ناسا تكشف عن العمر المرعب للإنسان في الفضاء

العيش في الفضاء: حلم رائع بالتأكيد، لكنه يخفي واقعًا أقل بريقًا مما يبدو. كشفت وكالة ناسا، بالتعاون مع العديد من الشركات الصناعية العملاقة مثل أريان جروب، وإيرباص، وتاليس ألينيا سبيس، مؤخرا عن قطعة مثيرة للقلق إلى حد ما من البيانات: ما هو في الحقيقة متوسط ​​العمر المتوقع للإنسان خارج الغلاف الجوي اللطيف لأرضنا؟ بين تأثيرات انعدام الوزن، والتعرض للإشعاع الكوني، وعواقب انعدام الوزن لفترات طويلة على أجسامنا، فإن متوسط ​​العمر المتوقع في الفضاء محدود بشكل مدهش. وتعمل منظمات مثل المركز الوطني للدراسات الفضائية وشركات خاصة مثل فيرجن جالاكتيك، وسبيس إكس، وبلو أوريجين، ونورثروب جرومان بلا كلل من أجل إحداث ثورة في ظروف المعيشة في المدار، ولكن الطبيعة البشرية لها حدودها.

هذا الموضوع يجذب انتباه العلماء بقدر ما يجذب فضول عامة الناس. ورغم أن البعثات الفضائية قد تطول، فإن مسألة البقاء في الفضاء لعدة سنوات تظل تشكل تحدياً هائلاً، وأحياناً يتم التقليل من شأنها من قبل أولئك الذين يحلمون بالسفر بين النجوم. يبدو أن الرقم القياسي الذي سجله فاليري بولياكوف بـ 437 يوماً على متن محطة مير في تسعينيات القرن العشرين بعيد كل البعد عما قد يأمله المرء في الرحلات إلى المريخ أو ما بعده. فما هو التأثير الحقيقي للحياة الفضائية المطولة على أجسادنا؟ وكيف تحاول شركات مثل شركة EADS، التي تجري تجارب على الجاذبية الاصطناعية، تأخير هذا الموعد النهائي؟ يستكشف هذا التقرير الحدود البيولوجية والتكنولوجية لوجودنا خارج كوكب الأرض، بين الآمال والتحديات التي يتعين مواجهتها.

كيف يؤثر انعدام الوزن بشكل مفاجئ على جسم الإنسان في الفضاء

أحد الأعداء الأوائل لجسم الإنسان في الفضاء هو انعدام الوزن. هذه الكلمة الحلوة تخفي واقعًا أقل شعرية من اسمها. بدون الجاذبية، يتعرض الجسم لضغط كبير: يتم تعطيل الدورة الدموية، وتفقد العظام الكالسيوم، وتفقد العضلات قوتها ببطء ولكن بثبات، وحتى القلب يتعرض لتغييرات كبيرة. إن الجسم البشري الذي اعتاد على جاذبية تبلغ 9.81 متر/ثانية مربعة على الأرض، لا يعرف بعد كيفية إدارة وجوده في حالة انعدام الوزن.

أثناء الإقامة الطويلة في الفضاء، إليك بعض التأثيرات التي تم ملاحظتها:

• 🩸 اضطراب الدورة الدموية: لم يعد الدم يتدفق مرة أخرى إلى الساقين، مما يسبب تورم الوجه والدوخة.
• 🦴 فقدان كتلة العظام: تصل نسبة التعرض للكسور إلى ما يصل إلى 1 إلى 2% شهريًا، وهو ما يزيد بشكل كبير من خطر الإصابة بالكسور عند العودة إلى الأرض.
• 💪 ضمور العضلات: تسترخي العضلات بسبب قلة المجهود، مع عواقب يمكن أن تستمر بعد المهمة.
• 💓 تعديل القلب: يتكيف القلب عن طريق تقلص حجمه لأنه لم يعد مضطرًا إلى بذل جهد كبير لضخ الدم في حالة انعدام الوزن.
• ⚖️ مشاكل التوازن: يؤثر الحرمان من الإشارات الجاذبية على التوجيه والتوازن، مما يجعل رواد الفضاء عرضة للسقوط بعد المهمة.

هذه التغيرات الجسدية مؤثرة للغاية لدرجة أن متوسط ​​مدة الإقامة في محطة الفضاء الدولية (ISS) يبلغ حوالي 6 أشهر (180 يومًا). وبعد هذه النقطة، يصبح التدهور الجسدي أكثر خطورة، وتقل المساحة الطبية المتاحة للتحرك بشكل كبير. وتدرس شركة إيرباص، بالشراكة مع شركة EADS، خيارات مثل الجاذبية الاصطناعية لتقليل هذه التأثيرات، ولكن العمل لا يزال بعيداً عن الانتهاء.

