فروشگاه کانواس (بوم مدل کسبوکار) آرباکو

چکیده

یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی در تحقیقی جدید به این نتیجه می‌رسد که یک مأموریت فضایی انسانی در صورتی باارزش است که از چهار سال تجاوز ننماید.

موضوع اصلی

فرستادن مسافران انسانی به مریخ به دانشمندان و مهندسانی نیاز دارد تا به موانع ایمنی و تکنولوژیکی غلبه نمایند. یکی از آن‌ها خطر جدی است که به‌وسیله تابش ذرات از خورشید، ستاره‌های دوردست و کهکشان‌ها به وجود می‌آید.

پاسخ به دو سؤال کلیدی راه طویلی را در غلبه بر آن موانع در پیش دارد: آیا در معرض تابش ذرات بودن یک تهدید جدی زندگی بشر در کل یک دور سفر به سیاره قرمز است؟ وآیا زمان‌بندی مأموریت به مریخ می‌تواند به حفاظت فضانوردان و فضاپیما از تابش کمک ‌کند؟

در مقاله جدیدی که در ژورنال داوری تخصصی شده‌ای بنام Space Weather منتشر شده، یک تیم بین‌المللی از دانشمندان فضا شناس مانند محققان از UCLA، به آن دو سؤال با "بلی" و "خیر" جواب می‌دهند.

یعنی، انسان‌ها می‌توانند با امنیت به مریخ یا از مریخ سفر کنند، به‌شرط این که فضاپیما حفاظ کافی داشته باشد و دور سفر کوتاه‌تر از تقریباً چهار سال باشد و زمان‌بندی مأموریت انسان به مریخ در حقیقت متفاوت خواهد بود: دانشمندان تعیین کردند که بهترین زمان پرواز برای ترک زمین زمانی خواهد بود که فعالیت خورشیدی در پیک خودش یعنی معروف به ماکزیمم سولار باشد.

محاسبات دانشمندان نشان می‌دهد که حفاظت از یک فضاپیمای مریخ‌نورد در برابر ذرات انرژی‌دار از خورشید امکان‌پذیر است چرا که در طی ماکزیمم سولار، خطرناک‌ترین، پرانرژی‌ترین ذرات از کهکشان‌های فاصله‌دار توسط فعالیت سولار ارتقا یافته منحرف می‌شوند.

بر اساس گفته‌های یوری شپریتس (Yuri Shprits)، یک ژئو فیزیک‌دان محقق از دانشگاه کالیفرنیا – لوس آنجلس و مؤلف این مقاله، سفری با آن طول، قابل‌تصور است. میانگین پرواز به مریخ حدود 9 ماه زمان می‌برد که به زمان‌بندی پرتاب و سوخت موجود بستگی دارد، ظاهراً درست است که یک مأموریت انسان که بتواند به سیاره برسد و به زمین برگردد کمتر از دو سال است.

شپریتس (Shprits) که رئیس بخش فیزیک و هوافضای مرکز تحقیقات علوم زمین‌شناسی GFZدر پستدام آلمان است، گفت: "این مطالعه نشان می‌دهد که چون تابش فضایی، محدودیت‌های سختی را روی سنگینی و زمان پرتاب فضاپیما تحمیل می‌کند و مشکلات تکنولوژیکی برای مأموریت انسان به مریخ ایجاد می‌کند، چنین مأموریتی ارزشمند است."

محققان توصیه کردند که مأموریت از چهار سال بیشتر طول نکشد چراکه سفر طولانی‌تر سبب می‌شود که در طی دوره سفر در معرض مقادیر بسیار خطرناک تابش قرار بگیرند (حتی با فرض اینکه آن‌ها زمانی بروند که نسبتاً امن‌تر از دیگر زمان‌ها باشد). آن‌ها گزارش می‌کنند که خطر اصلی چنین پروازی ذراتی خارج از سیستم خورشیدی ما می‌باشد.

شپریتس (Shprits) و همکارانش از UCLA ، MIT، مؤسسه علوم و تکنولوژِی اسکولکوو (Skolkovo) مسکو و GFZپستدام، مدل‌های ژئوفیزیکی تابش ذرات بر یک سیکل ترکیبی را با مدل‌های تابش مؤثر هم بر مسافران (اثرات متغیر بر اندام‌های مختلف بدن) و هم بر فضاپیما، ترکیب کردند. مدل‌سازی تعیین کرد که داشتن یک فضاپیمایی با پوسته نسبتاً ضخیم می‌تواند فضانوردان را از تابش حفظ نماید، ولی آیا اگر حفاظ ضخیم باشد، می‌تواند میزان تابش ثانویه را برای آن‌هایی که در معرض آن هستند واقعاً افزایش دهد.

شپریتس (Shprits) گفت که دو نوع اصلی تابش خطرناک در فضا، ذرات انرژی‌دار خورشیدی و پرتوهای کیهانی می‌باشند؛ شدت هرکدام به فعالیت خورشیدی بستگی دارد. فعالیت پرتو کیهانی در شش تا دوازده ماه بعد از پیک فعالیت خورشیدی به کمترین حد خود می‌رسد، درحالی‌که شدت ذرات انرژی‌دار خورشیدی در طی ماکزیمم سولار در بیشترین حد قرار دارد.

منبع موضوع:

مواد و موضوعات توسط دانشگاه کالیفرنیا-لس‌آنجلس (University of California - Los Angeles) تهیه شدند. مطلب اصلی توسط استوارت ولپرت (Stuart Wolpert) نوشته شده است.

نکته: محتوا ممکن است از نظر سبک نگارشی و طول مطلب، ویرایش شده باشد.

ژورنال مرجع:

م. ی. دوبایندی (M.I. Dobynde)، ی. ی. شپریتس (Y.Y. Shprits)، ا. یو دروزدوو (A.Yu. Drozdov)، ج. هوفمن (J. Hoffman)، ج. لی (J. Li).

میزان ضربه 1 سیورت(واحد اندازه گیری در معرض تابش بودن معادل یک ژول انرژی در کیلوگرم توده گیرنده):

حفاظت از فضانوردان در برابر تابش بهینه در ماموریت به مریخ

Beating 1 Sievert: Optimal Radiation Shielding of Astronauts on a Mission to Mars

ژورنال Space Weather ، 2021؛ DOI: 10.1029/2021SW002749