چرا هرگز در فضا زندگی نخواهیم کرد

خلاصه :

نکات مهم مقاله:

• انسان‌ها برای زندگی در شرایط زمین تکامل پیدا کرده و با آن سازگار شده‌اند. اگر از زمین خارج شویم، هم از نظر جسمی و هم روانی با مشکلات متعدد مواجه خواهیم شد.
• خطر سرطان دراثر قرارگیری درمعرض پرتوهای کیهانی و مشکلاتی که بدن انسان در شرایط ریزگرانش تجربه می‌کند، به‌تنهایی می‌تواند نابودکننده باشد.
• حضور در جهان دیگر ممکن است توجیه اقتصادی نداشته باشد. از دیرباز حمایت عمومی چندانی برای سرمایه‌گذاری هنگفت روی سفرهای فضایی وجود نداشته است.
• تلاش برای سکونت در سیاره‌های دیگر با مشکلات متعدد دیگر ازجمله آلوده‌کردن اجرام آسمانی دیگر یا انتقال آلودگی به زمین همراه است.

ناسا قصد دارد فضانوردان را چند سال دیگر به ماه بازگرداند و برای تحقق این پروژه با نام برنامه آرتمیس درحال سرمایه‌گذاری سنگین است. آرتمیس بخشی از برنامه‌ای بلندپروازانه و مخاطره‌آمیز برای حضور دائمی‌تر انسان در دنیای خارج از زمین است.

شرکت‌هایی مانند «ائتلاف پرتاب و راه‌اندازی» و «لاکهید مارتین» نیز درحال طراحی زیرساخت‌هایی برای سکونت در ماه هستند. ایلان ماسک هم ادعا کرده است اسپیس ایکس مریخ را به سکونتگاه انسان‌ها تبدیل خواهد کرد. اما از آنجا که فضای بیرون از زمین برای کشتن ما طراحی شده است، آیا این طرح‌ها واقع‌بینانه هستند؟ ساینتیفیک آمریکن به موضوع احتمال سکونت انسان در فضا پرداخته است و موانع مهم پیش روی این هدف را برشمرده است.

در «کنفرانس فضانوردان آنالوگ» امسال، هیچ‌یک از مشکلات مرتبط با سکونت انسان در فضا حل‌نشدنی به‌نظر نمی‌رسید. دانشمندان و علاقمندان به فضا در زیست‌کره یا بیوسفر ۲ جمع شدند. زیست کره ۲ زمین شبیه‌سازی‌شده کوچکی در نزدیکی توسان در آریزونا است که شامل زیست‌بوم‌های مختلف کره زمین می‌شود. در میان ازدحام شرکت‌کنندگان در کنفرانس، به‌نظر می‌رسید این نتیجه‌گیری مسلم باشد که زندگی در فضا سرنوشت اجتناب‌ناپذیر انسان‌ها است و باید درنهایت به آن دست پیدا کنیم.

مرکز تحقیقاتی بیوسفر ۲ در آریزونا دارای یک گلخانه است.

در سال ۱۹۹۱ هشت نفر وارد بیوسفر ۲ شدند و به مدت دو سال در آن زندگی کردند. این بنای عجیب با مساحت تقریبا ۱۲٬۷۰۰ متر مربع، جایی است که در آن دانشمندان محیط‌های مختلفی را شبیه‌سازی کرده‌اند. علاوه بر یادگیری درمورد بوم‌شناسی زمین، یکی از اهداف این مرکز پژوهشی درک این موضوع بوده است که انسان‌ها چگونه می‌توانند در فضا زندگی کنند.

خطر سرطان ناشی از پرتوهای کیهانی و مشکلاتی که بدن انسان در شرایط ریزگرانش تجربه می‌کند، می‌تواند نابودکننده باشد

تمرین زندگی در بیوسفر ۲ موفقیت‌آمیز نبود. محیط محصورشده اکسیژن آب و غذای کافی برای ساکنان خود تولید نمی‌کرد. ماموریت اول و ماموریت دوم که چند سال بعد انجام شد، به دلیل درگیری‌های بین فردی و مشکلات روانی در میان ساکنان متوقف شد.

امروزه افراد شرکت‌کننده در پروژه‌هایی نظیر بیوسفر ۲ که برخی از جنبه‌های سفر فضایی طولانی‌مدت را شبیه‌سازی می‌کنند، «فضانوردان آنالوگ» نامیده می‌شوند. تاسیسات فضانوردی آنالوگ در مناطق مختلفی مانند یوتا، هاوایی، تگزاس و قطب جنوب وجود دارد. مردم در عمان، کنیا و کشورهای دیگر نیز درحال ساخت یا برنامه‌ریزی آن‌ها هستند. هدف مشترک همه‌ی آن برنامه‌ها این است که یاد بگیریم چگونه می‌توانیم دور از زمین زندگی‌ کنیم.

برخی از افراد حاضر در بیوسفر ۲ در پروژه‌های شبیه‌سازی مشارکت کرده‌اند یا خودشان تاسیسات فضانوردی آنالوگ را ساخته‌اند و برخی از روی کنجکاوی به آنجا آمده‌اند. ستاره‌شناسان، زمین‌شناسان، نظامیان بازنشسته، کارمندان شرکت‌ها، متخصصان پزشکی، هنرمندان، تحلیلگران، وکلا و صاحبان مشاغل دیگر نیز در این برنامه حضور پیدا کرده‌اند.

از سپتامبر ۱۹۹۱ تا سپتامبر ۱۹۹۳ هشت نفر در تاسیسات پژوهشی بیوسفر ۲ در آریزونا زندگی کردند و به دانشمندان کمک می‌کردند تا دریابند انسان در فضا چگونه می‌تواند زندگی کند.

بدن انسان واقعا نمی‌تواند فضا را تحمل کند. پرواز فضایی به دی‌ان‌ای آسیب می‌زند، میکروبیوم را تغییر می‌دهد، ریتم شبانه‌روزی را به هم می‌ریزد، بینایی را دچار اختلال می‌کند، خطر ابتلا به سرطان را افزایش می‌دهد، موجب کاهش تراکم استخوان و عضله می‌شود، سیستم ایمنی را از فعالیت بازمی‌دارد، قلب را ضعیف می‌کند و مایعات را به سمت بالا هدایت می‌کند که ممکن است در درازمدت برای سر آسیب‌زننده باشد.

سونجا شرپفر در دانشگاه کالیفرنیا سانفرانسیسکو، دو مورد از شرایطی را بررسی کرده است که کاوشگران فضایی را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد. پژوهش‌های او روی موش‌های شناور در ایستگاه فضایی بین‌المللی نشان داده است عروق خونی که به مغز می‌رسند، در شرایط ریزگرانش سخت‌تر می‌شوند. شرپفر و همکارانش مسیری مولکولی را کشف کردند که ممکن است از این تغییرات قلبی‌عروقی جلوگیری کند. اما اما به‌گفته‌ی وی، شاید سفت شدن رگ‌ها نوعی مکانیسم محافظتی باشد و شل‌کردن آن‌ها مشکلات دیگری را در پی آورد.

شرپفر همچنین می‌خواهد راهی برای کمک به سیستم ایمنی متزلزل فضانوردان پیدا کند که وقتی در فضا قرار می‌گیرد، پیرتر به‌نظر می‌رسد و ترمیم بافت‌ها برای آن دشوارتر می‌شود. سیستم ایمنی در شرایط ریزگرانش با سرعت زیادی پیر می‌شود. او روی زمین نمونه‌های بیولوژیکی افراد جوان و سالم را جمع‌آوری می‌کند و روی تراشه‌های بافتی همراه فضانوردان به فضا می‌فرستد تا نحوه تخریب آن‌ها را بررسی کند.

مشکلات بینایی و استخوانی نیز از عوارض جانبی جدی حضور در فضا هستند. وقتی فضانوردان یک ماه یا بیشتر را در فضا می‌مانند، کره چشم آن‌ها صاف می‌شود. صاف شدن کره چشم فضانوردان یکی از جنبه‌های نوعی بیماری به نام «سندرم عصبی چشم مرتبط با پرواز فضایی» است که می‌تواند موجب آسیب پایدار بینایی شود.

