تعتزم ناسا والصين إرسال رواد فضاء إلى المريخ لأول مرة في التاريخ، في عام  2033 في العقد القادم، وتمثل هذه الخطوة العديد من التحديات، بدءا من القضايا اللوجيستية والتقنية إلى ضمان قدرة رواد الفضاء على التعامل مع النفايات والحصول على ما يكفي من الطعام والماء للعبور الذي يستغرق شهورا من وإلى المريخ.

ولكن بالطبع، هناك أيضا صحة وسلامة رواد الفضاء، الذين سيقضون شهورا في السفر عبر الفضاء حيث سيتعرضون للإشعاع الكوني والجاذبية الصغرى.

حتى أن هناك مخاوف من أنه بعد شهور من التعرض للجاذبية الصغرى، سيواجه رواد الفضاء مشكلة في التكيف مع جاذبية المريخ.

ولتحديد ما إذا كانت هذه المخاوف لها مزايا، طور فريق من خبراء طب الفضاء من الجامعة الوطنية الأسترالية (ANU) نموذجا رياضيا للتنبؤ بما إذا كان بإمكان رواد الفضاء السفر بأمان إلى المريخ وأداء واجباتهم بمجرد وصولهم إلى الكوكب الأحمر.

ويمكن أن يكون هذا النموذج ذا قيمة كبيرة إلى جانب جميع الاستعدادات الأخرى التي يجب أن تحدث قبل أن يطأ رواد الفضاء سطح المريخ. ويمكن استخدامه أيضا لتقييم تأثير المهمات القصيرة والطويلة الأمد التي تأخذهم إلى ما هو أبعد من المدار الأرضي المنخفض (LEO) ونظام الأرض والقمر في المستقبل.

وظهرت الورقة التي تصف نموذجهم الرياضي واستنتاجاتهم، مؤخرا في npj Microgravity، وهي مجلة علمية تنشرها Nature.

وقاد فريق البحث الدكتور ليكس فان لون، زميل أبحاث من كلية ANU للصحة والطب (CHM). وكما لاحظ هو وزملاؤه في دراستهم، فإن المخاطر المحتملة للبعثات المتجهة إلى المريخ عديدة، ولكن يمكن القول إن التهديد الأكبر هو الوقت الذي يقضيه رواد الفضاء في الجاذبية الصغرى.

وإلى جانب الإشعاع المدمر من الشمس والمصادر الكونية، ستؤدي التجربة إلى تغييرات أساسية في أجسامهم.

تغيرات في وظائف أجهزة الجسم

واستنادا إلى الأبحاث المكثفة التي أجريت على متن محطة الفضاء الدولية (ISS)، من المعروف أن الجاذبية الصغرى تسبب فقدان كثافة العضلات والعظام وتؤثر على وظائف الأعضاء والبصر والجهاز القلبي الرئوي - القلب وقدرته على ضخ الدم عبر نظام الشرايين بالجسم.

وكما وصف فان لون في بيان صحفي للجامعة الوطنية الأسترالية، فإن أبحاثهم ليست ضرورية فقط بسبب المهام المقترحة إلى المريخ، ولكن أيضا لقطاع الفضاء التجاري المزدهر: "نحن نعلم أن السفر إلى المريخ يستغرق حوالي ستة إلى سبعة أشهر وقد يتسبب ذلك في تغيير بنية الأوعية الدموية أو قوة القلب بسبب انعدام الوزن الناتج عن السفر في الفضاء بانعدام الجاذبية.

ومع ظهور وكالات الرحلات الفضائية التجارية مثل "سبيس إكس" وBlue Origin، هناك مجال أكبر للأثرياء ولكن ليس بالضرورة الأشخاص الأصحاء للذهاب إلى الفضاء، لذلك نريد استخدام النماذج الرياضية للتنبؤ بما إذا كان شخص ما مناسبا للسفر إلى المريخ.

وأضافت المعدة المشاركة، الدكتورة إيما تاكر، عالمة الفيزياء الفلكية ومسجلة طب الطوارئ، أن التعرض لفترات طويلة لانعدام الجاذبية يمكن أن يتسبب في جعل القلب كسولا لأنه لا يتعين عليه العمل بجد للتغلب على الجاذبية وضخ الدم في جميع أنحاء الجسم. وعندما تكون على الأرض، فإن الجاذبية تسحب السوائل إلى النصف السفلي من أجسامنا، ولهذا السبب يجد بعض الناس أن أرجلهم تبدأ في الانتفاخ قرب نهاية اليوم.

