چرا هرگز در فضا زندگی نخواهیم کرد

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.

شاید مهم‌ترین نگرانی درمورد بدن در فضا، تابش‌ها باشد. درحالی‌مشکل که تابش‌ها برای فضانوردان امروزی که در مدار پایینی زمین پرواز می‌کنند، قابل‌مدیریت است، برای کسانی که به سفرهای دورتر می‌روند، مشکل بزرگ‌تری محسوب می‌شود.

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.