هوای آلوده مختص زمین نیست؛ گردوغبار سمی مریخ می‌تواند نفس فضانوردان را ببرد

طوفان‌های گرد و غبار مریخی می‌توانند مشکلات تنفسی و افزایش خطر بیماری را به همراه داشته باشند و به یک تهدید دیگر برای سلامتی فضانوردان تبدیل شوند. بر اساس تحقیقات جدید دانشکده پزشکی کک در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC)، آژانس‌های فضایی باید برای این خطرات آماده شوند.

طوفان‌های مریخی تهدیدی جدی برای مأموریت‌های رباتیک به شمار می‌روند؛ چرا که عامل  ایجاد طوفان‌های الکترواستاتیکی هستند که می‌توانند عملکرد تهجیزات الکترونیکی را مختل کنند و همچنین باعث انباشت گرد و غبار روی پنل‌های خورشیدی شوند.

اما در مورد مأموریت‌های سرنشین‌دار چطور؟ در دهه‌های آینده، ناسا و آژانس فضایی سرنشین‌دار چین (CMS) قصد دارند فضانوردهایی را به مریخ بفرستند. این مأموریت‌ها شامل ماه‌ها عملیات سطحی خواهند بود و انتظار می‌رود در نهایت به احداث زیستگاه‌های بلندمدت بر سطح سیاره منجر شوند.

در هر سال مریخی (که ۶۸۶٫۹۸ روز زمینی طول می‌کشد)، سیاره سرخ طوفان‌های گرد و غباری منطقه‌ای را تجربه می‌کند که با تابستان در نیم‌کره جنوبی هم‌زمان هستند. هر سه سال مریخی (معادل پنج و نیم سال زمینی)، این طوفان‌ها آن‌قدر گسترده می‌شوند که کل سیاره را در بر می‌گیرند و از زمین قابل مشاهده هستند. در سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۲۲، مریخ‌نورد آپورچونیتی و سطح‌نشین اینسایت پس از آنکه دراثر طوفان‌های گرد و غبار ناتوان از تأمین انرژی کافی برای ادامه فعالیت شدند، از کار افتادند.

ارسال مأموریت‌های سرنشین‌دار به مریخ چالش‌های متعددی مثل مسائل لجستیکی و خطرات سلامتی را به همراه دارد. در ۲۰ سال گذشته، کوتاه‌ترین فاصله بین زمین و مریخ، ۵۵ میلیون کیلومتر بوده که تقریباً ۱۴۲ برابر فاصله زمین تا ماه است.

فاصله یادشده در سال ۲۰۰۳ ثبت شد و نزدیک‌ترین فاصله بین زمین و مریخ در بیش از ۵۰هزار سال گذشته بود. با استفاده از روش‌های معمول، سفر یک‌طرفه به مریخ بین شش تا نه ماه طول می‌کشد، در این مدت فضانوردان دچار تغییرات فیزیولوژیکی ناشی از قرارگیری طولانی‌مدت در شرایط بی‌وزنی خواهند شد. این موارد شامل آتروفی عضلانی، کاهش تراکم استخوان، تضعیف سیستم قلبی عروقی و غیره هستند. علاوه بر این، مأموریت بازگشت نیز می‌تواند تا سه سال طول بکشد که در این مدت فضانوردان حداقل یک سال را در گرانش مریخ (۳۶٫۵ درصد گرانش زمین) زندگی و کار خواهند کرد.

همچنین خطر قرارگیری در معرض پرتوهای کیهانی در طول سفر و هنگام کار بر سطح مریخ وجود دارد؛ اما علاوه بر این، قرارگرفتن در معرض خاک مریخی (رگولیت) نیز می‌تواند اثرات منفی بر سلامت داشته باشد. وانگ در گفت‌وگو با یونیورس تودی توضیح داد:

عناصر سمی زیادی وجود دارند که فضانوردان ممکن است در مریخ در معرض آن‌ها قرار بگیرند. مهم‌ترین آن‌ها گرد و غبار غنی از سیلیکا، علاوه بر گرد و غبار آهن حاصل از بازالت و آهن نانوفازی است که هر دو آن‌ها برای ریه‌ها واکنش‌زا هستند و می‌توانند باعث بیماری‌های تنفسی شوند. آنچه گرد و غبار مریخی را خطرناک‌تر می‌کند این است که میانگین اندازه ذرات گرد و غبار در مریخ بسیار کوچک‌تر از حداقل اندازه‌ای است که مخاط ریه‌های ما قادر به دفع آن است، بنابراین احتمال بیشتری دارد که باعث بیماری شوند.

در دوران آپولو، فضانوردان گزارش دادند که خاک ماه به لباس‌های فضایی آن‌ها می‌چسبید و در داخل فضاپیما روی تمامی سطوح پخش می‌شد. پس از بازگشت به زمین، آن‌ها همچنین علائمی مانند سرفه، تحریک گلو، آبریزش چشم و تاری دید را گزارش کردند.

در مطالعه‌ای که ناسا در سال ۲۰۰۵ بر اساس گزارش‌های شش فضانورد آپولو انجام داد،  تأثیر کلی گرد و غبار ماه بر سیستم‌های فعالیت‌های برون‌فضایی (EVA) ارزیابی شد. این مطالعه نتیجه گرفت که بزرگ‌ترین خطرات سلامتی شامل «کاهش دید» و «استنشاق و تحریک سیستم تنفسی» بود.