ولكن عندما تذهب إلى الفضاء تختفي هذا الجاذبية، ما يعني أن السائل ينتقل إلى النصف العلوي من جسمك ويؤدي ذلك إلى استجابة تخدع الجسم في التفكير في وجود الكثير من السوائل.

ونتيجة لذلك، تبدأ في الذهاب إلى المرحاض كثيرا، وتبدأ في التخلص من السوائل الزائدة، ولا تشعر بالعطش ولا تشرب كثيرا، ما يعني أنك تصاب بالجفاف في الفضاء.

وهذا، كما تقول تاكر، هو سبب رؤية رواد الفضاء العائدين من محطة الفضاء الدولية وهم يغمى عليهم عندما تطأ أقدامهم الأرض مرة أخرى أو يحتاجون إلى النقل باستخدام الكراسي المتحركة.

وكلما طالت مدة بقائهم في الفضاء، زاد احتمال انهيارهم عند عودتهم إلى الأرض، وزادت صعوبة عملية إعادة التكيف مع جاذبية الأرض.

وفي حالة مارك كيلي، أمضى أكثر من عام في المدار وعانى من ألم شديد وتورم وأعراض أخرى عند عودته (كما وصف في كتابه التحمل: عام في الفضاء، عمر من الاكتشاف).

اقرأ أيضا:

تأخر الاتصالات

وعندما يتعلق الأمر بالمهمات المتجهة إلى المريخ، فهناك تعقيد إضافي يفرضه تأخير الاتصالات بين الأرض والمريخ. اعتمادا على محاذاة الشمس والأرض والمريخ، يمكن أن تستمر هذه التأخيرات لمدة تصل إلى 20 دقيقة، ما يعني أن رواد الفضاء يجب أن يكونوا قادرين على أداء واجباتهم دون مساعدة فورية من مراقبي المهمة أو أطقم الدعم (والتي تشمل حالات الطوارئ الطبية).

وكما أوضح فان لون: "إذا أغمي على رائد فضاء عند مغادرته المركبة الفضائية لأول مرة أو إذا كانت هناك حالة طبية طارئة، فلن يكون هناك أحد على سطح المريخ لمساعدته. وهذا هو السبب في أننا يجب أن نكون متأكدين تماما من أن رائد الفضاء لائق للطيران ويمكنه التكيف مع مجال جاذبية المريخ. ويجب أن يكونوا قادرين على العمل بفعالية وكفاءة بأقل قدر من الدعم خلال تلك الدقائق القليلة الأولى الحاسمة".

ويعتمد نموذجهم على خوارزمية التعلم الآلي بناء على بيانات رواد الفضاء التي تم جمعها من الرحلات الاستكشافية السابقة على متن محطة الفضاء الدولية وبعثات أبولو لمحاكاة المخاطر المرتبطة بالسفر إلى المريخ.

وأظهر الاختبار أنه يمكن أن يحاكي التغيرات الرئيسية في الدورة الدموية للقلب والأوعية الدموية بعد رحلة فضائية طويلة وتحت ظروف تحميل مختلفة للجاذبية والسوائل. والنتائج مشجعة، لأنها تشير إلى أن رواد الفضاء يمكنهم العمل بعد شهور قضوها في الجاذبية الصغرى.

وفي حين أن النموذج الحالي مستوحى من البيانات المستمدة من رواد فضاء متوسطي العمر ومدربين تدريبا جيدا، يأمل الباحثون في توسيع قدراته لتشمل بيانات رحلات الفضاء التجارية.

وفي النهاية، فإن هدفهم هو إنشاء نموذج يمكنه محاكاة تأثير السفر في الفضاء لفترات طويلة على الأفراد غير الأصحاء نسبيا الذين يعانون من أمراض قلبية موجودة مسبقا (بمعنى آخر، مدنيون غير مدربين). ويأملون أن يقدم هذا النموذج صورة أكثر شمولية لما يمكن أن يحدث إذا سافر شخص "عادي" إلى الفضاء.

ويمكن إجراء مزيد من التحسينات لدمج القضايا الصحية المتعلقة بالعمر، وهو أمر منطقي بالنظر إلى عدد المشاهير الذين سافروا إلى الفضاء مؤخرا (والي فونك، وويليام شاتنر، ولورا شيبرد، وريتشارد برانسون، إلخ).

اقرأ أيضا:

اقرأ أيضا: