آزمایش های سخت فضانوردان برای سفر به مریخ

مجله همشهری دانستنیها - محمدجواد ترابی: بسیاری از ما در فیلم ها، آزمایش های سختی را به چشم دیده ایم که فضانوردان باید برای انتخاب نهایی از پس انجامشان برآیند؛ همچنین تمرین های دشواری را که منتخبان این آزمون ها باید انجام دهند تا با نهایت آمادگی کامل راهی فضا شوند. این آزمایش ها و تمرین ها محدود به آمادگی جسمانی و مسئله سلامت جسم نیستند و سلامت روان هم با توجه به شرایط خاص فضا اهمیت بالایی دارد؛ همین، دلیلی است برای آزمودن شرایط روانی تحمیل شده بر فضانوردان. بدین ترتیب گروهی داوطلب حاضر می شوند، مدتی محدود را در فضای دربسته یا دورافتاده اقامت کنند؛ مانند «مارس ۵۰۰».

پروژه ای که در سال های 1389 و 1390 انجام شد و 520 روز به طول انجامید. در این پروژه که محصول مشترک روسیه، سازمان فضایی اروپا و چین بود، گروه داوطلب شش نفره ای در محیطی شبیه سازی شده، سفر رفت و برگشت به مریخ را روی خاک زمین تجربه کردند. اما این نقطه پایان شبیه سازی ها نبود.

CAVES؛ فضانوردی 800 متر زیر زمین

سازمان فضایی اروپا در تعریف این پروژه نوشته بود که «ما معمولا آن ها (فضانوردان) را به ۴۰۰ کیلومتر بالاتر (ایستگاه فضایی بین المللی) می فرستیم، اما این شش فضانورد قرار است ۸۰۰ متر پایین تر درون غارهای صخره ای ساردینای ایتالیا بروند». آن ها خدمه بین المللی ماموریتی بودند که به مدت شش با نه روز در هفته دوم تیر ۱۳۹۵ در غاری عظیم واقع در جزیره مدیترانه ای متعلق به ایتالیا انجام شد. برای شبیه سازی بهتر این ماموریت، هر کدام از خدمه به یک سازمان فضایی تعلق داشتند و نمایندگانی از سازمان فضایی اروپا، ناسا (دو فضانورد)، ژاپن، چین و روسیه به این ماموریت ماجراجویانه پا گذاشته بودند.

محیط ناشناخته و فارغ از نوع غارها که همیشه با اکتشاف و البته مخاطرات بسیار همراه است و حس محیط متفاوتی از لحاظ نور و صدا به کاوشگر می دهد، بی شک یکی از محیط هایی است که می تواند برای فضانوردانی که قرار است پا به دنیای ناشناخته بگذارند، زمین تمرینی مناسبی باشد. پروژه «کیوز» (CAES) که همان معنای غارها را می دهد، مخففی است از سرواژه های «تمرین و سنجش ماجراجویی مشارکتی» به زبان انگلیسی.

هدف اصلی از انجام ماموریت های کیوز درون غارها، این است که فهمی بهتر از مشارکت فضانوردان با فرهنگ ها و مهارت های مختلف به دست بدهد. علاوه بر این در ماموریت جدید، فضانوردان تلاش کردند فناوری های جدیدی را به محک آزمایش بگذارند؛ از جمله این فناوری ها می توان به ترسیم کننده هوشمندی اشاره کرد که نقشه ای سه بعدی از کاوش فضانوردان در غار را براساس سنجش های مبتنی بر عکاسی ترسیم می کند.

همچنین یکی دیگر از این فناوری ها، راه اندازی سامانه بدیع و قدرتمند ارتباطی ای بود که می تواند از دل ۸۰۰ متر صخره هم پیام های ارتباطی را رد و بدل کند. ماموریت کیوز که تحت نظر سازمان فضایی اروپا انجام می شود در نوع خود یکی از بی بدیل ترین پروژه های شبیه سازی فضانوردی است.

Concordia؛ ایستگاه هیچ کجا

در نقطه دیگری از عالم، گروهی عازم سفر تازه شده اند؛ این بار نه در فضای محصور، بلکه به مقصد یکی از دورافتاده ترین نقاط زمین. نامش «کنکوردیا» است و پایگاهی پژوهشی است در جنوبگان (قاره قطب جنوب). آن هم در ارتفاع 3200 متر. با توجه به مکان و ارتفاع قرارگیری این ایستگاه، هوا در این منطقه بسیار سبک است و اکسیژن کمی (به نسبت) دارد.

