آیا ماه می‌تواند به پایگاهی ایمن برای فضانوردان تبدیل شود؟

در ۴ آگوست ۱۹۷۲، خورشید جریان سوزانی از انرژی از سطح خود به سمت سیاره‌ها روانه کرد. این جریان با ابری از پلاسما همراه بود که تنها در نصف روز تا فاصله‌ی ۱۵۰ میلیون کیلومتری بین زمین و خورشید گسترش یافت.

سه ماه از سفر آپولو ۱۶ می‌گذشت و آپولو ۱۷ در مرحله‌ی آماده‌سازی برای پرتاب در ماه دسامبر بود. خوشبختانه شانس با فضانوردان یار بود که طوفان خورشیدی بین دو مأموریت رخ داد. اگر در طول طوفان خورشیدی فضانوردان در سفر فضایی به سر می‌بردند، در معرض پرتوهای کشنده‌ی خورشیدی قرار می‌گرفتند. با وجود افزایش تجهیزات ایمنی و پیشرفت ابزارهای علمی، چشم‌انداز زندگی انسان خارج از مدار زمین خطرناک به‌ نظر می‌رسد.

در سفرهای فضایی باید به این نکته توجه داشت که هیچ سپری برای محافظت از انسان وجود ندارد. فضا می‌تواند انسان را به کام مرگ بکشاند. حتی با وجود تجهیزات کافی، خورشید می‌تواند زبانه‌ها و بادهای خطرناکی منتشر کند. صرف ‌نظر از خورشید، اعماق فضا هم محیطی خطرناک است. ذرات و پرتوهای پرانرژی کیهانی می‌توانند آسیب‌های جبران‌ناپذیری به DNA انسان وارد کنند و به سرطان بینجامند.

کلایو نیل، دانشمند قمری و یکی از مدافعان اکتشافات فضایی از دانشگاه نوتردام، امیدوار است شاهد اعزام افراد بیشتری به ماه باشد. به اعتقاد او در چنین پروژه‌هایی، شکست تنها یک انتخاب نیست بلکه اجتناب‌ناپذیر است. او می‌گوید:

همان‌طور که در تست راکت‌ها دیدیم، از شکست‌ می‌توانیم نکات زیادی بیاموزیم. با وجود تمام تلاش‌ها نمی‌توان از شر تمام ریسک‌ها خلاص شد؛ این یک حقیقت است. در آغاز سال ۲۰۲۰، آمریکایی‌ها برای اولین‌بار پس از یک دهه از خاک این کشور به فضا رفتند. تحت فرمان ترامپ، طرح آرتمیس ناسا با هدف ارسال اولین زن فضانورد و یک مرد فضانورد به ماه تا سال ۲۰۲۴ آغاز شد. با توجه ‌به ریسک‌ها، قطعا به هزینه‌های این پروژه اضافه خواهد شد.

پرتوهای سطح ماه ۲۰۰ الی ۱۰۰۰ برابر پرتوهای روی زمین هستند. مقدار پرتوها در سطح ماه دو و نیم برابر پرتوهای ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) است. جو ضخیم زمین و میدان مغناطیسی قدرتمند آن مانند سپری از ما محافظت می‌کنند. ماه فاقد هوا و دارای میدان مغناطیسی به‌شدت ضعیف است و به همین دلیل هیچ محافظی ندارد. پرتوهای کیهانی اغلب از نوترون تشکیل می‌شوند که ذراتی سنگین و بزرگ هستند. از طرفی وقتی خورشید در فاز فعال از چرخه‌ی ۱۱ ساله‌اش قرار می‌گیرد پرتوهای بیشتری آزاد می‌کند. این پرتوهای مضر تا اندازه‌ای می‌توانند از زمین دربرابر دیگر پرتوهای کیهانی محافظت کنند.

