زندگی در فضا

انسان (همانند دیگر موجودات زمینی) موجودی است که برای زندگی بر روی زمین ساخته شده است . با جاذبه زمین , میدان مغناطیسی زمین , هوائی که در اطراف زمین وجود دارد و اکسیژن مورد نیاز ما را تامین می کند. هوائی که فشار و دمای مناسب برای زندگی ما را تهیه می کند و همچنین از ما در مقابل شهاب سنگ ها و اشعه های زیانبار خورشید و دیگر اشعه های خطرناک محفاظت می کند .
برای اطلاعات بیشتر در باره نقش جو درحفاظت از حیات به مقاله “ هوا و جو “ مراجعه کنید . همچنین برای برای آشنا شدن با فشار هوا و نقش فشار هوا در زندگی به مقاله “ فشار هوا “ مراجعه کنید .
همچنین ما در روی زمین شبانه روز ۲۴ ساعته داریم که این شبانه روز ۲۴ ساعته  ,ساعت بیولوژیکی ما یعنی فرایندهای زیست‌شیمیایی، فیزیولوژیکی، یا رفتاری ما را در مدت ۲۴ساعت تعیین می کند . همچنین بسیاری از رفتارها و فیزیولوژی بدن ما نیز به گرانش و همچنین میدان مغناطیسی زمین مربوط می شود .
بنابر این با سفر به فضا همه و یا قسمتی از این مواهب طبیعی را از دست می دهیم و زندگی و سلامتی جسمی و حتی روانی ما با چالشی جدی مواجه می شود . بخشی از این محرومیت ها که خطری فوری برای ما دارد (مانند قرار گیری درمعرض فضای تهی و یا خفگی درفضا) به وسیله لباس فضائی و یا ایزوله کردن سفینه ها از فضای تهی باید سریعا برطرف شود و برطرف هم شده است زیرا اگر غیر از این بود هرکس به فضا می رفت در دم کشته می شد و فضانوردی باقی نمی ماند . ولی چالش های دیگر همچون بی وزنی در فضا هنوز یکی از مشکلات فضانوردان بوده و می باشد . در این مقاله به چگونگی زندگی در فضا و مشکلاتی که فضانوردان (در ایستگاه های فضائی و یا ماموریت های سرنشین دار ) با آن مواجهند می پردازیم  .

۱- خطرات و مشکلاتی که در فضا انسان را تهدید می کند(معرفی بخش ها)

موقعی که مسئله سفر به ماه پیش آمد . سفر به ماه یعنی سفر به خارج از محیط زمینی و اتمسفر زمینی و دانشمندان تا آن موقع شناخت کافی از فضا و خطرات قرار گیری انسان در فضای تهی ( خلاء ) را داشتند . همچنین به خطرات اشعه های خطرناک کیهانی نیز آگاه بودند چون اگر غیر از این بود اولین انسانی که از لایه پائینی اتمسفر (ترپوسفر) خارج می شد در دم کشته می شد . بنابراین قرار گیری انسان بدون لباس فضائی و تجهیزات کافی درفضا خطرناک و کشنده است در اینجا ابتدا خطرات قرار گیری انسان بدون تجهیزات کافی در فضا را بررسی می کنیم . و بعد به بررسی زندگی فضانوردان در فضای خارج از زمین شامل زندگی در ایستگاه های فضائی و سفینه هائی که عازم ماموریت خارج از زمین می شوند می پردازیم . تفاوت پدیده های روی زمین را با با فضا بررسی می کنیم و دست آخر نیز به روانشناسی فضائی می پردازیم .

۱) خطرات قرار گرفتن در فضا بدون لباس فضائی

فضا محیط وحشتناک و خشنی است محیطی است که برای انسان ساخته نشده و…. انسان بدون لباس فضائی وتجهیزات کافی بیش ازدو دقیقه دوام نمی آورد و بسرعت کشته می شود این خطرات عبارتند از : خفه شدن بخاطر نرسیدن اکسیژن , متلاشی شدن بافت های بدن بخاطر فضای خالی , برخورد با شهاب سنگ ها و زباله های فضائی که در بخش های دوم تا هفتم به این مسئله می پردازیم .
این مسئله از آن جهت بیشتر اهمیت دارد که خطری فوری و آنی برای فضانورد در پی دارد و همانطور  گفته شد به کمک لباس های فضائی و ایزوله کردن فضاپیما از فضای بیرون این خطر رفع می شود .

 ۲) خطرات بی وزنی

بی وزنی یا گرانش میکرو (گرانش بسیار کم) علت های مختلفی دارد که در بخش ششم در مورد آن توضیح می دهیم) یکی از مکان هائی که گرانش در آن وجود ندارد ایستگاه های فضائی می باشد که همیشه عده ای فضانورد در آنجا زندگی و کار می کنند . اگر چه برای غلبه بر بی وزنی هم راه حل ساده ای همچون ایجاد نیروی گریز از مرکز با ساخت ایستگاه هائی که به دور خود دوران کرده تا نیروی گریز از مرکز کافی را برای ایجاد نیروی “جایگزین وزن” بدست بیاورند وجود دارد . ولی به دلیل بعضی از دلائل (که در اینجا در مورد آن توضیح نمی دهیم – در مقاله“  گرانش” در این مورد توضیح کافی می دهیم) هنوز هیچ کاری در این زمینه نشده است و این مشکل همیشه در ایستگاه های فضائی (یا سفرهای دور و دراز فضائی) وجود دارد .
بی وزنی خطرات و عواقب بسیار ناگواری برای فضانوردان داردکه بسیاری از آثار آن کوتاه  مدت بوده و بعد از برگشت از فضا از بین می رود و بسیاری هم دراز مدت بوده و تا مدت ها باقی می ماند . در بخش هشتم  این مقاله به بررسی خطرات بی وزنی می پردازیم .

۳) رابطه بین میدان مغناطیسی و سیستم ایمنی بدن

میدان مغناطیسی زمین از ما در برابر بادهای خورشیدی و بسیاری از اشعه های فضائی حفاظت می کند در صورت نبودن میدان مغناطیسی اشعه های زیانبار فضائی به سمت فضاپیما و فضانورد آمده و خطرات مهلکی برای او ایجاد می کند که در بخش ششم “اثر بادهای خورشیدی در غیاب میدان مغناطیسی زمین” توضیح می دهیم.در اینجا خطرات تضعیف سیستم ایمنی بدن را در غیاب میدان مغناطیسی مورد بررسی قرار می دهیم  :
سیستم ایمنی بدن به گونه ای درست شده که با ورود عوامل بیماری زا به بدن انسان مورد هجوم گلوبول های سفید قرار می گیرند . بدون وجود میدان مغناطیسی این عمل و همچنین سایر اعمال حیاتی بدن دچار مشکل می شود و گلوبول های سفید دیگر نمی توانند به وظائف خود عمل کنند . بنابراین بدن به انواع عفونت ها و بیماری ها دچار می شود . جالب توجه این که تاثیر میدان مغناطیسی در تضعیف سیستم ایمنی از بیماری ایدز هم بر بدن بدتر است .

۴) مقابله با خطرات فضا

یکی از اولین خطرهائی که فضانوردان را در خارج از سفینه و یا ایستگاه های فضائی تهدید می کند قرار گیری در معرض فضای تهی(خلاء)می باشد و مهمترین وسیله نجات فضانوردان لباس فضائی می باشد در بخش هفتم در این مورد توضیحات کافی خواهیم داد .

۵) زندگی در ایستگاه های مداری

زندگی و کار در ایستگاه های فضائی تفاوت زیادی با روی زمین دارد دربخش هشتم در مورد زندگی در ایستگاه های مداری و یا ایستگاه های فضائی توضیح مفصل خواهیم داد .

۶) آشپزی در فضا

این بخش از داستان سفر به ماه ژول ورن گرفته شده در این سفر آنها به ماه رفتند و ما فرض کردیم در بین راه می خواهند غذائی ساده مانند آش درست کنند . در فصل یازدهم توضیح می دهیم که این عمل چقدر در فضا مشکل می باشد.یرای این کار ساده مسافران ماه چه دردسرها که نمی کشند و متحمل نمی شوند.

۷)  روانشناسی فضائی

در آخرین بخش در مورد روانشناسی فضائی توضیح می دهیم توضیح این که فضانوردان چه مشکلات بزرگ روحی و روانی را باید تجربه کنند و مسئولین سازمان های فضائی چه تدابیری را در این مورد اندیشیده اند .