ولفهم التحديات التي يواجهها الجسم بشكل أفضل، تعمل شركات مثل Thales Alenia Space على تطوير معدات مراقبة متطورة لتتبع صحة رواد الفضاء في الوقت الحقيقي. وهذا جزء من المنطق الذي لا يمكن بموجبه فصل الحياة في الفضاء عن المراقبة الطبية المتطورة، لأن أدنى انحراف قد يكون كارثيا.

التعرض للإشعاع الكوني: خطر يؤثر على متوسط ​​العمر المتوقع في الفضاء

إذا كان انعدام الوزن يؤدي إلى تآكل الأجسام ببطء، فإن الإشعاع يشكل ضربة مطرقة أكثر وحشية. في الفضاء، وفي غياب الغلاف الجوي، يختفي درع الأرض، مما يترك رواد الفضاء معرضين لتدفق مستمر من الإشعاع الكوني.

وتتسبب هذه الإشعاعات في تلف الحمض النووي، وزيادة خطر الإصابة بالسرطان، واضطرابات المناعة. حتى أفضل البدلات الفضائية والمحطات مثل محطة الفضاء الدولية لا تستطيع التعافي بشكل كامل من هذه التهديدات. على سبيل المثال، فإن التعرض للإشعاع الفضائي المكافئ للإقامة لمدة ستة أشهر على متن محطة الفضاء الدولية يعادل حوالي 50 إلى 100 مرة التعرض للإشعاع الفضائي لمدة عام على الأرض.

وفيما يلي العوامل الرئيسية التي تؤدي إلى تضخيم هذا الخطر:

• ☢️ الإشعاع الكوني المجري (GCR): جسيمات نشطة للغاية يصعب تصفيتها.
• ☢️ التوهجات الشمسية: ترسل العواصف الشمسية دفعات من الجسيمات الضارة.
• ☢️ التأثير التراكمي: يؤدي التعرض لفترات طويلة إلى زيادة احتمال حدوث طفرات جينية لا رجعة فيها.

ولمواجهة هذا، تعمل وكالة ناسا بشكل وثيق مع المركز الوطني للدراسات الفضائية (CNES) وشركات تصنيع مثل شركة نورثروب جرومان لتطوير الدروع الواقية وأدوية إصلاح الحمض النووي. ومع ذلك، وعلى الرغم من هذه الجهود، فإن الحد الأقصى للتعرض الذي يمكن أن يتحمله البشر يظل عقبة رئيسية أمام البعثات التي تستمر لأكثر من عامين. وتهتم شركتا Virgin Galactic وSpaceX أيضًا بهذه القضية، وخاصة فيما يتعلق بمشاريع السفر السياحي الموسعة الخاصة بهما.

إذا كان هذا الاسم يعني لك أي شيء، فيجب أن تعلم أيضًا أن الباحثين يدرسون الميكروبات المقاومة في الفضاء (انظر هذه الدراسة الرائعة) لفهم كيفية تأثير بيئة الفضاء على الكائنات الحية ككل.

ما هو السقف الزجاجي الحقيقي لعمر الإنسان في الفضاء؟

عندما تقول وكالة ناسا أن المدة القياسية هي حوالي 6 أشهر، فهذا لسبب وجيه. إن الحدود البيولوجية والتكنولوجية تتحد لتضع سقفًا حقيقيًا جدًا للحياة في الفضاء. لا يزال فاليري بولياكوف يحمل الرقم القياسي المتمثل في البقاء في المدار لمدة 437 يومًا، ولكن بتكلفة كبيرة على صحته.

يبدو أن عمر جسم الإنسان في بيئة الفضاء محدود، ويتراوح بين:

• 🔍 من 6 أشهر إلى سنة: نافذة يمكن خلالها إدارة المخاطر الجسدية والنفسية.
• ⌛ من سنة إلى سنتين: مرحلة حرجة مع تراكم التأثيرات الجسدية الخطيرة.
• 💀 أكثر من سنتين: زيادة خطر الإصابة بأضرار لا يمكن إصلاحها، بما في ذلك الأمراض الخطيرة وفشل الأعضاء.

هل تؤدي هذه النتائج إلى تثبيط عزيمة الناس عن التفكير في الإقامة لفترة أطول؟ ليس بالضرورة، ولكن الأمر سيتطلب ثورة في تكنولوجيات الفضاء، وخاصة في:

• 🛡️ الحماية من الإشعاع إبداعي
• 💉 علاجات إصلاح الحمض النووي متطور
• ⚙️ الجاذبية الاصطناعية يثبت
• 🧠 الدعم النفسي المعزز

وتعمل بعض الشركات الناشئة في مجال الفضاء والطيران، بدعم من شركات عملاقة مثل Thales Alenia Space وArianeGroup، على هذه الابتكارات. لم تعد وكالة ناسا تخفي طموحها بإرسال البشر إلى المريخ، وهي الآن تعمل على إعداد الحلول التقنية والطبية.