در آن جا چهار ماه از سال خورشید طلوع نمی کند و به هنگام زمستان، دمای هوا تا 80- درجه سلسیوس (سانتی گراد) پایی می آید. میانگین دمایی سالانه هم روی 50- درجه سلسیوس می ایستد؛ کنکوردیا که همیشه در حادترین شرایط آب و هوایی است، در سرمای سخت زمستان خود غیرقابل دسترس است و در صورت بروز مشکلی، هیچ کس امکان یاری رساندن به افراد مقیم در این ایستگاه را ندارد و خود آن ها باید به روشی به حل مشکلات پیش آمده بشتابند.

لب های ترک خورده و چشم های برآمده ساکنان این ایستگاه، نشان می دهد که چرا به این محیط یخ زده، بزرگ ترین بیایان کره زمین می گویند. این جا هوا به شدت خشک تر از هر جای دیگری روی این کره خاکی است. برای بسیاری از ما، ایستگاه فضایی بین المللی دورافتاده ترین ایستگاه بشری است. ولی این ایستگاه تنها ۴۰۰ کیلومتر از سطح زمین فاصله دارد؛ با این حال کونکوردیا آن قدر دورافتاده است که با نزدیک ترین پایگاه انسانی در آن منطقه که پایگاه وستوک روسیه است، ۶۰۰ کیلومتر فاصله دارد. به عبارتی ۲۰۰ کیلومتر بیشتر از ایستگاه فضایی؛ آن هم در منطقه ای که هیچ جانداری دیده نمی شود و حتی از باکتری هایی هم که باید در مقابل دماهای حاد دوام بیاورند، خبری نیست.

خدمه ای که عازم کنکوردیا می شوند، در محیطی کاملا ایزوله (جداافتاده) در بیشتر موارد سال حتی حس خود از روز و شب را از دست می دهند که مستقیما روی ساعت بیولوژیکی (زیستی) آن ها تاثیر می گذارد. آن ها تنها از روی ساعت متوجه می شوند ک چه زمانی روز و چه زمانی شب شده است؛ درست مانند شرایطی که فضانوردان دارند. بدین ترتیب آن ها روی خاک زمین و در یکی از دورافتاده ترین نقاطی که بشر تاکنون سکونت کرده است، آنچه را که در ماموریت های طولانی ممکن است از لحاظ روحی و روانی روی افراد تاثیر بگذارد، تجربه می کنند.

به طور معمول در هر دوره، 16 نفر برای اقامتی یک ساله در این ایستگاه اقامت دارند؛ ایستگاهی که شبیه «هیچ کجا» است و سازمان فضایی اروپا با مشارکت در این پایگاه ایتالیایی- فرانسوی، امیدوار است که بتواند از نتایج آن برای پژوهش در ماموریت های آینده در سیاره های دیگر بهره ببرد.

هفته سوم آبان ۱۳۹۵ بود که سازمان فضایی اروپا خبر داد که پزشک این مجموعه پس از یک سال اقامت جای خود را به پزشک دیگری به نام «کارول دانگویسی» می دهد. ماموریت جدید کارول، بررسی و ارزیابی تغییر حال افراد با تحلیل الگوهای گفتاری مانند تن صدا، زیر و بمی صدا، رعایت دستور زبان و سرعت گفتار است.

بدین ترتیب خدمه کنکوردیا هر روز باید یک ویدئو برای ثبت در دفتر خاطرات تصویری خود ضبط کنند و همچنین یک پاراگراف از یک افسانه را بازخوانی کنند. با تماشای تغییرات از جمله شیوه ای که آن ها به سمت دوربین می آیند و بررسی آن ها با نتایج پرسشنامه های استاندارد، محققان امیدوارند که نرم افزاری را طراحی کنند که امکان تجزیه و تحلیل گفتار را به صورت خودکار داشته باشد. به عبارتی در محیط جداافتاده ای که هر روز شرایط سخت، امکان ایجاد تغییر در خلق و خو و حتی شیوه درست راه رفتن ساکنان پایگاه را دارد. این نرم افزار با پیش بینی این تغییرات احتمالی حتی در دورافتاده ترین محیط ها و غیرقابل تشخیص ترین شرایط هم (با پوشش خاص خدمه در منطقه)، امکان شناسایی این افراد را داشته باشد.

NEEMO؛ نیمو، پایگاه آبی فضانوردان

با دیدن تصاویرش فکر می کنید یکی از داستان های «ژول ورن» به واقعیت پیوسته است. «ناسا» نام آن را به اختصار از «مجموعه عملیات و ماموریت در شرایط سخت محیط زیستی»، «نیمو» (NEEMO) گذاشته است؛ تنها پایگاه زیرآبی بشر برای انجام تحقیقات علمی که به آکواریومی برای انسان ها آن هم در کف دریا شباهت دارد.