۲- کمبود اکسیژن و فضای تهی

یکی از خطراتی که در فضا انسان را تهدید می کند خفگی بر اثر نرسیدن اکسیژن و همچنین متلاشی شدن اندام های بدن بر اثر کمبود فشار می باشد . که در این بخش در مورد آن توضیح می دهیم .

۱) خفگی بر اثر کمبود اکسیژن

می دانیم که اکسیژن یکی از مهمترین نیازهای بدن برای سوخت و ساز سلولی می باشد . متوسط زنده ماندن بدون اکسیژن در حدود ۳ دقیقه می باشد ( اگر چه افراد استثنائی هم هستند که تا ۱۱دقیقه توانستند در زیر آب دوام بیاورند) در این مورد در قسمت های دیگر همین بخش توضیح می دهیم .

۲) رابطه فشار هوا با ارتفاع

هر چه از سطح زمین بالاتر می رویم فشار هوا کمتر می شود . این به این معنی است که تراکم هوائی که در اطراف ما وجود دارد کم و کمتر می شود تا در فضا تقریبا به صفر می رسد . ولی رابطه کم شدن فشار
هوا با ارتفاع به صورت لگاریتمی وتصاعدی می باشد.در واقع حدود نیمی از هوا در ارتفاع زیر ۵ کیلومتر و حدود ۸۵ درصد هوا در ارتفاع زیر ۱۵کیلومتر قرار دارد.
(برای مطالعه بیشتر به مقاله “ فشار هوا “ مراجعه کرده و همچنین به جدول یک نگاه کنید)

جدول شماره یک – رابطه فشار هوا و ارتفاع

۳) انسان تا چه ارتفاعی بدون کپسول اکسیژن زنده می ماند ؟

همانطور که در جدول شماره یک دیده می شود در ارتفاع ۵ کیلومتری میزان اکسیژن به نصف مقدار آن در سطح دریا می رسد و با افزایش ازتفاع بسرعت کم می شود . کوهنوردان ناشی و افرادی که به طور اتفاقی به ارتفاع بالای ۲۱۰۰متر می روند این آثار کمبود اکسیژن را به صورت سرگیجه و تنگی نفس و خستگی در خود احساس می کنند . کوه نوردان حرفه ای قبل از رفتن به ارتفاع بالاتر ایستاده و خستگی رفع کرده و خود را با شرایط کمبود اکسیژن وفق می دهند و افرادی که در ارتفاع بالای ۲۵۰۰متر زندگی می کنند دارای ریه های بزرگتر بوده و بهتر می توانند با کمبود ارتفاع ناشی از فشار هوا کنار بیایند .حضور در ارتفاع بالای ۵ هزار متر می تواند خطرناک و کشنده باشد و صدمات جبران ناپذیری به مغز بزند ولی کوهنوردان حرفه ای با روش تطبیق (مدتی ماندن در ارتفاع و سپس حرکت کردن ) به آن خو گرفتند.  (در واقع شهری در پرو به نام “لارینکونادا” با ارتفاع ۵۱۰۰ متر مرتفع ترین شهر جهان بوده و بیش از ۵۰ هزار نفر جمعیت دارد ) در ارتفاع ۷۵۰۰ متری مقدار اکسیژن بقدری افت می کند که فرد هشیاری خود را از دست داده و باعث مرگ می شود. ارتفاع بالای ۸۰۰۰ متر هم ناحیه مرگ است و با هیچ روشی نمی توان بدون کپسول اکسیژن در آن ارتفاع تنفس کرد. ارتفاع اورست ۸۸۴۸ متر است این یعنی بالای ناحیه مرگ می باشد و در واقع رکورد ماندن در قله اورست بدون کپسول اکسیژن در اختیار “بابو چیری”( کوهنورد نپالی)، با ۲۱ساعت ماندن در قله اورست بدون کپسول اکسیژن می باشد و بالاترین ارتفاعی که یک انسان بدون کپسول اکسیژن دوام آورده  ارتفاع ۹هزار متری بوده است . 
بنابر این بدون کپسول اکسیژن نه تنها در فضا نمی توان تنفس کرد و زنده ماند بلکه حتی در ارتفاع ۱۰  کیلومتری از سطح دریا نیزنمی توان بدون کپسول اکسیژن زنده ماند.(مرز هوا و فضا ۱۰۰ کیلومتری می باشد )در موردحیوانات هم بالاترین ازتفاع مربوط به نوعی کرکس به نام “کرکس روپل”  با ۱۱۲۰۰متر ارتفاع میباشد.

۳- خطرات فضای تهی

کمبود اکسیژن و نرسیدن اکسیژن کافی به خون یکی از عوارض قرار گرفتن در فضا بدون لباس فضائی می باشد . نکته ای دیگر که بسیار اهمیت دارد مرگ و متلاشی شدن بافت های بدن بر اثر کمبود فشار می باشد . در این مورد بیشتر توضیح می دهیم .

۱) فضای تهی یا خلاء چیست ؟  

فضای تهی یا “خلاء “شرایطی است که در فضای بین سیاره ای حاکم است البته خلاء کامل با فضای کاملا تهی و عاری ازهرگونه ماده درفضای بین سیاره ای وجود ندارد.
در واقع خلاء انواع مختلفی دارد که درجدول شماره ۲ مشخص شده است .

جدول شماره ۲ – انواع خلاء

۲) متلاشی شدن اندام های بدن بر اثر فشار درون بافت های بدن  

همانطور که در مقاله “ فشار هوا “ توضیح داده شد فشار درون بافت ها (تک تک سلول های بدن ) با فشار هوای بیرون ( که در حدود ۰۰۰ر۱۰ کیلوگرم بر متر مربع می باشد)در طی دوران تکامل یکسان شده است .
وقتی فردی در برابر فضای تهی قرار می گیرد . فشار بیرون بدن بشدت کاهش پیدا کرده و به حد صفر می رسد ولی فشار داخل بدن همان فشار جو در روی زمین می باشد . نتیجه این که فشار از داخل شروع به متلاشی کردن اندام های بدن می کند . در مرحله اول شش ها که لبریز از هوای دم و بازدم می باشد ناگهان می ترکد ( که همین برای مرگ فرد کافی است ) در مرحله بعد تمام رگ ها و مویرگ ها پاره می شود .

۳) جوش آمدن مایعات درون بدن

نقطه جوش مایعات در درون بدن در شرایط طبیعی تقریبا نزدیک نقطه جوش آب است . نقطه جوش مایعات در فشار صفر اتمسفر بشدت پائین است ( هرچه فشار پائین تر باشد نقطه جوش آب و مایعات دیگر نیز پائین تر می آید) و همین باعث می شود که تمام مایعات بدن بجوش بیاید و به اصطلاح بدن از داخل بجوشد.مابعات بدن حباب هائی تشکیل می دهند که مانع حرکت خون و سایر مایعات دیگر می شود و….پوست بدن ابتدا ممانعت کرده و مانع متلاشی شدن بدن می شود ولی بعد پوست هم می ترکد و…تمام بدن پاره پاره می شود .

۴) چقدر فرصت هست ؟

اگر شخصی تا کمتر از ۹۰ ثانیه در معرض فشار تهی قرار بگیرد و بعد به محیط عادی برگردد بیشتر مشکلات پیش آمده برطرف می شود ولی معمولا شخص قبل از آن جانش را از دست می دهد .

 شکل شماره ۱ – در این تصویر قسمتی از دست در معرض خلاء کامل قرار گرفته است به انگشتان ورم کرده دقت کنید . 