استخوان‌ها و ماهیچه‌ها برای زندگی روی زمین ساخته شده‌اند که شامل کشش همیشگی ازسوی گرانش می‌شود. کاری که بدن دربرابر گرانش انجام می‌دهد تا بتواند به‌طور قائم بایستد و حرکت کند، از تحلیل‌رفتن عضلات محافظت می‌کند و موجب رشد استخوان می‌شود.

مشکلات بینایی و استخوانی از عوارض جانبی جدی حضور در فضا هستند

در فضا که نیروی گرانشی وجود ندارد تا بدن با آن مقابله کند، استخوان‌ها و عضلات فضانوردان تحلیل می‌رود. به همین دلیل است که آن‌ها باید هر روز چند ساعت ورزش کنند و از تجهیزات خاصی استفاده کنند. این تجهیزات به شبیه‌سازی برخی از نیروهایی که آناتومی آن‌ها روی زمین احساس می‌کند، کمک می‌کند. البته حتی این تمرین‌ها هم به‌طور کامل مانع از تحلیل‌رفتن عضلات و استخوان‌ها نمی‌شود..

برخی از تابش‌ها ازسوی خورشید می‌آیند که پروتون‌های آزاد را از خود منتشر می‌کنند که می‌توانند خصوصا در طول طوفان‌های خورشیدی به دی‌ان‌ای آسیب بزنند و فضانوردان را دچار بیماری شدید کنند.

فضانوردان می‌توانند از آب (که مثلا درون دیواره‌های پناهگاه پمپ شده است) برای محافظت از خود دربرابر پروتون‌های ساطع‌شده از خورشید استفاده کنند. اما دانشمندان به‌خوبی نمی‌توانند پیش‌بینی کنند که خورشید چه زمانی مقدار زیادی از این ذرات را ساطع می‌کند. بنابراین، اگر برای مثال فضانوردان درحال کاوش سطح ماه باشند و طوفان تابش‌های خورشیدی در راه باشد، در بهترین حالت می‌توانیم نیم‌ساعت زودتر چنین رویدادی را پیش‌بینی کنیم. بنابراین، به قدرت پیش‌بینی و تشخیص بهتری نیاز داریم و نیاز است در چنین مواقعی فضانوردان نزدیک سپر آبی خود بمانند.

اگر به موقع به محل امن نرسید و درمعرض ذرات ساطع‌شده از خورشید قرار گیرید، اول دچار تهوع خواهید شد. سپس در لباس فضانوردی خود استفراغ خواهید کرد. استفراغ می‌تواند سیستم‌های حمایت از زندگی را مختل کند یا ممکن است آن را تنفس کنید و راه تنفس شما را بگیرد. سپس کاهش سلول‌هایی نظیر نوتروفیل‌ها و سلول‌های قرمز خون رخ می‌دهد، به این معنا که دیگر نمی‌توانید با میکروب‌ها مبارزه کنید یا به‌خوبی به بافت‌های خود اکسیژن برسانید. خسته، کم‌خون و ناتوان در مبارزه با عفونت می‌شوید و مرتبا استفراغ می‌کنید. حتی ممکن است جان خود را از دست بدهید.

نوع دیگری از تابش‌ها به نام «پرتوهای کیهانی کهکشانی» وجود دارد که حتی مقدار زیادی آب هم مانع آن‌ها نمی‌شود. این تابش‌ها از عناصر پرسرعت (عمدتا هیدروژن، اما همچنین مواد کاملا طبیعی درون جدول تناوبی) تشکیل شده‌اند، از رویدادهای آسمانی مانند ابرنواخترها ساطع می‌شوند و نسبت به پروتونِ آزاد، انرژی و جرم بسیار بیشتری دارند. امکان محافظت کامل از فضانوردان درمقابل این تابش‌ها وجود ندارد. محافظت ناکافی از کاوشگرها مشکل را بدتر می‌کند: وقتی پرتوها به مانعی برخورد می‌کنند، شکافته می‌شوند و ذرات کوچک‌تری را تولید می‌کنند.

