المخاطر التي أرتميس الثاني يجب على الطاقم التنقل خلال رحلتهم التي تستغرق 10 أيام، بدءًا من اللحظة الثانية التي يطلقون فيها على متن أقوى صاروخ يحمل البشر على الإطلاق ويستمرون طوال الطريق حتى عودتهم إلى الأرض داخل كبسولة أوريون.
العديد من التهديدات التي سيواجهها الطاقم واضحة، ولكن ليست جميعها واضحة. لنأخذ على سبيل المثال الإشعاع، الذي يمكن أن يؤدي التعرض له بشكل معتدل إلى زيادة خطر إصابة رائد الفضاء بالسرطان على المدى الطويل، كما أن التعرض له بجرعات كبيرة يمكن أن يسبب مرضًا حادًا. ال أرتميس الثاني سيكون الطاقم أول إنسان منذ عقود يسافر خارج مدار الأرض المنخفض، متجاهلاً تمامًا حماية المجال المغناطيسي للأرض. وفي حين أن معظم جوانب الإشعاع الكوني من السهل التخطيط لها، إلا أن الجانب المتطرف هو الطقس الفضائي.
حتى الآن، أرتميس الثانيتبدو توقعات الطقس الفضائي واضحة. وقالت لوري جليز، القائمة بأعمال المدير المساعد لتطوير أنظمة الاستكشاف في ناسا، للصحفيين خلال مؤتمر صحفي عُقد في 29 مارس، قبل ثلاثة أيام من محاولة الإطلاق التالية للمهمة: “في الوقت الحالي، نحن لا نراقب أي شيء”. لكن ناسا تكره أن تأمل ببساطة في حدوث الأفضل عندما تكون صحة رواد الفضاء على المحك.
حول دعم الصحافة العلمية
إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.
وهذا صحيح، فبعد ساعات فقط من ملاحظة جليز، أطلقت الشمس توهجًا شمسيًا من الفئة X، وهو أقوى نوع معروف. تعتبر مثل هذه التوهجات خطيرة ليس فقط بسبب إشعاعها، بل أيضًا بسبب ميلها إلى سبق الانبعاث الكتلي الإكليلي (CMEs)، وهي انفجارات نجمية هائلة من سحب الإلكترونيات، وتدمير الخلايا من جسيمات البلازما المشحونة. لم يكن هذا التوهج استثناءً، حيث تبعه توهج CME سريع الحركة بالإضافة إلى توهج ثانٍ من الفئة X. ومن المتوقع أن يلامس الانبعاث الإكليلي الأرض على الأقل، مما يؤدي إلى مراقبة عاصفة جيومغناطيسية معتدلة في 31 مارس، مع استمرار المراقبة البسيطة في الأيام المقبلة. ناسا لا تتوقع أي آثار على أرتميس الثاني المهمة، التي تستهدف حاليًا الإطلاق في 1 أبريل الساعة 6:24 مساءً بتوقيت شرق الولايات المتحدة، لكن هذا الحدث هو تذكير في الوقت المناسب لسبب كون مراقبة الإشعاع والوعي بالطقس الفضائي من الجوانب الرئيسية للرحلة.
كسر الإشعاع
أرتميس الثانيستعرض رحلة رواد الفضاء – رواد فضاء ناسا ريد وايزمان وفيكتور جلوفر وكريستينا كوخ ورائد فضاء وكالة الفضاء الكندية جيريمي هانسن – لثلاثة أنواع مختلفة من الإشعاع: الأشعة الكونية المجرية التي ترتد عبر الفضاء بأكمله، والبروتونات والإلكترونات المحاصرة مغناطيسيًا في حزامي فان ألين اللذين يحيطان بالأرض، وما يسمى بجسيمات الطاقة الشمسية التي تنبعث من شمسنا.