۵) نمونه ای از حوادث در ارتباط با فضای تهی

از دست رفتن فشار و قرار گرفتن بدن بدون لباس فضائی در خلاء و فشار کم واقعا اتفاق افتاده است که در اینجا به عنوان نمونه به حادثه فضاپیمای سایوز ۱۱ اشاره می کنیم .
۱-۵) حادثه سایوز ۱۱ : در سال ۱۹۷۱ سه فضانورد  روسی به نام های “ولادیسلاو وولکوف” , “ گئورگی دوبرووولسکی “ و “ویکتور پاتسایف “ در حال بازگشت از ایستگاه فضائی سالیوت یک (نخستین ایستگاه فضائی جهان ) بودند . سفینه به سلامت بر روی زمین فرود آمد و وقتی تیم پشتیبانی ماموریت درب کپسول را باز کزدند با حسد بی جان فضانوردان روی صندلی خود مواجه شدنددر حالی که چهره هائی کبود پر از جوش های آبی روی صورتشان بود . و از گوش ها و بینی اشان خون جاری بود . بعد از بررسی معلوم شد در ارتفاع ۱۶۷ کیلومتری یکی از شیرهای سفینه شکسته و به مدن ده دقیقه فضانوردان در معرض فضای تهی قرار گرفته و چنین دردناک جان باختند . از این رو عنوان نخستین فضانوردان که در فضاجان باختند بر روی آنها گذاشته شد .
۲-۵) ماجرای جیم لی بلانک :  جیم لی بلانک یکی از کارمندان ناسا بود که در سال ۱۹۶۵ به دلیل مشکل در لباس فضائی به مدت ۱۴ ثانیه در فضای واقعا تهی قرار گرفت ولی بخیر گذشت و نجات پیدا کرد . او ابتدا بیهوش شد و بعد از بهوش آمدن گفت : « که وی شاهد جوش آمدن  آب دهان موجود روی زبانش بوده و به وضوح حباب های حاصل از جوش آمدن را حس کرده است . »

۶) اثرات فضای تهی یا خلا بر روی حیوانات و گیاهان

برای اولین بار رابرت بویل (شیمی دان و فیزیکدان معروف انگلیسی) آزمایشی را به این صورت انجام داد  :  پرنده ای را در محفظه شیشه ای قرار داده و هوای محفظه را توسط پمپ خلاء (که به تازگی کشف شده بود) خالی کرد و مشاهده کرد که پرنده می میرد. به همین مناسبت جوزف رایت نقاش معروف انگلیسی نقاشی مشهوری با نام “ آزمایشی بر روی یک پرنده در یک حباب هوا ” درسال ۱۷۶۸به تصویر کشید.
تاثیر فضای تهی بر روی حیوانات با مقداری تفاوت تقریبا مشابه انسان می باشد . برخی میکرو ارگانیزم ها نیز می باشد که در این شرایط می توانند چندین روز زنده بمانند .
آزمایشاتی که بر روی گیاهان انجام شد نشان داد که اگر تا فشار حدود ۵ پاسکال (۲۰ هزار بار کمتر از فشار هوا یعنی در حدود خلا بالا ) بر روی گیاهان اعمال شود آنها می توانند تا چند روز زنده بمانند . و در مورد تخم گیاهان از این هم بیشتر می باشد . زیرا بذر گیاهان دارای دو محفظه خارجی برای محافظت از دانه می باشند علاوه بر این آنها دارای دو ابزار اساسی دیگر می باشند . یکی از این ابزار داشتن نسخه های متعدد از ژن های اساسی است و دیگر موادی به نام فلاونوئید هستند که نه تنها بذر را در مقابل فضای تهی حفاظت می کند بلکه در مقابل تابش های ماوراء بنفش و اشعه های خطرناک کیهانی نیز از آنها محافظت می کند .
در ماجرای ماموریت آپولو ۱۴ استوارت روسا (خلبان سفینه فرماندهی) بذر درختان مختلف را به ماه با شرایط خلاء برد بعد از بازگشت بذرها را درحالی که هنوز سالم مانده بودند کاشت . بذرها سبز شدند و به درختان ماه معروف شدند.(ماجرای کامل را در مقاله“ آپولو چهارده تا هفده “بخوانید)

شکل شماره ۲ – نقاشی مشهور جوزف رایت

توضیح شکل ۲: این نقاشی را جوزف رایت بعد از آزمایش رابرت بویل(دانشمند انگلیسی) بر روی پرنده که منجر به کشته شدن پرنده شد کشید و به نام“  آزمایشی بر روی یک پرنده در یک حباب هوا “ نامید.

۴- دمای فضا

یکی از خطراتی که در فضا ، فضانوردان را تهدید می کند گرما و سرمای بی سابقه فضا می باشد . جو غلیظی که در روی زمین وجود دارد دما را متعادل کرده و نمی گذارد گرما و سرمای بسیار زیاد در روی زمین بوجود بیاید (برای مطالعه بیشتر در این مورد به مقاله “ هوا و جو “ مراجعه کنید) ولی در فضا (فضای اطراف زمین مثلا تا کره ماه ) هوائی وجود ندارد تا این گرما و سرما را تعدیل کند در این بخش در مورد این مسئله توضیح می دهیم.

۱) گرما و سرما در فضا

در فضا جو و هوا وجود ندارد تا وسیله تبادل گرما باشد و دمای هوا را تنظیم کند . فضای تهی دمائی ندارد تا گرما را جابجا کند بنابراین بستگی به نقطه ای که در آن قرار داریم و سمت و سوئی که خورشید می تابد یا بسیار داغ یا بسیار سرد می باشد یعنی یا شما از شدت سرما یخ می زنید یا از شدت گرما می پزید و آتش می گیرید .
ما کره ماه را در نظر می گیریم که در همان حوالی و فاصله ای که زمین از خورشید دارد واقع شده است در واقع اگر ماه جوی با غلظت و فشار جو زمین داشت (صرف نظر از اثر گلخانه ای – در این مورد مقاله “ گرمایش زمین” را مطالعه کنید) دمائی کم و بیش همانند زمین داشت. ولی می دانیم که ماه جو ندارد و دمای قسمتی از ماه که روز است تا ۱۲۰درجه می رسدو سرمای قسمتی که شب است تا ۱۷۰درجه زیر صفر پائین می آید .

۲) انتقال گرما در فضای تهی (خلاء)  

در فضای تهی هیچگونه ماده ای برای انتقال گرما وجود ندارد بنابراین بدون وجود هیچ ماده ای که گرما را از اجسام بگیرد باید در سمت رو به خورشید دمای اجسام تا بی نهایت بالا برود و در سمت مخالف خورشید تا صفر مطلق پائین بیاید ، ولی باید توجه داشت که انتقال گرما فقط از طریق همرفت نیست و قسمت اعظم گرمای گرفته شده از خورشید از طریق تابشی منتقل می شود و هرچه گرمای جسم بیشتر شود از دست دادن گرما توسط تابش هم بیشتر می شود همچنین در سمتی که خورشید نمی تابد گرمای خود جسم کم کم به طریق تابشی به فضا منتقل می شود و اینطور نیست که ناگهان سرد شود . بنابراین ما یک محدوده دمائی داریم که دما از آن مقدار بالاتر نمی رود این محدوده دمائی در فاصله ای که زمین قرار دارد ۱۲۰درجه می باشد(دما از آن مقدار بالاتر نمی رود) در محدوده سیاره تیر ۴۴۸درجه و در محدوده پلوتون به ۲۱۷درجه زیر صفر می رسد . در مورد محدوده سرما هم درکره ماه با توجه به جنس خاک دما از ۱۶۰درجه زیر صفر کمتر نمیشود.
همچنین باید انتقال گرما از طریق داخل جسم را هم در نظر بگیریم که آن هم به عایق بودن و رسانا بودن خود جسم بستگی دارد . (در این مورد در مقاله های دیگر باز هم توضیح می دهیم)

۳) قرار گیری بدون لباس فضائی در فضای تهی ( از نظر اثرات گرمائی خلاء ) 

در مورد قرار گیری در فضای تهی (خلاء) بدون لباس فضائی و بلائی که در این صورت بر سر آن انسان نگون بخت می آید قبلا توضیح دادیم در اینجا در مورد گرما و سرمای خلاء توضیح می دهیم . اگر بدون لباس فضائی در خلاء قرار بگیرید در سمت رو به آفتاب تا ۱۲۰درجه داغ شده و در سمت مخالف آفتاب تا ۱۷۰درجه زیر صفر یخ می زنید.یک راه برای جلوگیری از یخ زدن و سوختن چرخیدن است.جنازه ای که در فضا رها شده است دفعتا یخ نمی زند بلکه کم کرم سرد میشود درواقع یک فضاپیما هم همینطور عمل می کند یک فضاپیما با چرخش مداوم و همینطور عایق بندی مناسب ودستگاه های تهویه مانع انتقال گرما و سرمای فضا به درون فضاپیما میشود.