مقدار تابش‌هایی که فضانورد در مسیر مریخ ممکن است در هر لحظه از پرتوهای کیهانی کهکشانی دریافت کند، اندک است، اما اگر سال‌ها در سفینه فضایی یا سطح سیاره باشد، وضعیت تغییر می‌کند و خطر ابتلا به سرطان افزایش پیدا می‌کند.

ازآن‌جا که ایجاد سپر برای محافظت از فضانوردان راهکاری واقع‌بینانه نیست، پژوهشگران درحال بررسی این موضوع هستند که چگونه می‌توان به بدن کمک کرد تا آسیب ناشی از تابش‌ها را ترمیم کند. آن‌ها همچنین در پی طراحی موادی شیمیایی هستند که فضانوردان بتوانند از آن‌ها برای کمک به رفع آسیب دی‌ان‌ای در زخم‌های احتمالی خود استفاده کنند.

در فضا، مشکلات جسمی و روانی فراوانی فضانوردان را تهدید می‌کند.

حتی اگر بتوان بیشتر مشکلات جسمی را برطرف کرد، مغز همچنان مشکل است. مقاله‌ای مروری که سال ۲۰۲۱ در مجله‌ی Clinical Neuropsychiatry منتشر شد، خطرات روانی پیش‌رو فضانوردان در سفر فضایی را مطرح کرد: تنظیم ضعیف عاطفی، کاهش تاب‌آوری، افزایش اضطراب و افسردگی، مشکلات ارتباطی با گروه، اختلالات خواب و کاهش عملکرد شناختی و حرکتی که درنتیجه‌ی استرس پیش می آید.

برای تجسم علت بروز مشکلات توصیف‌شده، خود را درون قوطی حلبی کوچک به همراه چند نفر دیگر تصور کنید که فضای مرگباری در بیرون آن وجود دارد، برنامه یکنواخت و کسل‌کننده‌ای دارید، چرخه غیرطبیعی شب و روز را باید تحمل کنید و کنترل‌کننده‌های ماموریت دائما شما را تحت‌نظر دارند. البته مشکلات جسمی و روانی هرچند شدید هستند، لزوما فوری‌ترین موانع برای تحقق بخشیدن به سکونتگاه‌های فضایی نیستند.

مسئله بزرگ‌تر هزینه است. چه کسی قرار است هزینه ساخت سکونتگاه فضایی را پرداخت کند؟ اگر فکر می‌کنید کارآفرینی میلیاردر به دلیل ماجراجویی، نوع‌دوستی یا دلایل دیگر بودجه ساخت سکونتگاه فضایی را تامین می‌کند، در اشتباه هستید. شرکت‌های فضایی تجاری، کسب‌وکار هستند و هدف کسب‌وکارها کسب درآمد است. در چند سال گذشته پژوهشگران تلاش کرده‌اند میزان تقاضا برای اکتشافات فضایی و فعالیت‌های فراتر از زمین را تخمین بزنند.

افراد معمولا اکتشافات فضایی را به گسترش انسان روی زمین تشبیه می‌کنند. اما گسترش انسان در روی زمین با دستاوردهایی مانند معادن یا زمین‌های کشاورزی بیشتر همراه بوده است. این درحالی است که مشخص نیست افراد با سرمایه‌گذاری در ساخت سکونتگاه فضایی به چه چیزی دست پیدا می‌کنند.

اجرام آسمانی، از جمله ماه در معرض خطر آلودگی توسط حیات میکروسکوپی زمین قرار دارند.

نظرسنجی‌ها نشان می‌دهد بیشتر مردم برای ماجراجویی‌های فضانوردی ارزش زیادی قائل نیستند و از اینکه مالیات‌هایی که از آن‌ها گرفته می‌شود، صرف این فعالیت‌ها شود، خشنود نیستند.

