره‌ی زمین را تحت تاثیر قرار دهند. در این صورت ظاهر سیاره‌ی زمین چیزی همانند مریخ بود. منشا این تابش، واکنش‌های هسته‌ای است که در خورشید رخ می‌دهد. این واکنش‌ها سرانجام به تولید فوتون و سایر ذرات پرانرژی منجر می‌شود.این تابش شما را به هالک یا موجودی شبیه آن تبدیل نمی‌کند. با این حال تابش می‌تواند DNA شما را یونیزه کرده و در صورت کنترل نشدن مقدار نور باعث سرطان خواهد شد. البته اغلب فضانوردان قرار گرفتن در معرض تابش نور را کنترل می‌کنند. اما در هر حال اگر به مدت طولانی در فضا بمانید لنفوسیت‌های شما آسیب دیده و در نتیجه ایمنی بدن شما کم‌تر خواهد شد.یک نکته جالب این‌ است که فضانوردان می‌گویند در فضا وقتی چشم‌هایشان را می‌بندید صفحه‌ای سیاه می‌بینید که رویش نقطه‌های سفید کوچکی وجود دارد. همان منظره‌ای که شب‌ها و موقع نگاه کردن به آسمان می‌بینیم. احتمالا دلیل این پدیده همان پرتو‌های کیهانی هستند که از عصب بینایی بدن هم عبور می‌کنند.

این پدیده را معمولا در فیلم‌ها دیده‌اید. این‌ امر که در خلا چه اتفاقی برای بدن انسان می‌افتد همیشه مورد بحث بوده است. اول باید دو موضوع را روشن کنیم: نخست این‌که شما به هیچ وجه تا سرحد مرگ منجمد نمی‌شوید. البته فضا سرد است، تا هر اندازه که فکر کنید سرد است. اما از طرفی خلاء هم دارد، یعنی برای انتقال گرما از بدنتان نیاز به ماده داریم و در فضا عملا ماده‌ای وجود ندارد. پس می‌توان گفت در فضا بدنتان خیلی سریع سرد نمی‌شود. دوم اینکه شما منفجر نمی‌شوید، درست است که روی سطح زمین فشار هوا روی بدنتان اعمال می‌شود ولی در فضا فشار وجود ندارد و فشار داخلی بدنتان سعی در متلاشی کردن بدنتان دارد اما در عمل این فشار به قدری نیست که پیوند‌های شیمیایی بدنتان را از هم جدا کند.

در وهله‌ی سوم و به همان دلیلی که پیش‌تر گفتیم، خون شما جوش نخواهد آمد. چون پوست‌تان برای نگه داشتن بدنتان به حد کافی قوی است و تمام محتویات و اعضای درون بدنتان به عنوان یک سیستم بسته در نظر گرفته می‌شوند که توسط پوست بیرونی در مقابل خلاء بیرون حفاظت می‌شود. در حقیقت فشار درون بدنتان همان مقدار روی زمین خواهد بود و تغییری نخواهد کرد.

اما یک مسئله وجود دارد. هوای موجود در شش‌ها و سیستم گوارشی بدنتان که جزو این سیستم بسته نیست بلافاصله از نزدیک‌ترین منفذ ممکن به بیرون درز خواهد کرد و در نتیجه منجر به خفگی می‌شود. با این حال اگر فرد بتواند ۱۰ ثانیه زنده بماند، شاهد اتفاقات عجیب‌تری خواهد بود. به خاطر نبود فشار در خلاء نقطه‌ی جوش آب در حدود صفر کلوین است. یعنی بزاق دهان شما و قطرات اشک چشم‌ها و رطوبت موجود در شش‌های شما که اکنون خالی از هوا هستند شروع به جوشیدن کرده و بخارش به فضای خلاء وارد خواهد شد. در ادامه تغییرات وحشتناک‌تری هم انجام می‌شود که از گفتنشان پرهیز می‌کنیم. شاید بهتر باشد بعضی نکات در این باره مورد بحث قرار نگیرند.

در آغاز مقاله هم گفتیم که فضا خیلی بیش از حد بزرگ است. ما امروزه می‌توانیم به دقت بگوییم که ستاره‌ی آلفاسنتوری یا کهکشان آندرومدا در چه فاصله‌ای از زمین هستند. واقعا مقادیر این فواصل خارج از درک و تصور انسان است مثلا نزدیک‌ترین منظومه‌ی نزدیک منظومه‌ی شمسی فاصله‌اش به اندازه‌ی ۴.۳۷ سال نوری فاصله دارد که این فاصله برابر ۴۳ میلیارد کیلومتر است.

این فاصله به قدری زیاد است که حتی اگر فضاپیمای وویجر۱ هم که موفق به خروج از منظومه‌ی شمسی شده، بخواهد به نزدیک‌ترین منظومه‌ برود زمانی به آن‌جا خواهد رسید که عمر ستاره به پایان رسیده و تبدیل به یک ستاره‌ی مرده شده‌ است. اگر کسی بخواهد با ابزارهای پیش برنده‌ی  امروزی برای سفر به ستاره‌ی آلفاسنتوری اقدام کند در خوشبینانه‌ترین حالت فقط می‌تواند به فضای بین ستاره‌ای برسد و خیلی قبل‌تر از رسیدن به مقصد عمرش به پایان خواهد رسید. این را هم در نظر بگیرید که زندگی در یک محیط بدون گرانش در یک فضای محدود و با منابع محدود مسلما کار راحتی نیست.

سال ۱۹۹۹ اولین ماهواره‌ی کاوشگر به منظور تحقیق در مورد اتمسفر یک سیاره‌ی دیگر به فضا فرستاده شد و سفر خود را به مریخ آغاز کرد. همه چیز به خوبی پیش می‌رفت تا اینکه معلوم شد ماهواره‌ی مدارپیمای دور مریخ کمی زودتر از زمان مقرر به مقصدش رسیده است. بعدا معلوم شد که یکی از دانشمندان فراموش کرده تا واحد‌های نیروی کاهنده‌ی سرعت این ماهواره را از پوند به نیوتون تبدیل کند. یا شاید هم به جز این دو از روش دیگری استفاده کرده بود! به هرحال فضاپیما با اتمسفر مریخ برخورد حساب نشده‌ای داشت و قبل از فرود روی مریخ، از بین رفت.

با اطمینان می‌توان گفت اگر آن فضاپیما دارای سرنشین بود همه‌ افراد می‌سوختند. البته اگر این پروژه انسانی بود و برنامه‌ی پرتاب انسان به فضا مطرح می‌شد ناسا مسلما محاسبات را چند باره مورد بررسی قرار می‌داد. ناسا این گونه مسایل را وقتی پای جان انسان درمیان است جدی‌تر می‌گیرد. این اتفاق دلیل قانع کننده‌ی دیگری بود برای استفاده از سیستم واحدهای بین‌المللی به جای واحد‌های انگلیسی. سیستم انگلیسی امروزه در ایالات متحده، برمه، لیبریا و بخش‌هایی از بریتانیا استفاده می‌شود.