۵- اشعه های خطرناک ایکس (X) و ماوراء بنفش(UV)

لایه ازن موجود در جو زمین جلو اشعه های زیانبار ماوراء بنفش و ایکس را می گیرد و نمی گذارد که آن اشعه های زیانبار  به زمین برسد ولی در فضا چیزی جلو این اشعه های خطرناک را نمی گیرد . این اشعه ها می توانند زندگی فضانوردانی که بدون تجهیزات حرفه ای وارد فضا شدند را به خطر انداخته و باعث مرگ آنها شوند . البته خطر اشعه های کیهانی به اندازه خطر فضای تهی و خفگی بر اثر نرسیدن اکسیژن نیستند ولی در صورتی که جلو آن گرفته نشود بسته به مقدار آن می تواند فضانورد را ظرف چند روز یا چند هفته از پای در آورد و یا به بیماری های غیر قابل علاج (مانند انواع سرطان ها ) دچار کند در این بخش در مورد انواع اشعه های خطرناک ایکس و ماوراء بنفش توضیح می دهیم .

۱)جو زمین چگونه مانع رسیدن اشعه های خطرناک (UV) و (X) به زمین میشود؟

نور خورشید علاوه بر اشعه های حیات بخش اشعه های مضر و خطرناکی هم دارد که در صورت رسیدن به زمین می تواند بیماری های خطرناکی در انسان ایجاد کند و در مدت کوتاهی باعث مرگ انسان شود . جو زمین بخصوص لایه ازن و یونسفر اشعه های خطرناک خورشید( ایکس و ماوراء بنفش) را جذب کرده و مانع رسیدن این اشعه های خطرناک به زمین می شوند .
حتی در غیاب لایه ازن و یونسفر هم اکسیژن موجود در هوا این اشعه های خطرناک را تا حدود زیادی جذب می کند ولی در غیاب هوا و در فضای تهی تمام اشعه های ایکس و ماوراء بنفش با پوست بدن برخورد کرده و می توانند بسرعت باعث مرگ انسان شوند .
( برای مطالعه بیشتر به مقاله های “هوا و جو “ و  “  لایه ازن “ مراجعه کنید )

۲) خطرات اشعه های ماوراء بنفش و ایکس

اشعه های ایکس (X)و ماوراء بنفش (UV) از نوع امواج الکترومغناطیس بوده که بعلت طول موج کوتاهی که دارند از پوست بدن عبور کرده و می توانند خطرات زیادی برای بدن داشته باشند . از این رو قرار گرفتن در معرض اشعه “X” می تواند باعث ایجاد انواع سرطان ها و جهش های ژنتیکی شود .
اشعه ماوراء بنفش بخصوص نوع UVC (اشعه ماوراء بنفش دور که به اشعه ایکس نزدیک است) هم می تواند سبب تولید آب مروارید و سرطان پوست و جهش های ژنیتیکی شود . همچنین برای رشد گیاهان هم بشدت خطرناک است . کمترین تاثیر این اشعه ها آفتاب سوختگی شدید می باشد که علائم آن بسرعت ظاهر می شود . امروزه با وجود لباس و کلاه فضائی فضانوردان در بیرون از سفینه کمتر در معرض این اشعه های خطرناک قرار می گیرند.
( برای مطالعه در مورد خطرات اشعه “X”و ماوراء بنفش به مقاله “امواج الکترو مغناطیس” مراجعه کنید.

   

شکل شماره  ۳ – آفتاب سوختگی ناشی از اشعه ماوراء بنفش

۶- اثر بادهای خورشیدی در غیاب میدان مغناطیسی زمین

یکی از خطراتی که در فضا وجود دارد بادهای خورشیدی و اشعه های کیهانی هستند . که در اینجا در مورد آن توضیح می دهیم .

۱) بادهای خورشیدی

بادهای خورشیدی جریانی از ذرات باردار و بسیار پر انرژی از جنس پروتون، الکترون و ذرات آلفا (هسته هلیوم) هستند که به صورت پیوسته با سرعت ۳۰۰ تا ۵۰۰ کیلومتر در ثانیه به بیرون از خورشید جریان دارند .
در مورد بادهای خورشیدی در یک  مقاله جداگانه در آینده توضیحات کاملتری می دهیم .

۲) خطرات بادهای خورشیدی

برخورد ذرات پر انرژی ناشی از بادهای خورشیدی به بدن انسان بسیار خطرناک است و می تواند باعث اختلالات جدی در بدن انسان (همچنین جانوران) شده و بسرعت انسان را از پای در آورد.خوشبختانه بخاطر میدان مغناطیسی زمین (که درقسمت بعد شرح می دهیم) این بادها به سطح زمین نمی رسند . ولی در فضا و در غیاب میدان مغناطیسی فضانوردانی که به فضا می روند در معرض بادهای خورشیدی قرار می گیرند .

 

 

۳) کمربند والن آلن (Van Allen Radiation Belt)

زمین دارای میدان مغناطیسی است این میدان مغناطیسی منطقه ای را در اطراف زمین ایجاد کرده که در آن منطقه ذرات باردار و پر انرژی (الکترونها و پروتون‌های با انرژی زیاد) ناشی از بادهای خورشیدی را به دام می اندازد . و مانع رسیدن ذرات پر انرژی ناشی از بادهای خورشیدی به سطح زمین می شود . اگر این ذرات پر انرژی به سطح زمین برسند علاوه بر از بین بردن جو زمین باعث نابودی حیات بر روی زمین هم می شوند. امروزه دانشمندان معتقدند بدون وجود این کمربندایمنی حیات بر روی زمین بوجود نمی آمد.این منطقه را که در آن الکترون ها و پروتون های پر انرژی به دام افتاده اند را کمربند والن آلن می نامند . کمربند والن الن در دو منطقهٔ هلالی شکل در فاصله‌های ۳۲۰۰ و ۱۶۰۰۰کیلومتری سطح زمین واقع شده‌اند.
(برای مطالعه بیشتر در مورد میدان مغناطیسی زمین و کمربند والن آلن به مقاله “ میدان مغناطیسی زمین, ۸ – نقش میدان مغناطیسی زمین در حفظ حیات “ مراجعه کنید) “میدان مغناطیسی زمین  “

۴) عبور از کمربند والن آلن

فضانوردانی که عازم ماه و فضای خارج از کمربند والن آلن می شوند باید از درون این کمربند عبور کنند . این خطرناکترین مرحله سفر می باشد در داخل این کمربند ذرات پر انرژی (پروتون و الکترون و ذرات آلفا) با حجم عظیم به دام افتاده اند از این رو , درون کمربند والن آلن از هر جای دیگر فضا خطرناک تر است ذرات به دام افتاده می توانند در کمتر از یک ساعت یک انسان را از پا درآورند .
بنابراین بسیاری استدلال کردند که حتی امروزه هم عبور بی ماه خطر از درون این کمربند امکان پذیر نیست بنابراین سفر به ماه نمی تواند واقعیت داشته باشد ما در مقاله “توطئه فرود بر ماه” نشان می دهیم که چرا این استدلال صحیح نیست .

شکل شماره ۴ – ماهواره درون قسمت کم خطر کمربند والن آلن

نکته شکل : عبور ماهواره ها از منطقه خطرناک کمربندوالن آلن می تواند به ماهواره آسیب جدی بزند بنابراین ماهواره ها از منطقه بی خطر یا کم خطر کمربند عبور می کنند ( رنگ قرمز در تصویر  نشانگر نقاط پر خطر کمربند والن آلن و رنگ سبز نقاط کم خطر یا بی خطر می باشد )

۷- شهاب سنگ ها و زباله های فضائی

یکی از خطراتی که فضانوردان در فضا با آن مواجه می شوند خطر برخورد یا اشیاء موجود در فضا می باشند ما این اشیاء را به دو دسته تقسیم می کنیم : شهاب سنگ ها و زباله های فضائی و در این بخش در مورد آن توضیح می دهیم .