للمرجع: متوسط ​​العمر المتوقع على الأرض وتأثيراته على الفضاء

ولكي نفهم بشكل أفضل الفجوة بين الحياة على الأرض والحياة في الفضاء، يكفي أن نلاحظ أن متوسط ​​العمر المتوقع على الأرض يتجاوز الآن 82 عاماً في العديد من البلدان المتقدمة، وذلك بفضل التقدم الطبي والظروف البيئية الخاضعة للرقابة.

ومع ذلك، وفقًا لدراسة حديثة نُشرت بمشاركة وكالة ناسا وأفادت بها مصادر مثل ناشيونال جيوغرافيك، هذا الأمل قد يركد الآن، مما يشير إلى وجود سقف طبيعي لدى البشر. وبالإضافة إلى الضعف الشديد الذي يواجهه رواد الفضاء، فإن هذا يعطي فكرة عن مدى هشاشة الحياة في الفضاء.

التكيفات الفسيولوجية اللازمة لإطالة الحياة في الفضاء

كيف يمكننا تحسين متوسط ​​العمر المتوقع في الفضاء، في حين أنه يظل مثيرا للقلق إلى حد ما بالنسبة للمهام طويلة الأمد؟ لقد تم فتح العديد من الطرق بفضل التعاون بين وكالات الفضاء مثل المركز الوطني للدراسات الفضائية ووكالة ناسا والمصنعين مثل ArianeGroup وAirbus.

وفيما يلي التعديلات الأساسية التي ينبغي أخذها في الاعتبار:

• 🧬 العلاجات الجينية لإصلاح تلف الحمض النووي
• ⚙️ الجاذبية الاصطناعية لمكافحة ضمور العضلات والعظام
• 🩺 المراقبة الطبية في الوقت الحقيقي معززة بالذكاء الاصطناعي
• 🧠 الدعم النفسي لتخفيف العزلة والتوتر

وبفضل هذه التطورات، قد تتوسع الحياة في الفضاء بشكل كبير، مما يسمح بإرسال بعثات إلى المريخ، أو القمر، أو حتى أبعد من ذلك. ومع ذلك، يتعين علينا أن نأمل أن تصبح هذه الابتكارات قابلة للتشغيل ومجدية اقتصاديا في المستقبل القريب.

مسألة الغذاء والأكسجين في البعثات الطويلة

وهناك تحد كبير آخر، غالبا ما يتم التقليل من شأنه، يتعلق بتوفير الغذاء والأكسجين. في الفضاء، لا يوجد أي مجال للتسوق في السوبر ماركت المحلي. يجب أخذ كل مورد بعين الاعتبار، وتحسينه، ويظل مهمًا للغاية لضمان بقاء رواد الفضاء وصحتهم.

لتحديد العمر العملي في الفضاء، إليك القيود الرئيسية:

• 🍲 الحصة الغذائية: يجب أن تكون كافية من السعرات الحرارية والفيتامينات والمعادن، ولكن بحجم أقل.
• 💨 الأكسجين: التجديد المستمر بفضل أنظمة إعادة تدوير الهواء المعقدة.
• ♻️ إدارة النفايات: لتجنب التلوث والحفاظ على جودة الحياة.
• 🔋 طاقة : دعم أنظمة دعم الحياة من خلال الألواح الشمسية والبطاريات عالية الأداء.

بالتعاون بين شركة إيرباص وشركة ثاليس ألينيا سبيس وشركة إي إيه دي إس، يتم تحسين أنظمة دعم الحياة، مما يجعل من الممكن تصور إقامات أطول. وهكذا، تدرس شركة سبيس إكس، بطموحاتها المريخية، النظم البيئية المتجددة لضمان استقلال الغذاء.

التحديات النفسية للحياة الطويلة في الفضاء

إلى جانب التحديات الجسدية، يلعب الجانب العقلي دوراً حاسماً. إن العزلة، وغياب نقاط مرجعية أرضية، والاحتجاز في مساحات ضيقة، كلها عوامل قد تؤدي إلى خلق كوكتيل عاطفي متفجر. وتعمل شركتا Virgin Galactic وBlue Origin على إجراء تجارب لفهم هذا العامل وتنفيذ الدعم المناسب.