به گفته‌ی وانگ، سیلیکا مستقیماً باعث سیلیکوزیس می‌شود که معمولاً به عنوان یک بیماری شغلی برای کارگران معدن و ساختمان شناخته می‌شود.  سیلیکوزیس و قرارگرفتن در معرض گرد و غبار سمی آهن شباهت زیادی به بیماری پنوموکونیوز کارگران معدن زغال‌سنگ دارد که در میان معدن‌کاران رایج است و به‌طور غیررسمی به عنوان بیماری ریه سیاه شناخته می‌شود.

گرد و غبار مریخی علاوه بر تحریک ریه، مشکلات تنفسی و بینایی، به دلیل ترکیبات سمی آن نیز شناخته شده است. این ترکیبات شامل پرکلرات‌ها، سیلیکا، اکسیدهای آهن (زنگ آهن)، گچ و مقادیر کمی از فلزات سمی مانند کروم، بریلیم، آرسنیک و کادمیم هستند که میزان دقیق آن‌ها هنوز به‌طور کامل مشخص نیست.

روی زمین، تأثیرات سلامتی ناشی از قرارگرفتن در معرض فلزات یادشده به‌طور گسترده‌ای مورد مطالعه قرار گرفته است. وانگ و تیمش از این داده‌ها برای ارزیابی خطراتی که این عناصر برای فضانوردان در مأموریت‌های آینده به مریخ ایجاد می‌کنند، استفاده کرده‌اند:

درمان فضانوردان در مریخ به‌طور قابل‌توجهی دشوارتر است، زیرا زمان انتقال بسیار طولانی‌تر از مأموریت‌های پیشین به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) و ماه است. در این شرایط، ما باید برای طیف وسیعی از مشکلات سلامتی که فضانوردان ممکن است در مأموریت‌های طولانی‌مدت خود دچار آن شوند، آماده باشیم.

علاوه بر این، بی‌وزنی و پرتوهای کیهانی که اثرات منفی بر بدن انسان دارند، می‌توانند فضانوردان را در برابر بیماری‌ها آسیب‌پذیرتر و روند درمان را پیچیده‌تر کنند. به‌ویژه، قرارگرفتن در معرض تابش‌های کیهانی می‌تواند باعث بیماری‌های ریوی شود و اثرات گرد و غبار بر ریه‌های فضانوردان را تشدید کند.

علاوه بر مواد غذایی، آب و اکسیژن، فاصله‌ی زیاد میان زمین و مریخ، تحویل داروهای حیاتی را دشوار می‌کند و امکان بازگرداندن سریع فضانوردان به زمین برای درمان‌های اضطراری نیز وجود ندارد. به گفته وانگ و همکارانش، این بدان معناست که مأموریت‌های سرنشین‌دار به مریخ باید تا حد امکان در زمینه‌ی درمان پزشکی خودکفا باشند. همانند سایر تهدیدات بزرگ سلامتی، آن‌ها بر اهمیت پیشگیری تأکید دارند، اما در عین حال برخی راهکارهای مقابله‌ای را نیز برای کاهش این خطرات پیشنهاد می‌کنند:

محدود کردن آلودگی گرد و غبار در محل زندگی فضانوردان و توانایی فیلتر کردن گرد و غباری که وارد محیط می‌شود، مهم‌ترین اقدامات پیشگیرانه خواهند بود. البته، مقداری گرد و غبار به هر حال نفوذ خواهد کرد، به‌ویژه هنگامی که طوفان‌های گرد و غبار مریخی، حفظ محیط پاک را دشوارتر می‌کنند. ما مطالعه‌هایی را یافتیم که نشان می‌دهند ویتامین سی می‌تواند به پیشگیری از بیماری‌های ناشی از قرارگیری درمعرض کروم کمک و ید می‌تواند از بیماری‌های تیروئیدی ناشی از پرکلرات پیشگیری کند.

پژوهشگرها همچنین تأکید کردند که اقدامات یادشده و سایر روش‌های مقابله‌ای باید با احتیاط انجام شوند. همان‌طور که وانگ اشاره کرد، مصرف بیش از حد ویتامین سی می‌تواند خطر سنگ کلیه را افزایش دهد که فضانوردان به دلیل قرارگرفتن طولانی‌مدت در شرایط بی‌وزنی، در معرض آن هستند. علاوه بر این، مصرف بیش از حد ید می‌تواند به همان بیماری‌های تیروئیدی که قرار است از آن‌ها جلوگیری کند، دامن بزند.

در سال‌های اخیر، آژانس‌های فضایی به‌طور فعال در حال توسعه فناوری‌ها و استراتژی‌هایی برای کاهش خطرات ناشی از خاک ماه و مریخ بوده‌اند. از جمله نمونه‌های این فناوری‌ها می‌توان به اسپری‌های خاص، پرتوهای الکترونی و پوشش‌های محافظتی اشاره کرد، در حالی که مطالعات و آزمایش‌های متعددی برای بررسی رگولیت و درک بهتر مکانیسم‌های انتقال و رفتار آن در حال انجام است.

با پیشرفت برنامه آرتمیس و نزدیک‌شدن مأموریت‌های مریخی، به احتمال زیاد در زمینه‌ی داروسازی و درمان‌های پزشکی نیز پیشرفت‌هایی خواهیم دید که به کاهش خطرات اکتشافات فضایی کمک خواهند کرد.

یافته‌های مطالعه در ژورنال ژئوهلث منتشر شده است.