۱) جو زمین سپری در مقابل شهاب سنگ ها

یکی از مهمترین نقش های جو زمین حفاظت از زمین در مقابل شهاب سنگ ها و سنگ های بزرگ آسمانی می باشد . (مقاله “ شهاب سنگ “در این مورد در آینده منتشر می شود) بدون وجود جو شهاب سنگ ها به بمباران زمین پرداخته و حیات زمینی را با چالش جدی مواجه می کنند . وقتی سنگ های آسمانی به نزدیکی زمین می رسند جذب جاذبه زمین شده و به سمت زمین شتاب می گیرند و بنابراین هر لحظه به سرعت آنها اضافه می شود . همه روزه میلون ها سنگ کوچک و بزرگ با سرعت هائی در حدود ده ها کیلومتر در ثانیه به سمت زمین سرازیر می شوند . این اشیا در برخورد با جو زمین داغ و داغ تر شده و به نقطه ذوب می رسد و می سوزد و تنها خاکستر و غبارشان به زمین می رسد  هر ساله بیش از ۱۱۰هزار تن غبار ناشی از شهاب سنگ ها به زمین می رسد و به جرم زمین اضافه می کند .
بدین ترتیب بیش از ۹۰درصد سنگ های سرگردان که به جو زمین وارد شده اند از بین می روند( آنها هم که برخورد می کنند بیشتر جرم و انرژی خود را از دست می دهند و خطرشان به مراتب کمتر می شود ) و جو زمین ما را در برابر خطرات برخوردهای شهاب سنگی حفظ می کند . اگر به سیاره ها و قمرهای فاقد جو نگاهی بیندازیم ( مانند ماه ) می بینیم که سطح آنها مملو از چاله های برخوردی می باشد .

۲) خطر برخورد شهاب سنگ ها به فضانوردان و فضا پیماها

فضانوردانی که به فضا (از جمله به ماه ) می روند چون از جو زمین خارج می شوند دیگر چیزی از آنها در مقابل شهاب سنگ ها حفاظت نمی کند . سرعت این سنگ های سرگردان حتی در فضای دور از زمین هم چندین برابر گلوله می باشد و براحتی می تواند از داخل بدن فضانورد رد شده و او را در دم بکشد و یا باعث انفجار سفینه , سوراخ شدن بدنه و خروج هوای تنفسی و یا حداقل انهدام و تخریب تجهیزات حیاتی آن شود . متاسفانه هنوز که هنوز است هیچ راه حلی برای جلوگیری از برخورد شهاب سنگی به سفینه ها و ماهواره ها و فضانوردانی که به راهپیمائی فضائی مشعول هستند وجود ندارد و این مسئله هنوز یکی از چالش های بزرگ فضانوردی می باشد .

شکل های شماره ۵ و ۶ – شهاب سنگ

۳) زباله های فضائی چیست ؟

زباله‌های فضایی اشیاء گوناگونی هستند که توسط انسانها به وجود آورده شده و در مدار زمین در حال گردش هستند، اما در حال حاضر فاقد هرگونه بهره‌مندی هستند. زباله فضایی در واقع بقایای فعالیت بشر در فضا است، از قطعات سفینه‌ها گرفته تا قسمت‌هایی از سفینه که در مراحل مختلف مامورت فضایی از آن جدا می‌شوند یا هر چیز دیگری که به عمد یا سهو در مدار زمین رها شده و دیگر هیچ کاربردی ندارد.
ناسا هم در سال ۲۰۱۱، گزارش کرد که میزان این زباله‌های فضایی به نحو تصاعدی افزایش یافته و به مرز بحران رسیده است.

۴) تاریخچه زباله های فضائی و آلودگی فضا

معظل آلودگی (آب و خاک و هوا ) از دیر باز موجود بوده و بشر از دیر باز به آلوده کردن آب و خاک و هوا روی آورده و محیط زیست و زندگی روی زمین را با چالشی جدی مواجه کرده است . اکنون از آلوده کردن محیط زیست فارغ نشده به آلوده کردن فضا پرداخته است . اولین ماهواره ساخت بشر ( اسپوتینگ یک ) در۴ اکتبر ۱۹۵۷(۱۲مهرماه ۱۳۳۶) به عنوان نخستین شی ساخت بشر در مدار زمین قرار داده شد و در ۳۱ ژانویه سال ۱۹۵۸(جمعه۱۱بهمن ۱۳۳۶) ماهواره “اکسپلورر” توسط آمریکا در مدار زمین قرار داده شد . از آن به بعد آمریکا و شوروی و کشورهای دیگر بسرعت مشغول ساخت و در مدار قرار دادن ماهواره ها شدند از آنجائی که این ماهواره ها دائمی نبوده و بخاطر بی مسئولیتی سازمان های فضائی , هیچ سازوکاری برای برگرداندن و از بین بردن آنها پیش بینی نشده بود تعداد آنها روز به روز افزایش یافت همچنین سفینه ها و قطعات موشک های فضائی همینجور در فضا رها شد . این قطعات بستگی به مداری که داشتند به مدت ده ها سال و بعضی صدها سال در مدار زمین مانده و بر اثر برخوردهائی که باهم صورت دادند روز به روز به تعداد آنها افزوده گشت تا جائی که امروزه به مشکل بزرگی برای صنعت فضانوردی تبدیل شدند .

۵) تعداد زباله های فضائی

هم اکنون بیش از ۲۰هزار قطعه بزرگتر از از توپ تنیس و بیش از نیم میلیون قطعه بزرگتر ار تیله در مدار زمین پراکنده‌اند که بیش از همه ایستگاه فضایی بین‌المللی، شاتل‌ها و سفینه‌های سرنشین‌دار را تهدید می‌کنند.
سازمانهای فضایی آمریکا و روسیه بیش از ۲۳هزار قطعه بزرگتر از ده سانتی‌متر را در فضا زیر نظر دارند، اما گفته می‌شود نیم میلیارد ذره کوچکتر از ده سانتی‌متر و تریلیون‌ها ذره کوچکتر در فضای اطراف زمین در گردشند. میزان زباله‌های فضایی در مدارهای پایین در نیم قرن اخیر به میران چشمگیری افزایش یافته و در صورتی که این زباله‌ها پاک نشوند، برخورد “زنجیره‌ای” این قطعات سرگردان با همدیگر، ذراتی کوچکتر و متعددتر ایجاد خواهد کرد.

نمودار شماره یک – نمودار زباله های فضائی از سال ۱۹۶۵ تا ۲۰۱۸

۶) خطرات زباله های فضائی برای صنعت فضانوردی

این زباله ها همگی بر گرد زمین در حال چرخش هستند با توجه به ارتفاع  آنها از سطح زمین میانگین سرعت آنها به ۲۸۰۰۰ کیلومتر در ساعت می رسد .(این سرعت مداری اجسامی است که در این مدار می چرخند در مقاله “ گرانش “ که در آینده منتشر می شود سرعت مداری را تعریف و محاسبه می کنیم) این سرعت چندین برابر سرعت گلوله است برخورد این زباله ها با ایستگاه های مداری و تجهیزات آنها می تواند به متلاشی شدن آنها منجر شده و یا آسیب جدی به تجهیزات آنها بزند . برخورد مستقیم یکی از این فطعات با فضانوردان مستقر در فضا (مثلا درحین راه پیمائی  فضائی) قطعا به مرگ فضانورد خواهد انجامید .
متاسفانه تاکنون هیچ راهی برای محافظت فضانوردان و سفینه هائی که عازم فضا هستند پیدا نشده است .
خوشبختانه این زباله ها فقط در مدار اطراف زمین وجود دارند و با گذشتن از این ناحیه زباله های فضائی وجود نخواهند داشت .(در مورد زباله های فضائی و خطرات و روش های انهدام آنها در مقاله های آینده توضیح مفصل تر می دهیم )

شکل های شماره ۷ و ۸  – زباله های فضائی

۸- خطرات بی وزنی

آب و هوا و شرایط روی زمین در طی میلیارد سال که از خلقت زمین گذشته مرتب تعغیر کرده است ولی آنچه تعغیر نکرده است حجم و جرم زمین و به تبع آن نیروی جاذبه زمین می باشد . ما موجودات زمینی در روی زمین بوجود آمده و تکامل پیدا کردیم و ساز و کار بدن ما (ماهیچه ها ، سیستم گردش خون ، سیستم استخوان بندی و… ) با همین جاذبه و سازو کار جفت و جور شده است بنابراین در نبود جاذبه تعغیرات زیادی در سیستم های بدن ما رخ می دهد که عواقب وخیم و خطرناکی را می تواند برای بدن ما داشته باشد .
این عواقب از آنجائی ناشی می شود که وقتی بدن ما به سازوکاری نیاز نداشته باشد به تدریج در صددحذف و ضعیف کردن آن بر می آید. این مسئله برای فضانوردانی اتفاق می افتد که در سفرهای فضائی به مدت طولانی در معرض بی وزنی نسبی و یا مطلق قرار می گیرند . به علاوه در شرایط بی وزنی بسیاری از اعمال روزانه که عادی و طبیعی انجام می دهیم دچار مشکل می شود ( این مسئله را به طور مفصل در بخش زندگی در ایستگاه های فضائی مورد بررسی قرار می دهیم) 
در این بخش اثرات بی وزنی را روی فضانوردان در یک سفر فضائی طولانی مورد بررسی قرار می دهیم .