• 🧠 التوتر والقلق : متأصل في الإطار المكاني غير النمطي
• 🤝 علاقة الطاقم :الحاجة إلى تعاون سلس
• 🌒 اضطراب الساعة البيولوجية :غياب دورة الليل والنهار
• 🎮 الترفيه والتحفيز للحفاظ على الصحة النفسية

يدعم المركز الوطني للدراسات الفضائية الدراسات المتعلقة بالمرونة ويقدم برامج الدعم النفسي. إن استخدام الأدوات المتصلة وتسهيل التبادلات المنتظمة مع الأرض يساعد في الحفاظ على التوازن. ومع ذلك، فإن البقاء في هذه الظروف لعدة سنوات يظل أمراً مثيراً للقلق، في ظل التنقل عبر حدود الإنسان المجهولة.

بدون بدلة فضاء، كيف تكون حياة الإنسان في الفضاء؟ شخصية تقشعر لها الأبدان

حقيقة لا مفر منها ومرعبة: خارج بدلاتنا الفضائية، المعرضين للفراغ في الفضاء، لا يوجد سوى… 90 ثانية تقريبًا وفقًا لوكالة ناسا قبل فقدان الوعي. إذا بدا هذا قصيرًا، فهو في الواقع سباق حقيقي مع الزمن. ويؤدي نقص الضغط إلى غليان سوائل الجسم حرفيًا، بما في ذلك اللعاب وسوائل العين، في حين يبدأ الاختناق بسبب نقص الأكسجين بسرعة.

وتشمل العواقب الفورية ما يلي:

• 💥 غليان سوائل الجسم: ظاهرة الضغط المميتة
• 🛑 فقدان الوعي السريع: في أقل من 15 ثانية
• ⚰️ معدل الوفيات المؤمن عليه: إذا لم يتم حفظها على الفور

وتؤكد هذه البيانات على الطبيعة المتطرفة والقاسية للفراغ الفضائي. لا يمكن لأفضل المعدات ولا لأفضل الإرادة البشرية أن تكون استثناءً لهذه القاعدة. ومن الواضح أننا نفضل تجنب هذا النوع من الحوادث، وخاصة أثناء السير في الفضاء.

مع وضع هذا في الاعتبار، سيكون من الضروري لشركات مثل سبيس إكس وبلو أوريجين تأمين معداتها للرحلات السياحية والمهنية المأهولة، مما يقلل من المخاطر الكامنة.

لماذا يُعد البحث الفضائي ضروريًا لفهم حدود عمرنا؟

وبعيداً عن المغامرة المتطرفة، فإن الأبحاث التي تُجرى في الفضاء تقدم دروساً حاسمة حول البيولوجيا البشرية وحدودها. وتستخدم وكالات مثل وكالة ناسا والمركز الوطني للدراسات الفضائية والشركات المصنعة مثل إيرباص وإيدس هذه المعرفة لتطوير الطب الأرضي والفضائي.

على سبيل المثال :

• 🔬 دراسات حول الشيخوخة المتسارعة في الجاذبية الصغرى
• 🧬 فهم الطفرات الجينية الناجمة عن الإشعاع
• 💉 تطوير علاجات مبتكرة للحفاظ على صحة العظام والعضلات
• 🧠 تحليل التأثيرات النفسية لمعالجة العزلة في البيئات القاسية بشكل أفضل

وتعود هذه التطورات بالنفع على كل من البعثات الفضائية وكبار السن أو المرضى على الأرض، مما يوضح قيمة البرامج الدولية التي تشمل جهات خاصة مثل شركة نورثروب جرومان.

الأسئلة الشائعة: أسئلة شائعة حول عمر الإنسان في الفضاء

• ❓ ما هو الحد الأقصى للمدة التي يمكن للإنسان البقاء فيها في الفضاء بدون بدلة فضاء؟ – حوالي 90 ثانية قبل فقدان الوعي والضرر غير القابل للإصلاح.
• ❓ لماذا لا يبقى رواد الفضاء في الفضاء أكثر من عام؟ – تشتد التأثيرات الجسدية والنفسية، مما يجعل المهمات محفوفة بالمخاطر للغاية بعد فترة تتراوح بين 6 إلى 12 شهرًا.
• ❓ ما هي الحلول لزيادة هذه المدة مستقبلا؟ – تطوير الجاذبية الاصطناعية، والعلاجات الجينية، وتحسين الحماية من الإشعاع، وزيادة الدعم النفسي.
• ❓ هل من الممكن تنفيذ بعثات المريخ في ظل هذه القيود؟ – اليوم قد يشكل هذا تحديًا كبيرًا، ولكن مع التقدم التكنولوجي الجاري، سيصبح الأمر ممكنًا تدريجيًا.
• ❓ هل يمكن للحياة في الفضاء أن تجعلنا خالدين؟ – ليس بعد، ولكن بعض المستقبليين يتحدثون عن التقدم التكنولوجي الحيوي لدفع حدود الحياة البشرية إلى الوراء (مصدر).

مصدر: sante.journaldesfemmes.fr