پرتوهای کیهانی خطرناک‌تر از پرتوهای خورشیدی هستند. به عقیده‌‌ی بسیاری از دانشمندان، فضانوردان تنها چند روز یا حداکثر چند هفته می‌توانند در ماه بمانند. پرتوهای کیهانی برای اقامت‌ کوتاه قابل مدیریت هستند؛ اما اقامت‌ بلندمدت مثل ساخت پایگاه در ماه یا ایستگاه‌هایی در مدار آن، نیاز به برنامه‌ریزی دقیق دارد. دانشمندان قمری ایده‌های زیادی در این‌باره دارند. به عقیده‌ی نیل، اگر کشورها به‌جای رقابت به همکاری با یکدیگر بپردازند، تلاش‌هایشان به ثمر خواهد نشست.

واضح‌ترین راه‌ حل برای محافظت در برابر پرتوها، اجتناب از ساخت مسکن در ماه است؛ اما پناهگاه‌های زیرزمینی هم می‌توانند از فضانوردان در برابر ذرات مضر محافظت کنند. فضانوردان باید حداقل در عمق ۸۰ سانتی‌متری اقدام به ساخت پناهگاه کنند؛ آن‌ها برای این کار نیاز به بولدوزر یا حداقل ماه‌نورد مجهز به ابزار حفاری دارند.

رایان واتکینز، فیزیکدان مؤسسه‌ی علوم سیاره‌ای، زندگی در لوله‌های گدازه‌ای را پیشنهاد می‌کند که از جریان‌های ماگمای کهن در ماه به‌جای مانده‌اند. طبق یافته‌ها، پلی اتیلن هم می‌تواند محافظ خوبی در برابر پرتوها باشد؛ زیرا کاملا از هیدروژن تشکیل شده است که نوترون‌های سنگین پرتوهای کیهانی را جذب می‌کند.

از طرفی لباس‌های فضایی آینده باید سبک باشند و قابلیت‌های بهتری برای محافظت از فضانوردان در برابر پرتوهای مضر داشته باشند. وزن لباس‌های فضایی فعلی حداقل ۱۳۶ کیلوگرم است و دانشمندان می‌خواهند آن را به ۴۱ کیلوگرم برسانند.

فضانوردها به‌طور کلی در محیط ماه با سه خطر عمده روبه‌رو هستند: پرتوها، جاذبه‌ی کم و رگولیت‌ها (سنگ‌پوش‌های ماه). پرتوها مهم‌ترین نگرانی برای اقامت در ماه هستند و بعد از آن، جاذبه‌ی اندک خطر بزرگی است. در شرایط ریزگرانش ایستگاه فضایی بین‌المللی، فضانوردان حتی با وجود تمرین‌های دقیق، توده‌ی ماهیچه‌ای و تراکم استخوانی خود را در طول اقامت‌های طولانی‌مدت از دست می‌دهند. جاذبه‌ی ماه از جاذبه‌ی ایستگاه فضایی بین‌المللی سنگین‌تر است (تقریبا یک‌ششم جاذبه‌ی زمین)؛ اما اقامت طولانی‌مدت می‌تواند آثار مخربی به ‌دنبال داشته باشد.

ماه را می‌توان مانند قطب جنوب در نظر گرفت؛ دسترسی به آن خطرناک و دشوار است اما بسیاری از افراد در گروه‌های کوچک همواره در آنجا به پژوهش و اکتشاف می‌پردازند. هیچ دلیلی برای عدم ساخت پایگاه در ماه وجود ندارد. امروزه سفر فضایی بیش از هر زمانی امکان‌پذیر شده‌ است و دانش و اطلاعات مشخصی درباره‌ی خطرات آن‌ وجود دارد. به ‌نظر می‌رسد ایالات متحده قصد دارد بیش از عصر آپولو، دست به ریسک بزند.

با اینکه برخی مدافعان اکتشافات فضایی معتقدند ناسا باید رؤیاپردازی‌های خود را گسترش دهد، بسیاری از دانشمندان نگاه بدبینانه‌ای دارند و معتقدند فضا می‌تواند انسان را به کام مرگ بکشاند. بااین‌حال چیزی که ما را نکشد، قوی‌ترمان خواهد کرد. واتکینز درباره‌ی مأموریت آرتمیس ناسا به مقصد ماه می‌گوید:

فرستادن فضانوردان به قطب جنوب ماه رؤیایی بزرگ است. ما امروزه نسبت به گذشته دانش بیشتری دراختیار داریم. وقتی بیشتر بدانیم، بهتر آماده خواهیم شد.