۱) بی وزنی چگونه بوجود می آید ؟

بی وزنی در شرایط مختلف بوجود می آید .
۱-۱) دور شدن از میدان های گرانشی : یکی از شرایط بی وزنی دور شدن کامل از زمین و هر جرم بزرگ فضائی است که گرانش قابل ملاحظه ای ایجاد کند . بنابراین در سفرهای طولانی مدت فضائی مثلا سفر به ماه یا مریخ فضانوردان با این مسئله مواجه می شوند .
۲-۱) نیروی گریز از مرکز : در ایستگاه های مداری و سفینه هائی که در مدار زمین(یا هر میدان گرانشی دیگر) قرار می گیرند نیروی گریز از مرکز وزن سفینه و اشیاء داخل آن را خنثی می کند بنابراین در آنجا هم حالت بی وزنی مطلق حاکم می شود .
 ۳-۱) سقوط آزاد : اجسامی که در حال سقوط آزاد یاشند هم حالت بی وزنی پیدا می کنند.بنابراین اگر ما داخل محفظه ای باشیم و از ارتفاع بالا رها شود تا سقوط آزاد کند در داخل محفظه حالت بی وزنی کامل را تجربه خواهیم کرد .
۴-۱) بی وزنی مطلق و نسبی : بی وزنی را می توان مطلق تعریف کرد یعنی اشیا و اجسام هیچ وزنی ندارند (مانند ایستگاه های فضائی) و یا نسبی یعنی وزن وجود دارد ولی مقدار آن خیلی کمتر از روی زمین است مانند اقامت روی ماه که گرانش آن یک ششم گرانش روی زمین است .

۲) تحلیل ماهیچه ها

در هنگام زندگی بر روی زمین عظلات و استخوان های بدن باید بتوانند ضمن نگه داری وزن بدن فعالیت ها مختلف را هم( با توجه به جاذبه زمین و وزن اشیا و عظلات بدن ) انجام دهند این روندی است که در طی صدها میلون سال تکامل برای موجودات زنده ( ازجمله انسان) بر روی زمین بوجود آمده است .
وقتی در شرایط بی وزنی قرار می گیریم در مدت اقامت در فضا بخاطر نبودن وزن ایستادن و حرکت کردن و بلند کردن اشیا نیاز به ماهیچه های بزرگی ندارد بنابراین بدن چون به این ماهیچه ها نیاز ندارد آنها را تحلیل برده و از مقدار و حجم ماهیچه ها (بافت عظلانی) می کاهد. هرچه مدت اقامت بیشتر باشد این کاهش حجم بیشتر می شود به طوری که درمدت تنها ۱۱روز اقامت در فضا ۲۰درصد بافت عظلانی (ماهیچه ای) از بین می رود که این امر در برگشت به زمین که جاذبه زمین برمی گردد بسیارخطرناک و دردساز می شود . و دردهای عظلانی و خستگی مفرط و…به سراغ فضانورد می آید.تنها راه غلبه بر این مشکل ورزش کردن سخت است .
فضانوردان در ایستگاه های فضائی باید حداقل روزی ۳ ساعت با تردمیل …دویده و ورزش های دیگر انجام دهند .

۳) پوکی استخوان و از بین رفتن تراکم بافت استخوانی

به همان دلیل که بافت ماهیچه ای تحلیل می رود بافت استخوانی هم به علت عدم نیاز به آن در فضا تحلیل رفته و از بین می رود . این تحلیل بافت استخوانی حدود ۲ درصد در ماه می باشد . از آنجائی که روند ذخیره کلسیم در بدن در سنین بالای ۲۵سال متوقف می شود از دست دادن بافت استخوانی عملی یکطرفه و غیر قابل جبران می باشد . از دست دادن بافت استخوانی منجر به بیماری پوکی استخوان می شود .

۴) ضعیف شدن رگ های خونی پاها  

سیستم خون رسانی ما طوری طراحی شده است که بتواند خون را از قلب پمپاژ کرده و به اندام های مختلف بدن به اندازه نیاز برساند . در سیستم گردش خون رگ ها با ورود و خروج خون منبسط و منقبض شده تا به جریان یافتن خون کمک کنند ( ورود و خروج خون به رگ ها )
در غیاب جاذبه مایعات بدن (مانند خون) بیشتر به سمت نیم تنه بالائی تعغیر جهت می دهند بنابراین پاها مقدار خون کمتری را دریافت می کنند (چون نیاز زیادی به آن ندارند ) بنابراین رگ های خونی پاها تنبل و ضعیف می شوند و توانائی انقباض و انبساط را دست می دهند . این مسئله در موقع برگشتن به زمین که جاذبه و وزن بدن دوباره برمی گردد مشکل ساز می شود .
هنگام برگشت فضانورد به زمین بار دیگر گرانش فعال شده و جریان خون به سمت پاها بیشتر شده ولی رگ ها بعلت تنبل شدن نمی توانندبا این جریان همکاری کننداین مسئله می تواندبه سرگیجه و حتی غش منجر شود.برای علبه بر این مشکل هم باید ورزش کنند .

۵ ) کم شدن قدرت بینائی

به دلیل هجوم خون به بالاتنه که در قسمت قبل توضیح دادیم فشار درون جمجمه افزایش یافته و ابن باعث ایجاد ورم در پشت چشم می شود و این ورم و فشار قدرت بینائی را بشدت کاهش می دهد . البته این عارضه موقتی است و بعد از برگشت فضانوردان برطرف می شود ولی هرچه مدت اقامت بیشتر باشد بازگشت بینائی به حالت قبلی هم بیشتر طول می کشد .    

۶) مشکلات دیگر

عواقب دیگری که از ماندن در فضا ناشی می شود که می توان این موارد را بر شمرد :
 افزایش فشار خون ، فاصله پیدا کردن مهره های کمر ، التهاب تاندون ها و تجمع چربی ،کاهش حجم عضلات حمایت کننده پشت و گردن ، مشکل در حرکت حتی در حالت بی وزنی ، افزایش بیش از اندازه کلیسم در خون ، ضعیف شدن سیستم ایمنی بدن و… بسیاری از عوارض خطرناک دیگر که هنوز همه ابعاد آن شناخته نشده است.عوارضی که ذکر شد به طور جدی سلامت فضانوردان را حتی بعد از بازگشت به روی زمین تهدید می کند.
فضانوردی حرفه سختی است و در واقع این قهرمانان فضا با جان و سلامتی خود بازی می کنند .

۹- مقابله با خطرات فضا

در بخش های قبل در مورد خطراتی که فضانوردان را در فضا تهدید می کند توضیحات کاملی دادیم در این بخش در مورد راه های مقابله با این خطرات توضیح می دهیم .

۱) لباس فضائی مهمترین وسیله نجات جان فضانوردان

برای حفاظت فضانوردانی که بیرون ایستگاه فضائی و یا سفینه مشعول راه پیمائی فضائی و یا قدم زدن در سطح کره ای عاری ازجو همچون ماه هستند مهمترین وسیله حفط آنها از خطرات فضا  ,لباس فضانوردی می باشد حال ببینیم لباس فصانوردی چگونه ساخته می شود و چگونه جان فضانوردان را در فضای تهی و خطرات آن حفظ می کند. (در مورد لباس های فضائی در مقاله ای به نام“ لباس های فضائی “ توضیح مفصل تر خواهیم داد .)

