کیهان با وجود تمامی زیبایی‌‌های غیرقابل‌‌توصیف خود، همچنان مکانی نامساعد و مرگبار برای کاوشگران انسانی است. طی سال‌‌های گذشته، ناسا و دیگر سازمان‌های فضایی به‌‌مرور آموخته‌‌اند که چگونه در خلال مأموریت‌های نسبتاً کوتاه فضایی از جان فضانوردان در برابر خطرات فضای خارج از زمین محافظت کنند. این مأموریت‌های کوتاه‌‌مدت تاکنون محدود به سفر به ماه و اسکان در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) بوده‌‌اند؛ اما دانشمندان می‌‌گویند هنوز برای انجام مأموریت‌های بشری درازمدت در فضا نیاز به مطالعات و برنامه‌‌ریزی‌‌های بیشتری است. به‌‌عنوان مثال، برای یک مأموریت احتمالی به‌‌مقصد مریخ، برنامه‌‌ی تحقیقات انسانی ناسا توانسته پنج خطر اصلی را برای خدمه‌‌ی انسانی شناسایی کند. این برنامه‌‌ی تحقیقاتی قرار است بهترین رویکردها و فناوری‌‌‌های موردنیاز برای تضمین امنیت انسان طی سفرهای فضایی را توسعه دهد.

هم‌‌اکنون، این برنامه در حال مطالعه‌‌ی روش‌‌های مقابله با این خطرات ذکرشده است. بدیهی است برای تضمین موفقیت یک مأموریت انسانی در سیاره‌‌ی سرخ، این پنج ریسک باید به‌‌دقت مدیریت شوند.

تشعشعات فضایی

امروزه تقریباً همه می‌دانند که قرارگرفتن درمعرض تشعشع، خطرات جدی برای سلامتی به‌‌دنبال دارد؛ اما میزان تشعشعاتی که ما اینجا روی زمین تجربه می‌کنیم در مقایسه با آن‌چه فضانوردان در سفر به مریخ تجربه خواهند کرد، عملاً ناچیز است. تشعشعات فضایی نسبت به تشعشعات دریافتی در سطح زمین، بسیار شدیدتر و آثار آن ویرانگرتر است.

مقامات ناسا در بیانیه‌ای از برنامه‌‌ی تحقیقات انسانی این مرکز اعلام کردند که حتی باوجود اینکه ایستگاه فضایی بین‌المللی عملاً داخل میدان مغناطیسی زمین قرار گرفته؛ ولی فضانوردان مستقر در این ایستگاه همچنان در معرض دریافت تشعشعاتی با سطحی ۱۰ برابر بیشتر نسبت به تشعشعات سطح زمین قرار دارند.

به همین ترتیب، فضانوردانی که قرار است در عمق فضا سفر کنند، در معرض ریسک دریافت پرتوی به‌‌مراتب بیشتری خواهند بود. برنامه‌‌ی تحقیقات انسانی ناسا اعلام کرده که در خارج از سپر حفاظتی میدان مغناطیسی زمین، تشعشعات می‌توانند ریسک ابتلا به سرطان را افزایش داده و نیز به سیستم عصبی مرکزی افراد آسیب برساند (که باعث تغییر عملکرد شناختی، کاهش عملکرد و تغییرات رفتاری می‌شود). عوارض دیگر ناشی از قرارگیری در معرض چنین تشعشعاتی عبارت‌اند از تهوع، استفراغ، بی‌‌اشتهایی، خستگی،  آب‌مروارید، بیماری قلبی و بیماری‌های گردش خون.

به‌‌همین دلیل ناسا در حال مطالعه روی نحوه تأثیرگذاری تشعشعات بر بدن و ذهن انسان است تا درنهایت بتوانیم راه‌هایی برای مقابله با این اثرات و محافظت از فضانوردان در حین سفرهای فضایی دوردست بیابیم.

انزوا و محدودیت

تمامی ریسک‌‌های موجود در مأموریت‌های طولانی به اعماق فضا از خطرات خود کیهان نشأت نمی‌گیرند. برخی از این خطرات ناشی از خود انسان‌ها هستند. برنامه‌‌ی تحقیقات انسانی ناسا می‌‌گوید که وقتی افراد برای مدت طولانی در یک فضای کوچک محبوس می‌شوند؛ بروز مشکلات رفتاری در آن‌ها اجتناب‌ناپذیر خواهند شد. بنابراین فضانوردانی که در هر گروه برای انجام مأموریت‌های طولانی به فضا اعزام می‌‌شوند، به‌‌دقت گزینش شده، آموزش‌ می‌‌بینند و تحت حمایت قرار می‌‌گیرند. واضح است که خدمه‌‌ی سفر آتی بشر به مریخ نیز با دقت و وسواس بیشتری بررسی خواهند شد؛ چرا که  این افراد قرار است به سفر طولانی‌‌تر و دورتری نسبت به هر مأموریت فضایی دیگری اعزام شوند و به‌‌طبع آن، در معرض انزوا و محدودیت‌‌های شدیدتری قرار خواهند گرفت.