ولكن على عكس التعرض للإشعاع الذي يمكن التنبؤ به بسهولة من الطيران عبر أحزمة فان ألين أو الاستمتاع بتدفق الخلفية من الأشعة الكونية المجرية، فإن الجرعة التي يحصل عليها رائد الفضاء من النشاط الشمسي يمكن أن تختلف بشكل كبير. يظل التنبؤ بالطقس الفضائي علمًا غير دقيق بالتأكيد، مقارنة بالتنبؤ بالطقس على الأرض منذ عقود مضت. تكون المخاطر أعلى خلال فترات النشاط الشمسي الأكبر، والتي تتبع دورة مدتها 11 عامًا، يتتبعها الباحثون من خلال إحصاء البقع الشمسية الداكنة التي تمثل العواصف المغناطيسية القادرة على إنتاج انفجارات.
في الوقت الحالي، تخرج الشمس أخيرًا من عدة سنوات من الحد الأقصى للطاقة الشمسية، ولكن كما تظهر الانفجارات هذا الأسبوع، فإن نجمنا ليس هادئًا بعد. وقال شون دال، خبير الأرصاد الجوية في مركز التنبؤ بالطقس الفضائي التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، وهو جزء من فريق يتشاور مع وكالة ناسا بشأن مخاطر الإشعاع: “لا تزال الأمور نشطة. إنها نوع من ركوب السفينة الدوارة في هذه المرحلة”. العلمية الأمريكية في أوائل مارس. “لا نعرف ما يمكن توقعه عندما يرتفع أرتميس أخيرًا.”
كل العيون على الشمس
ليس كل الطقس الفضائي يمثل تهديدًا، على سبيل المثال، تتدفق الكثير من الأنشطة من الشمس بعيدًا عن جوار الأرض. والمواد مهمة أيضًا؛ إن أكثر ما يشكل خطورة على رواد الفضاء هو وابل من البروتونات والأيونات عالية الطاقة التي يمكن أن تمزق المعادن واللحم على حد سواء، مما يؤدي إلى إتلاف الحمض النووي والآلات الخلوية الحساسة الأخرى. عادة، ترتبط هذه الدشات بالانبعاث الإكليلي الإكليلي، الذي يمكنه دفع المواد أمامه بسرعات عالية. لكن حتى الانبعاث الإكليلي الإكليلي لا يشكل خطرًا بشكل تلقائي: فالكثير من هذه المواد لا يكتسب طاقة كافية لتهديد رواد الفضاء.
يقول ريكي إيجلاند، عالم الفيزياء الشمسية في مركز جونسون الفضائي التابع لناسا: “إن أنواع الأحداث التي نشعر بالقلق إزاءها تقع ضمن أعلى 10 أو 5% من جميع الأحداث التي تم رصدها في عصر الفضاء”. “تلك أحداث نادرة للغاية.”
خلال الدورة الشمسية الحالية، وقعت حادثتان فقط من حوادث الطقس الفضائي العاصف التي من المحتمل أن تسبب مشاكل لمهمة الفضاء السحيق مثل أرتميس الثانييقول شاوين هو، الخبير في النمذجة البيولوجية للتعرض للإشعاع في شركة KBR، وهي شركة متعاقدة مع مركز جونسون للفضاء التابع لناسا. ويقول إنه حتى هذا قد يثير المخاوف فحسب، وليس استجابة طارئة من وكالة ناسا.
أحد أسباب ذلك هو أن كبسولة طاقم أرتميس، أوريون، مصممة لحماية رواد الفضاء من الإشعاع الفضائي، أكثر بكثير من المركبة الفضائية السابقة التي حملت البشر إلى القمر. إن عدم تعرض برنامج أبولو لأي حوادث مؤسفة في الطقس الفضائي يرجع إلى حد كبير إلى الحظ – فقد حدثت عاصفة شمسية ضخمة في أغسطس 1972، بين الاثنين أبولو 16 و أبولو 17 كانت ستشكل مخاطر جسيمة على أي رواد فضاء في الفضاء السحيق في ذلك الوقت. تقول أزيتا فالينيا، عالمة الفيزياء الفلكية وكبيرة العلماء السابقة في مركز الهندسة والسلامة التابع لوكالة ناسا: “لقد قطعنا شوطا طويلا من عصر أبولو من حيث القدرة على حماية رواد الفضاء”. “إن التدريع للمركبات الفضائية أكثر تقدمًا بكثير.”