۲) لباس های فضائی چه خصوصیاتی باید داشته باشند ؟

لباس فضایی سیستم پیچیده‌ای از پوشاک، تجهیزات و سیستم‌های زیست‌محیطی می‌باشد و به گونه‌ای طراحی شده‌است تا بتواند فضانورد را به راحتی در محیط خشن فضا زنده نگه دارد .لباس فضائی یک سیستم (درحقیقت یک ماشین) کامل است.بنابراین لباس فضائی باید این خصوصیات را داشته باشد :
۱-۲) سیستم اکسیژن رسانی : مهمترین نیاز بدن اکسیژن  است بنابراین لباس فضائی باید بتواند اکسیژن را از مخزن اکسیژن واقع در کوله پشتی فضانورد گرفته و به فضانورد برساند . این اکسیژن در اطراف بدن فضانورد حرکت کرده و فشار لازم ( فشار جو ) را هم برای او تهیه می کند .
۲-۲)دستگاه دفع دی اکسیدکربن : دی اکسید کربنی که حاصل هوای بازدم فضانورد می باشد اگر داخل لباس فضائی بماند می تواند باعث خفگی او شود بنابراین لباس فضائی باید به سیستم دفع دی اکسید کربن مجهز باشد .
۳-۲) سیستم تهویه مناسب : گرمای بدن ما توسط هوای بیرون جذب شده و دفع می شود و گرنه بدن ما هر لحظه داغ تر می شود. درفضا ارتباطی بین بدن و فضای بیرون نیست پس این کار به عهده لباس فضائی می باشد و این سیستم خنک کننده به وسیله سیستم آب (چیزی شبیه رادیاتور ماشین) انجام می شود .
۴-۲) عایق بندی کامل : لباس فضائی باید از رسیدن گرما و سرمای شدید فضا به بدن جلوگیری کند پس باید روی لباس کاملا عایق بوده و همچنین در درون لباس گرم کننده و خنک کنده برای تنظیم درجه حرارت داخل بدن موجود باشد تا دمای اطراف بدن فضانورد در حد متعارف باشد .
۵-۲) مقاومت لباس : بدنه خارجی لباس فضائی باید محکم و مقاوم باشد چنانچه لباس سوراخ و پاره شود و یا اکسیژن داخل آن نشتی داشته باشد بسرعت خالی شده و فضانورد در معرض فضای تهی قرار گرقته و بسرعت جانش را از دست می دهد .
۶-۲) جلوگیری از نفوذ اشعه های فضائی : اشعه های کیهانی یکی از بزرگترین خطرات فضا می باشند و لباس های فضائی باید باید جلو این اشعه ها را بگیرد هر چند این لباس ها نمی توانند به طور کامل جلو اشعه های فضائی را بگیرند ولی تا حدود زیادی می توانند این کار را انجام دهند . این اشعه ها بیشتر از طریق ماسک کلاه فضائی وارد می شوند . پوشش نازکی از طلا در جلو ماسک تا حد زیادی جلو اشعه را می گیرد . 
۷-۲) سیستم دفع ادرار:درماموریت های فضائی ( مانند راهپیمائی فضائی و یا قدم زدن روی ماه که فضانوردان آپولو انجام می دادند) امکان رفتن به دستشوئی و …موجود نیست پس بایداین عمل در لباس فضائی انجام شود و با توجه به نبودن جاذبه تمهیدات خاصی هم باید در نظر گرفته شود . سیستم دفع ادرار یکی از سیستم های پیچیده در لباس فضائی می باشد .
۸-۲) سیستم تامین آب آشامیدنی : بسیاری از اوقات یک فضانورد ساعت ها باید در خارج از سفینه بسر ببرد و در این حالت نیاز مبرمی به آب خواهد داشت.در لباس های فضائی این امکانات هم پیش بینی شده تا همچنان که فضانورد به انجام وظیفه مشغول است بتواند آب مورد نیاز خود را هم داخل لباس بخورد .
۹-۲) سیستم برقراری ارتباط : فضانوردان در حین راه پیمائی فضائی و یا قدم ردن روی ماه نیاز مبرمی به ارتباط ( با مرکز کنترل و یا حتی همکارانشان در روی ماه و…) دارند و این ارتباط باید از طریق یک سیستم بی سیمی بر قرار باشد (در فضا هیچ هوائی وجود ندارد و حتی فضانوردانی که مجاور هم هستند فقط از طریق سیستم بی سیمی با هم ارتباط دارند )
۱۰-۲) سیستم انرژی مورد نیاز : بسیاری از خدماتی که لباس فضائی ارائه می دهد نیازمند برق و انرژی می باشد و باید این انرژی را لباس فضائی تامین کند . در کوله پشتی فضانورد باطری های قدرتمندی جاسازی شده که می تواند نیاز فضانورد را به برق مورد نیاز برای ساعت ها تامین کند . و بعد از مصرف شارژشود .
همچنین بسیاری از امکانات دیگر نیز می باشد که در ابتدا موجود نبود و بعد اضافه شده و هم اینک هم یکی از صنایع در ارتباط با فضانوردی طراحی و ساخت این لباس ها می باشد که بتواند هرچه بیشتر راحتی و آرامش و مهمتر از همه جان فضانورد را حفظ کند. همچنین لازم به ذکر است برای استفاده و پوشیدن این لباس ها فضانورد باید آموزش های ویژه را ببیند . هر خطائی در ساخت و طراحی و استفاده از لباس فضائی , هرگونه بی مبالاتی می تواند به قیمت جان فضانورد تمام شود .
در مقاله“ لباس های فضائی “ دراین مورد توضیحات کاملتر می دهیم.

شکل های شماره ۹ و ۱۰ -لباس های فضائی

۳) خصوصیات سفینه فضائی

برای ماموریت های سرنشین دار که عازم فضا می شوند و یا در درون ایستگاه های فضائی وظیفه حفاظت از فضانوردان در مقابل محیط خشن فضا بر عهده سفینه فضائی می باشد.یک سفینه فضائی علاوه بر آن که وظیفه ای را که برای آن طراحی شده (مانند فرود روی ماه ) را بتواند به درستی انجام دهد وظیفه تامین جان فضانوردان را هم بر عهده دارد . لازم به ذکر است که در درون فضاپیما و ایستگاه های مداری فضانورد مجبور نیست با لباس فضائی زندگی کند بلکه باید راحت باشد در درون سفینه بجزبی وزنی (که نمی توان از بین برد) همه چیز (دما و فشار و درصد اکسیژن و… ) باید مانند روی زمین باشد . علاوه بر این در درون سفینه باید امکانات رفاهی و آب و آذوقه و… برای مدت های طولانی که فضانوردان در آنجا بسر می برند فراهم باشد .
سفینه تا جای ممکن باید در مقابل اشعه های کیهانی و شهاب سنگ ها و… مقاوم باشد (که متاسفانه هنوز هم کاملا مقاوم نیست و بسیاری از تشعشعات می توانند به درون سفینه نفوذ کنند) لازم به ذکر است که هر گونه ایراد و مشکل در سفینه می تواند به قیمت جان همه فضانوردان تمام شود .
در مورد دیگر امکانات سفینه فضائی در بخش بعدی(زندگی در ایستگاه های مداری)توضیح کامل می دهیم.

  ۱۰- زندگی در ایستگاه های فضائی

فضانوردانی که در ماموریت های آپولو به ماه رفتند حدود ۴ روز رفت و ۴ روز برگشت (جمعا ۸ روز) در سفینه بودند .  در سفرهای سرنشین دار که قرار است در آینده به مریخ برگزار شود حدود ۳ ماه در راه هستند و اگر قرار باشد سفرهای دور و درازتری انجام شود مدت سفر از این هم بیشتر می شود . هم اینک در ایستگاه های فضائی به طور متوسط هر فرد تا شش ماه زندگی می کند در حالی که بیشترین مدت اقامت در ایستگاه فضائی بیش از ۵۰۰ روز طول کشیده است . در این مدت فضانوردان باید بتوانند زندگی کرده و نیازهای اساسی خود را برطرف کنند ولی زندگی در ایستگاه های فضائی با زندگی در روی زمین تفاوت چشمگیری دارد .

۱) ایستگاه فضائی

ایستگاه فضائی یک سازه می باشد که برای زندگی و کار و تحقیقات علمی در مدار زمین قرار داده شده و در داخل آن امکانات مختلفی برای زندگی ۶ تا حداکثر ۱۰ نفر را دارا می باشد . ایستگاه فضائی در واقع یک ماهواره قابل سکونت می باشد از این رو آن را “ ایستگاه مداری “ نیز می نامند .
ایستگاه فضائی از نظر امکانات رفاهی و شرایط زندگی شبیه سفینه فضائی است . با این تفاوت که فضاپیما نیروی پیش رانش و فرود بر روی زمین را دارا می باشد ولی ایستگاه مداری این امکانات را ندارد در عوض از وسائل نقلیه دیگر ( مانند شاتل و… ) برای رفت و برگشت به ایستگاه فضائی استفاده می شود .
تاکنون چند ایستگاه فضائی ساخته شده اند (مانند : ایستگاه‌های فضایی پیشین الماز، سری سالیوت، اسکای‌ لب و میر) ولی فعلا تنها ایستگاه فضائی قابل استفاده ایستگاه فضائی بین المللی می باشد .
در مورد ایستگاه های فضائی در مقاله “ ایستگاه فضائی“  که در آینده منتشر می شود توضیح می دهیم .