دانشمندان می‌دانند که انزوا می‌تواند منجر به تضعیف خلقیات، ادراک، روحیات، تعاملات بین فردی و نیز تشدیداختلالات خواب شود. ناسا پیش‌‌بینی می‌‌کند که بار روانی سفر به مریخ بسیار بالا باشد. انتظار می‌رود که وضعیت زندگی این فضانوردان ترکیبی از دوره‌‌هایی با حجم کاری سنگین در کنار بازه‌‌هایی طولانی از فراغتی ملال‌آور باشد. عدم دسترسی بهغذای تازه نیز می‌تواند بیشتر به این حس یکنواختی دامن بزند. به‌‌علاوه این قضیه ممکن است منجر به کمبود مواد مغذی در بدن افراد شده و بیماری‌‌های فیزیکی و روانی را در آن‌‌ها تشدید کند. جدایی و انزوا همچنین می‌تواند باعث ایجاد اختلال در توانایی افراد در برقراری ارتباط مؤثر با سایرین شود.

ناسا سال‌‌هاست که تلاش می‌‌کند دریابد نحوه‌‌ی تأثیرگذاری انزوا و محدودیت بر رفتار افراد چگونه است. این سازمان اکنون در حال تبیین روش‌ها و فناوری‌‌هایی باهدف کاهش اثرات ناخواسته‌ی این شرایط است. مقامات ناسا بر این باورند که نورپردازی، تحرک و خواب همگی برای خدمه‌‌ی چنین سفرهایی مهم هستند و به آن‌‌ها کمک می‌‌کند بتوانند در بهترین وضعیت روانی قرار گیرند. خدمه‌‌ تشویق می‌شوند که دفتر خاطرات روزانه‌‌ای را با خود در سفر به‌‌همراه داشته باشند؛ چراکه این می‌تواند به‌‌منزله‌‌ی یک ابزار سودمند برای تخلیه‌‌ی احساسات منفی فضانوردان تلقی شود. ناسا همچنین از تجهیزاتی در فضا برای نظارت مؤثرتر بر این سه عامل نورپردازی، تحرک و خواب در فضانوردان بهره می‌‌گیرد.

فاصله از زمین

سفر فضانوردان به مریخ به‌‌معنای سفر به دورترین نقطه‌‌ی ممکن از عمق فضا خواهد بود. ماه حدود ۳۸۰ هزار کیلومتر با زمین فاصله دارد؛ در حالی که این فاصله برای مریخ، ۲۲۵ میلیون کیلومتر است. این بدان معنی است که وقتی فضانوردان پای خود را روی سیاره‌‌ی سرخ بگذارند، دیگر راهی برای تجدید منابع خود نخواهند داشت. بنابراین، آن‌ها باید به‌‌طور قابل‌ملاحظه‌ای خودکفا باشند تا شانسی برای زنده‌ماندن داشته باشند؛ چنین مأموریتی باید با دقت بالایی از پیش برنامه‌ریزی شده باشد.

مطابق برنامه‌‌ی تحقیقات انسانی ناسا، هرگونه مخابره‌‌ی اطلاعات بین مریخ و زمین با تأخیر ۲۰ دقیقه‌‌ای مواجه خواهد بود. درمورد نقص تجهیزات و وضعیت‌های اورژانسی پزشکی، پرسنل باید به‌‌شخصه قادر به رسیدگی به تمامی امور مربوط به خود باشند. غذا باید برای کل مدت سفر فراهم بوده و داروهای لازم برای بسیاری از بیماری‌‌های احتمالی باید از پیش تأمین شده باشد.

برنامه‌‌ی تحقیقات انسانی در حال حاضر بررسی می‌کند که چه نوع مشکلات پزشکی ممکن است در طول سفر ۶ ماهه به مریخ پیش بیاید. بدین ترتیب، ناسا می‌تواند برنامه‌‌ریزی کند که چه نوع روش‌ها، تجهیزات و داروهایی مورد نیاز خواهند بود و همچنین فراگیری چه‌‌نوع مهارت‌‌های پزشکی برای پرسنل الزامی است.

فضانوردانی که در حال حاضر به فضا سفر می‌کنند، در حال بررسی چگونگی تغییر وضعیت بدن خود در واکنش به شرایط خارج از زمین هستند. برنامه‌‌ی تحقیقات انسانی همچنین روش‌‌هایی را برای بهبود فرمولاسیون مواد غذایی و فرآوری، بسته‌بندی و نگهداری آن‌‌ها را آزمایش می‌کند تا بتواند حفظ ارزش غذایی مواد مغذی را برای بلندمدت ممکن کند.

جاذبه

در سفر به مریخ، فضانوردان با سه میدان گرانش مختلف مواجه خواهند شد. مسافران فضایی در میدان جاذبه‌‌ی زمین شروع به کار خواهند کرد که نیرویی تقریبا معادل با ۱۰ نیوتن در ازای هر کیلوگرم وارد می‌‌کند. سپس، آن‌ها در طول سفر ۶ ماهه‌‌ی فضایی خود به‌‌سوی مریخ بی‌وزنی را تجربه خواهند کرد. درنهایت نیز آن‌ها در یک میدان جاذبه‌‌ی تضعیف‌‌شده (با نیرویی معادل با سه‌‌‌هشتم نیروی جاذبه‌‌ی زمین) در سطح مریخ زندگی خواهند کرد. هر زمان که جاذبه تغییر می‌کند، بدن فضانوردان مجبور به سازگاری خواهد شد.

