تابش روی ماه، 200 برابر بیشتر از زمین است
وضوح بالای Chang’E 4 چین در سطح ماه. گرفته شده از ماه نورد Yutu-2. اعتبار: CNSA

تابش روی ماه، 200 برابر بیشتر از زمین است

31 ژانویه 2021، 50 سال از پرتاب آپولو 14 می گذرد. این مأموریت تاریخی اولین باری بود که سیگنال تلویزیونی رنگی را از سطح ماه پخش کرد و بازگشت قهرمانانه اولین فضانورد آمریکایی، آلن شپارد، که به طور عالی به دو توپ گلف از سنگ ماه ضربه زد را نشان داد. در حالی که اهمیت آپولو 14 و برنامه آپولو به طور کلی قابل اغماض نیست، شپارد دو روز محض را در سطح ماه سپری کرد. رکورد طولانی‌ترین حضور انسان در ماه که در دست اوژن سرنان و هریسون اشمیت است، کمی بیش از سه روز است. همه فضانوردان آپولو در سطح ماه در معرض تابش زیادی قرار داشتند اما با چنین اقامت نسبتا کوتاهی، خطر قابل قبول تلقی شد.

با برنامه آرتمیس ناسا که قصد دارد دوره زندگی طولانی مدت انسان در ماه را آغاز کند، قرار گرفتن طولانی مدت در معرض تابش شدید تهدیدی جدی برای سلامتی و تندرستی فضانوردان آینده است. یکی از اولین گام‌ها در کاهش خطرات، تولید مجموعه‌ای از داده‌های از قبل تعیین شده است که دقیقا میزان و ماهیت تشعشعات مذکور را تشریح می‌کند. تحقیق منتشر شده در ماه سپتامبر بر اساس داده‌های جمع آوری شده از آزمایش قمرنشین نوترون‌ها و دزیمتری (Lunar Lander Neutrons and Dosimetry) روی قمرنشین رباتیک چینی Chang’E 4 اندازه گیری بلند مدت سطح تابش در سطح ماه را آشکار می‌کند. این اولین بار است که اندازه گیری‌های گسترده‌ای از میزان تابش روی ماه جمع آوری می‌شود و به شما در طراحی و محافظت از زیستگاه‌های آینده ماه کمک خواهد کرد.

همیشه واضح بوده است که محافظت قابل توجهی در برابر تابش فضا برای محافظت از ساکنان طولانی مدت ماه در برابر اثرات مخرب سلامتی، ضروری است. یک گام مهم در طراحی هر یک از این ساختارها، درک عمیق از سطح دقیق تهدید تابشی است. داده ها و تحقیقات مرتبط با Chang’E 4 بینش بی سابقه‌ای در مورد ماهیت محیط تابش فضایی موجود در ماه ارائه می‌دهد. از مطالعات انجام شده از فضاپیما میتوان برای تعیین “میزان دوز معادل” (اندازه گیری وزن بیولوژیکی از دوز تابش در طول زمان) استفاده کرد. این یک اثر 60 میکروسیورت در ساعت را ایجاد می‌کند. این میزان بیش از دو برابر میزان تابش نسبت به فضانوردان موجود در ISS است، 5-10 برابر بیشتر از تابش در پروازهای طولانی و 200 برابر بیشتر از تابش موجود در سطح زمین.

نمای پانوراما از سطح ماه از Chang’E 4. اعتبار: CNSA

دو منبع اصلی تابش وجود دارد که ساکنان آینده ماه باید با آن‌ها مبارزه کنند. نخست، پرتوهای کیهانی کهکشانی یا GCR وجود دارد. این‌ها بیشتر از ذرات باردار مانند پروتون‌ها و هلیوم تشکیل شده‌اند، درحدود 1٪ GCR ها از هسته‌های عناصر سنگین تر تشکیل شده‌اند. از آنجا که آسیب ناشی از ذرات باردار با مربع بار هسته‌ای مقیاس می‌شود، این عناصر سنگین تر می‌توانند باعث آسیب نامتناسب زیادی به بافت بدن انسان شوند. این تابش از میلیون‌ها منبع پراکنده در سراسر آسمان ناشی می‌شود و در سطح تراز خود بسیار سازگار است.

دومین تهدید تابشی، رویدادهای ذرات خورشیدی یا SPE است. همانطور که از نام آن پیداست، این‌ها در نتیجه حوادث پراکنده‌ای در خورشید مانند بیرون رانی جرم تاج (CME) یا شراره‌های خورشیدی رخ می‌دهد. تشعشعات SPE بسیار کمتر از GCR قابل پیش بینی هستند اما می‌تواند به قدری مخرب باشد که در اثر یک رویداد یا قرار گرفتن در معرض آن، آسیب حادی به بافت برساند.

تصویری از میدان مغناطیسی زمین که با GCR ها و SPE ها تعامل دارد. (اعتبار: NASA / JPL-Caltech / SwRI)

SPE نه تنها برای ساکنان آینده ماه خطرناک است، بلکه می‌تواند زندگی روی زمین را نیز تحت تأثیر قرار دهد. طوفان ژئومغناطیسی 1989 و قطع برق مرتبط با آن که میلیون‌ها نفر را در کبک (استان Quebec در شرق کانادا) و شمال شرقی ایالات متحده بدون برق گذاشت، نمونه قابل توجهی از تأثیر فوران‌های خورشیدی بر بشریت است. خوشبختانه، میدان مغناطیسی قوی زمین، ما را از اکثریت وسیعی از آسیب‌های ذرات باردار که از خورشید به سمت ما ساطع می‌شود، محافظت می‌کند. این در مورد ماه، که فاقد میدان مغناطیسی و جو است، وجود ندارد و هر کسی را در روی سطحی قرار می‌دهد که در معرض قدرت کامل تابش ورودی فضا قرار گیرد.

تفسیر یک هنرمند از تأثیر طوفان ژئومغناطیسی 1989 در شبکه برق آمریکای شمالی. (اعتبار: ناسا)

حتی اگر شدت خطر در GCR ها، در SPE ها مشاهده نشود، قرار گرفتن در معرض مزمن چنین اشعه یونیزه با بیماری دژنراتیو سیستم عصبی مرکزی، آب مروارید و سرطان مرتبط است. محافظت مناسب از هر دو منبع تابش برای فضانوردان بسیار حیاتی است تا از عواقب جدی یا حتی فاجعه بار سلامتی در سفرهای ماه جلوگیری کند.

سومین منبع ذرات زیر اتمی خطرناک در سطح ماه، به طور شگفت انگیزی، خود ماه است. شاید حذف سنگ و غبار موجود در ماه اساسا تهدیدآمیز نباشد، اما این یک اشتباه نظری وحشتناک است. از آنجا که تابش خارجی از منابع کهکشانی و خورشید با اتم‌های موجود در خاک ماه برخورد می‌کند، نوترون‌ها و پرتوهای گاما می‌توانند آزاد شوند که خودشان باعث آسیب بافتی می‌شوند. نیمه عمر یک نوترون آزاد فقط بیش از ده دقیقه است، بنابراین این ذرات ناپایدار باید از واکنش‌های هسته‌ای سطح ماه نشات بگیرند زیرا آنها نمی‌توانند در طول مدت سفر طولانی از منابع فضایی دور بمانند.

یک مجرای گدازه پنهانی در ماه در یک دهانه گودال آتشفشانی ناشی از سقوط سقف تونل نشان داده می‌شود. (اعتبار: دانشگاه ایالتی آریزونا / NASA / GSFC)

واضح است که برای زنده ماندن انسان در ماه باید محافظ قابل توجهی در برابر این تابش وجود داشته باشد. بنظر می‌رسد ایجاد محل زندگی که توسط لایه‌های ضخیم از سنگ‌های ماه محافظت شده است، محتمل‌ترین راه حل برای تابش فضایی در ماه است. یکی از احتمالات جالب توجه ساخت فضاهای زندگی در غارهای ماه است. مشهود است که مجراهای بزرگ، قدیمی و خالی از ماگما باقی مانده از آتشفشان‌های ماه، در ماه وجود دارند، برخی از آنها دارای دهانه‌های باز رو به سطح، شبیه به سنوت‌های (cenotes، گودال های آبی) مکزیک هستند. با تشکر از بخشي از تحقيقات Chang’E 4، که طبق آن ممكن است پيشرفته ترين اكتشافات انسان در طول تاريخ را در پرتو پناه گرفتن در غارهای جهانی ديگر داشته باشيم؛ همان شيوه‌ای كه اجداد باستانی ما هزاران سال در غارهای زميني پناه برده بودند!

مترجم: آرمیتا همت‌پور
منبع: universetoday.com