در ماموریت مشابه با سفر فضانوردان به ایستگاه فضایی، در این ماموریت «آب نورد»ها با پوشیدن لباس های مخصوص عازم راهپیمایی های آبی طی سه هفته اقامت خود در این ایستگاه می شوند. آن ها محیطی جداافتاده و به دور از عناصر بشری را آن هم در شرایطی مشابه با بی وزنی تجربه می کنند. گرچه که این محیط جداافتاده تنها در فاصله حدود شش کیلومتری از خط ساحلی و در دهانه خلیج مکزیک و آن هم در عمق نوزده متری سطح آب روی صخره های مرجانی عمیق ساخته شده است و نه در دوردست های زمین، ولی همین محیط هم از لحاظ شبیه سازی سفر به فضا موفق بوده است.

یکم مرداد سال 1395، ماموریت جدیدی با نام «نیمو 21» با هشت آب نورد بین المللی (از ناسا، سازمان فضایی اروپا و موسسات تحقیقاتی دیگر) به مقصد این ایستگاه زیرآبی آغاز شد. آن ها ماموریت داشتند که در مدت 16 روز اقامتشان، مجموعه ای از عملیات های درونی و بیرونی را به انجام برسانند.

از جمله وظایف اصلی آن ها هنگام شبیه سازی راهپیمایی فضایی در زیر آب، ارزیابی ابزارها و روش های عملیاتی ای بود که ممکن است در ماموریت های بعدی فضایی مورد استفاده قرار گیرند.

در داخل زیستگاه هم از جمله ماموریت های خدمه، آزمودن یک توالی سنج DNA، یک دستگاه تله متری پزشکی و بررسی عملکرد عملیاتی «هولولنز» (HoloLens) برای بهره گیری در انتقال محموله های فضایی بشر در آینده بود. ناسا اعلام کرده است که با انجام این دسته ماموریت های شبیه سازی درصدد است تا خود را برای انجام ماموریت های سرنشین دار به مقاصد سیارک های نزدیک زمین، ماه و مریخ هرچه بیشتر آماده کند.

HI-SEASI V؛ یک سال مریخ در هاوایی

«های سیز 4» HI-SEASI V)) عنوان یک ماموریت شبیه سازی سفر به مریخ است که شهریور 1395، خدمه آن یک سال در محیطی جداافتاده اقامتی کامل داشتند. نام «های سیز» هم مخفف سرواژه های زیستگاه مشابه برای پرواز فضایی انسانی به مریخ است.
این اقامتگاه که در مکانی دورافتاده در دامنه های آتش فشان «ماونالوا» در یکی از جزایر هاوایی واقع شده است، تحت نظارت «دانشگاه ماونالوا» در هاوایی فعالیت می کند و ناسا در چهار سال اخیر برای انجام مطالعات خود، سرمایه آن را تامین کرده است. در طراحی این اقامتگاه فضانوردان، محیطی مشابه با آنچه آن ها در سفر به مریخ با آن مواجه خواهندشد، شبیه سازی شده است؛ زیستگاهی نیمه قابل حمل (مانند کپسول های اقامتی طراحی شده برای سیاره های دیگر)، کم اثر بر محیط و با فضایی به حجم ۳۶۸ مترمکعب برای زندگی و اقامت خدمه.

در این فضا برای آن ها یک آشپزخانه، آزمایشگاه، حمام و شبیه ساز هوابند (برای بیرون و داخل رفتن) و یک کارگاه طراحی شده بود. شش خدمه این اقامتگاه، در ماموریت چهارم های سیز از کشورهای ایالات متحده آمریکا (چهار نفر)، آلمان و فرانسه بودند و دو خدمه پشتیبان هم این گروه را همراهی می کردند تا در کنار هم شرایط محیطی سفر به مریخ را تجربه کنند.
هرکدام از این افراد بسته به تخصص، فرمانده، فیزیکدان، زیست شناس، پزشک، مهندس، معمار و روزنامه نگار بودند.

آن ها در یک سال اقامت خود، وظیفه داشتند که در انزوای تحمیل شده به آن ها، زندگی در کنار هم را ساده بگیرند و اختلافات میان فردی را که در طی این ماموریت رخ می داد، به تنهایی حل و فصل کنند. همچنین از آن ها خواسته شده بود که بر اختلالات ارتباطی برنامه ریزی نشده که به این گروه تحمیل می شد، غلبه کنند. تلاش تیم طراحی و عملیاتی این پروژه، شبی سازی محیطی مریخ تا جای ممکن بود و به همین سبب تماس ها و ارتباطات با تاخیر زمانی مشابه سفر به مریخ همراه بود.