با هربار تغییر در این میدان جاذبه، بدن فضانوردان نیز باید خود را با شرایط جدید وفق دهد. بنابر اطلاعات برنامه‌‌ی تحقیقات انسانی ناسا، تغییر از یک میدان گرانشی به میدان دیگر بر هماهنگی چشم-دست، تعادل، حرکت و حس فضا در افراد تأثیر می‌گذارد. این قضیه همچنین بر ماهیچه‌ها، استخوان‌ها و قلب افراد تأثیر می‌گذارد. بدون جاذبه، چگالی استخوان افراد در هر ماه یک درصد افت خواهد کرد؛ زیرا بدن دیگر در معرض نیروهای ناشی از جاذبه نخواهد بود.

برنامه‌‌ی تحقیقات انسانی در حال حاضر، تأثیرات سفرهای فضایی را روی زمین و خارج از آن بررسی می‌‌کند. این برنامه بر مهارت‌‌های حرکتی، توزیع مایع، تناسب‌اندام، ورزش، بینایی و پاسخ به درمان‌‌های دارویی در فضانوردان نظارت دارد. خدمه‌‌ی نهایی برای سفر به مریخ لازم است برای زندگی، کار و اکتشاف در هر سه نوع میدان جاذبه، آمادگی کافی را داشته باشند.

محیط‌های متخاصم

هیچ شکی نیست که فضا برای انسان‌ها محیطی نامساعد است و به همین دلیل است که فضانوردان برای زنده ماندن در خارج از ایستگاه فضایی نیاز به پوشیدن لباس‌‌های ویژه دارند. همچنین فضاپیماهای حامل فضانوردان نیز نقش مهمی را در بقای سرنشینان ایفا می‌کنند؛ زیرا دما، فشار، نور، هوا، سروصدا و فضای قابل سکونت در داخلفضاپیما همه با شبیه‌‌سازی از شرایط زمین طراحی می‌‌شوند.

ناسا انتظار دارد که سفر احتمالی به مریخ حدود شش ماه زمان ببرد. این بدان معنی است که محل زندگی فضانوردان باید به‌‌اندازه‌‌‌‌ای راحت باشد که شرایط را برای سلامت فیزیکی و ذهنی مسافران فضایی کاملاً فراهم شود. بنابراین، شرایط زندگی در فضا باید تا جای ممکن شبیه به‌ شرایط زندگی واقعی روی زمین باشد و سرنشینان را تشویق به فعالیت و حفظ انگیزه کند. فناوری‌‌های مورداستفاده در فضاپیماهای فعلی و آینده باید براساس حداقل وابستگی به منابع باشد. این فناوری‌‌ها شامل تجهیزاتی نظیر تبدیل دی‌اکسید کربن به هوای قابل‌‌تنفس و نیز تبدیل ادرار به آب آشامیدنی است. القای حس راحتی در این‌‌گونه سفرهای فضایی نیز اهمیت ویژه‌‌ای دارد؛ به‌‌عنوان مثال، در ایستگاه فضایی بین‌‌المللی از یک نوع سیستم نور LED استفاده شده است که درواقع شبیه‌‌سازی نور دریافتی در سطح زمین است.

همچنین فناوری‌‌های مورد کاربرد در ایستگاه‌‌های فضایی، کیفیت هوای این فضاها را به‌‌منظور حفظ سلامت فضانوردان کنترل می‌کند. دانشمندان ناسا نمونه‌های خون و ادرار فضانوردان را به‌‌خوبی آنالیز می‌کنند تا سلامت و سطح استرس این افراد را کنترل کنند. بر طبق اطلاعات منتشره ازسوی برنامه‌‌ی تحقیقات انسانی، سطح هورمون استرس در فضا افزایش پیدا می‌‌کند؛ عاملی که می‌تواند سیستم ایمنی افراد را تحت تأثیر قرار دهد و آن‌ها را نسبت به آلرژی‌ها و بیماری‌های دیگر آسیب‌پذیر کند. همچنین در فضا شرایط برای انتقال میکروارگانیسم‌های موجود در بدن فضانوردان به یکدیگر مساعدتر است. به همین دلیل، ایستگاه فضایی بین‌‌المللی اقدامات لازم را برای تجزیه‌‌و‌‌‌‌تحلیل جمعیت‌‌های میکروبی موجود در فضاپیماها آغاز کرده است.

بدیهی است که پیش از انجام هرگونه مأموریت‌ بلندمدت در اعماق فضا (نظیر سفر به مریخ)، باید تمامی خطرات یادشده برای تضمین سلامت فضانوردان به‌‌دقت بررسی و تمهیدات لازم اندیشیده شوند.