ناسا، بطبيعة الحال، لديها خطة طوارئ خاصة للانفجارات الشمسية القوية التي يمكن أن تطغى على درع أوريون. وفي غضون 30 دقيقة من صدور الإنذار، يمكن للطاقم بناء “ملجأ”، كما تسميه وكالة ناسا، حيث يقوم بنقل العناصر الضخمة من مكان التستيف ليغطي جدران الكبسولة الأقل حماية. حتى لو ظلت الشمس هادئة خلال الرحلة، فإن أرتميس الثاني سيقوم الطاقم بإجراء تجربة تجريبية لبناء المأوى في اليوم الثامن من المهمة.
تراث أبولو ومستقبل أرتميس
إلى جانب توفير حماية أفضل لكبسولة الطاقم، تتمتع وكالة ناسا الآن أيضًا بوعي أفضل بكثير بالموقف، وذلك بفضل أسطول متواضع ولكنه متنام من المركبات الفضائية لمراقبة الشمس، والمحاكاة الحاسوبية المحسنة للطقس الفضائي، وكميات كبيرة من البيانات الطبية الحيوية.
تقول هازل باين، عالمة الأبحاث في مركز التنبؤ بالطقس الفضائي التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA): “في عصر أبولو، كنا على دراية بالمشكلات، ولا تزال المشكلات كما هي”. “نحن الآن مسلحون بملاحظات أفضل ونماذج أفضل مما كنا عليه في ذلك الوقت.” تمتد حملة المراقبة على طول الطريق إلى المريخ، حيث تراقب المركبة الفضائية Perseverance جانب الشمس الذي لا يمكننا رؤيته من الأرض، وتتضمن عمليات رصد الطقس الفضائي الجديدة تمامًا التابعة لـ NOAA في L1 للمركبة الفضائية (SOLAR-1)، والتي لا تزال تختتم فترة تشغيلها ولكنها قادرة على إرسال ملاحظات لإبلاغ الكوكب. أرتميس الثاني مهمة.
على الرغم من أن البشر لم يغادروا مدار الأرض منذ أبولو، إلا أن وكالة ناسا لا تزال لديها أحدث تجارب الرحلات الفضائية غير المأهولة للاستفادة منها. والجدير بالذكر أن كبسولة أوريون في مهمة Artemis I لعام 2022 تم تجهيزها بأكثر من 5600 جهاز استشعار للإشعاع، بما في ذلك بعض أجهزة الاستشعار الموضوعة داخل تمثالين لقياس ما قد يتعرض له رواد الفضاء.
البيانات التي أنتجتها كل هذه المستشعرات تطابقت مع ما توقع خبراء ناسا رؤيته. تقول جانيت بارزيلا، مهندسة حيوية في شركة ليدوس، وهي شركة متعاقدة مع مركز جونسون للفضاء التابع لناسا: “لقد وجدنا أن نماذجنا قامت بعمل جيد جدًا في عكس البيئة داخل المركبة خلال مهمة أرتميس 1”. “وهذا أعطانا الكثير من الثقة فيما يتعلق بنهجنا أرتميس الثاني“.
وتمتد المخاوف من الإشعاع الفضائي إلى ما هو أبعد من ذلك بكثير أرتميس الثاني مهمة. إن إعادة التخطيط التي قامت بها وكالة ناسا مؤخرًا لبرنامج Artemis تعني أنه في العام المقبل أرتميس الثالث لن تترك المهمة مدار الأرض بعد الآن، ولكن بحلول عام 2028، تعتزم الوكالة ذلك أرتميس الرابع مهمة هبوط البشر على سطح القمر. هنا، سيكون النشاط الشمسي أكثر خطورة، كما تشير فالينيا، لأنه لا يوجد درع أوريون على الإطلاق، كما أن قاعدة ناسا القمرية التي تحظى بتغطية إعلامية كبيرة لن يتم بناؤها بعد. وتقول: “لن يكون لديهم سوى بدلة الفضاء الخاصة بهم كمأوى”.
التعليقات