سال ۲۰۱۸ در یک نظرسنجی از شرکت‌کنندگان خواسته شد اهمیت ۹ ماموریت کلیدی ناسا را ارزیابی کنند. فقط ۱۸ و ۱۳ درصد از مردم فکر می‌کردند فرستادن انسان به مریخ و ماه باید در اولویت باشد. آن‌ها تلاش برای نظارت بر آب‌وهوای زمین، رصد سیارک‌های خطرناک و انجام پژوهش‌های پایه در فضا را در اولویت قرار ‌دادند. نظرسنجی دیگری در سال ۲۰۲۰ نشان داد فقط ۷ تا ۸ درصد از پاسخ‌دهندگان معتقد بودند فرستادن انسان به ماه یا مریخ باید اولویت اصلی باشد.

بیشتر مردم از اینکه مالیات‌هایی که از آن‌ها گرفته می‌شود، صرف ماجراجویی‌هایی فضایی شود، خشنود نیستند

اگرچه تاریخ تمایل دارد دوران قبلی سفر به ماه و کاوش آن را به‌عنوان دوره‌ای هیجان‌انگیز در سطح جهان ثبت کند، نظرسنجی‌های آن زمان نشان می‌دهد این‌طور نبوده است: بنا به گزارش مورخان، به استثنای نظرسنجی که در زمان فرود آپولو ۱۱ روی ماه در ژوئیه ۱۹۶۹ انجام شد، در طول دهه ۱۹۶۰ بیشتر آمریکایی‌ها معتقد بودند آپولو ارزش این هزینه را نداشت. در طول این دهه، در نظرسنجی‌های متعدد ۴۵ تا ۶۰ درصد آز امریکایی‌ها معتقد بودند دولت بیش از حد برای فضا هزینه می‌‌کند.

وقتی مقامات آژانس فضایی درباره اینکه چرا مردم باید به اکتشافات انسانی اهمیت دهند، بحث می‌کنند، اغلب می‌گویند این اکتشافات به نفع بشریت است و گاهی به مواردی اشاره می‌کنند که به عنوان فناوری زمینی مورد استفاده همه شهروندان قرار گرفته است. یکی از این موارد نوآوری در آینه تلسکوپ بود که باعث بهبود جراحی چشم به کمک لیزر شد. اما کارشناسان می‌گویند اگر دوست دارید فناوری خاصی پیشرفت کند، بهتر است به جای حرکت غیرمستقیم ازطریق سازمانی مانند ناسا که هزینه‌های بیشتری دارد، به طور مستقیم روی آن فناوری سرمایه‌گذاری کنید.

گذشته از بحث مشکل اخلاقی صرف مالیات اخذ شده از مردم برای سفرهای فضایی، سوال اخلاقی ساده‌تر این است که آیا واقعا باید برای این موارد افراد را به فضا بفرستیم؟ جدا از خطر کلی سرطان و زوال کلی بدن، احتمال مرگ فضانوردانی که قصد سکونت در جهان دیگری را دارند، بیشتر است و حتی اگر زنده بمانند، مشکلات فراوانی گریبان‌گیر آن‌ها خواهد بود. مساله مهم فقط زنده‌ماندن نیست، بلکه لذت‌بردن از زندگی هم مهم است. این درحالی است که شرایط زندگی در جایی مانند مریخ بسیار دشوار خواهد بود.

مشکل دیگر سفرهای فضایی انسان آن است که حیات میکروسکوپی زمین که ناسا هرگز موفق نشده است آن را به‌طور کامل از سفینه فضایی حذف کند، ممکن است ماه، مریخ یا اروپا را آلوده کند. از سوی دیگر اگر دنیاهای مقصد دارای حیات ناشناخته باشند، میکروب‌های فرازمینی مضر می‌توانند همراه تجهیزات آن‌ها به زمین برگردند و شاید بتوانند حیات روی زمین را تهدید کنند.

تلاش‌های فضانوردان آنالوگ نمی‌تواند سخت‌ترین مشکلات سفر فضایی ازجمله معضلات پزشکی حل‌ناشدنی، نیاز به سرمایه‌گذاری هنگفت و مشکلات اخلاقی مهم را حل کند؛ اما درحالی‌که همگی ما منتظریم تا دریابیم آیا واقعا از این سیاره مهاجرت خواهیم کرد یا خیر، این فضانوردان زمینی دست‌کم برای مدتی بدون ترک سیاره به تلاش برای فرار از زمین ادامه خواهند داد.