شکل شماره ۱۱- ایستگاه بین المللی فضائی

شکل شماره ۱۲- پیاده روی فضائی فضانوردان ایستگاه فضائی

۲) بی وزنی در ایستگاه فضائی

ایستگاه فضائی نوعی ماهواره است که در مدار زمین قرار داده شده است . این ماهواره (در مورد ماهواره در مقاله ای به عنوان “ ماهواره “ توضیح کامل خواهیم داد) همانند دیگر ماهواره ها برای جلوگیری از سقوط بر روی زمین باید به دور زمین بچرخد . (در مدار قرار بگیرد ) چرخش به دور زمین نیروی گریز مرکزی ایجاد می کند که این نیرو وزن ماهواره (نیروی جاذبه زمین وارد بر ماهواره ) را خنثی می کند . بنابراین نه تنها ماهواره ای مانند ایستگاه فضائی وزن خود را از دست می دهد بلکه تمام اشیا و اجسام داخل آن نیز وزن خود را از دست می دهند . بنابراین انسان ها و وسائلی که در درون ایستگاه فضائی وجود دارند همه در بی وزنی کامل بسر می برند . این بی وزنی ابتدائی ترین نیازهای بشر را تحت تاثیر قرار می دهد و باعث می شود نحوه زندگی و خواب و خوراک و استحمام و دستشوئی رفتن و… با روی زمین تفاوت اساسی بکند .  

  شکل شماره ۱۳-نیروی گریز از مرکز وزن فضاپیما را  خنثی می کند

شکل شماره ۱۴- نتیجه خنثی شدن نیروی جاذبه بی وزنی است

۳) تاثیر بی وزنی در زندگی بشر

در ایستگاه های فضائی(همینطور سفینه هائی که از میدان های گرانشی دور می شوند)نیروی وزن وجود ندارد و انسان ها و همه اشیاء در حالت بی وزنی کامل به سر می برند.دراین شرایط همه آنچه در روی زمین و بودن جاذبه عادی جلوه می کند بسیار غیر عادی می شود به طوری که بدون دستگاه های ویژه حتی طبیعی ترین اعمال انسان (مانند حمام رفتن , آشامیدن ,خوابیدن ,دفع ادار و…) غیر ممکن می شود. دراین قسمت به تفاوت این اعمال در روی زمین (در بودن جاذبه) و در ایستگاه مداری (در غیاب جاذبه) می پردازیم .
همچنین دربخش ششم“خطرات بی وزنی“نشان دادیم که بی وزنی چه خطراتی برای سلامت فضانوردان دارد. در اینجا فقط به نحوه زندگی در ایستگاه فضائی و تفاوت آن با نحوه زندگی در روی زمین می پردازیم .
در بخش بعدی تحت عنوان “ آشپزی در فضا “ داستان سفر به ماه ژول ورن را سوژه قرار داده و نشان می دهیم یک کار ساده ای مانند آشپزی که در روی زمین براحتی انجام می پذیرد در  ایستگاه فضائی بخاطر نبودن جاذبه تا چه حد مشکل می باشد .

۴) تفاوت زندگی در بودن جاذبه و در غیاب جاذبه

همانطور که گفتیم به دلیل بی وزنی بسیاری از اعمال روزانه که در روی زمین انجام می دهیم .  با مشکل مواجه می شود کارهای ساده ای مانند : توالت کردن و حمام کردن و…
۱-۴) خوردن آب و مایعات: ما در روی زمین می توانیم توسط لیوان براحتی آب بخوریم ولی در فضا این کار امکان پذیر نیست زیرا وقتی لیوان را برای خوردن آب(یا هر مایع دیگر)کج می کنیم آب از لیوان خارج شده (بخاطر وزنش) و به درون دهان می ریزد . اگر این کار را در ایستگاه فضائی (یا هرجا بی وزنی حاکم باشد ) اولا آب داخل لیوان می ماند و خارج نمی شود و اگر به لیوان ضربه بزنید یک گلوله کروی از آب خارج شده و اگر جلو آن را نگیرید به سرعت در همه جای اتاق حرکت کرده و به در و دیوار اتاق می خورد و به همه چیز صدمه می زند .
پس تنها راه آب خوردن از طریق نی است زیرا این کار با فشار هوا صورت می گیرد و فشار هوای درون ایستگاه با روی زمین برابر است و هیچ تفاوتی نمی کند(برای مطالعه بیشتر به مقاله مقاله “ فشار هوا“مراجعه کنید.)
۲-۴) دفع ادرار : در روی زمین موفعی که ادرار از بدن دفع می شود بعلت دارا بودن وزن ، خود به خود روی زمین می ریزد و به داخل توالت و فاضلاب سرازیر می شود ولی در فضا بخاطر نبودن وزن این عمل اتفاق نمی افتد بنابراین ادرار و قضای حاجت به این طریق امکان پذیر نیست . پس چه باید کرد؟
در ایستگاه مداری دستگاه های مکنده ای نصب شده است که با وصل کردن به بدن توسط مکش ادرار و مدفوع جمع آوری شده و بعد ازگرفتن آب آن خشک شده و در کیسه های مخصوص زباله ریخته می شود.

شکل شماره ۱۵- توالت ایستگاه بین المللی فضائی

۳-۴)حمام کردن : در روی زمین موقع استحمام آب از قطرات دوش خارج شده و بر اثر وزن خود به روی زمین می ریزد و وقتی با بدن تماس پیدا می کند باز هم بر اثر وزن خود تمام بدن را خیس می کند ولی در شرایط بی وزنی اگر آبی از سوراخ های دوش بیرون بیاید (تحت فشار آب)بسرعت در سراسر اتاق حرکت کرده و به همه چیز صدمه می زند.بنابراین فعلا تنها راه حمام کردن این است که با اسفنج خیس که با مواد پاک کننده آغشته شده است تن و بدن خود را خیس کرده و بعد با حوله مخصوص خشک می کنند .
۴-۴) شبانه روز در ایستگاه فضائی : شبانه روز در روی زمین ۲۴ ساعت است ولی ایستگاه مداری ۹۰ دقیقه ( این زمانی است که ایستگاه یک دور کامل به دور زمین می چرخد) می باشد و بر خلاف روی زمین که در فصل های مختلف سال و بسته به عرض جغرافیائی ساعات شب و ساعات روز تفاوت دارد در ایستگاه فضائی از ۹۰ دقیقه همیشه ۴۵ دقیقه روز و ۴۵ شب می باشد .
۴-۴)خوابیدن : خوابیدن در فضا با خوابدن در روی زمین تفاوت چشمگیری دارد . نظر به اهمیت این مطلب در یک قسمت جداگانه در باره آن توضیح می دهیم .
۵-۴) سایر کارهای روزمره : بسیاری از کارهای روزمره  دیگر در شرایط بی وزنی با زمین فرق دارد و ما این را در بخش بعدی “  آشپزی در فضا “ بررسی می کنیم .

۵)خوابیدن فضانوردان

یکی از بزرگترین مشکلات کسانی که به ایستگاه های فضائی می روند مشکل خوابیدن است و مدت ها طول می کشد تا به این روش خوابیدن عادت کنند . این بی خوابی از دو جهت است . اول به جهت بی وزنی است و دوم به این علت است که شبانه روز ایستگاه فضائی بجای ۲۴ ساعت یک و نیم ساعت است و این ساعت بیولوژیکی بدن را بهم می زند و دیگر سرو صداهای داخل ایستگاه می باشد .
در غیاب وزن نمی توانیم مانند روی زمین دوشک و متکا قرار داده و روی آن بخوابیم و بعد با لحاف روی خود را بپوشانیم . اگر به این صورت روی کف اتاق بخوابیم وکمی فشار به سطح اتاق بیاوریم به سرعت در اتاق به این طرف و آن طرف حرکت کرده و به در و دیوار برخورد می کنیم . (همچنین پتو و متکا ) همچنین نبود نیروی جاذبه باعث می‌شود که عضلات بدن نتوانند به صورت راحت و افتاده در تختخواب قرار بگیرند.نبود این نیرو باعث می‌شود بدن در این حالت، در هوا به شکل شناور و یا معلق قرار گیرد.
برای خوابیدن کیسه های مخصوص خواب طراحی شده و این کیسه ها در کف دیوار یا حتی سقف تعبیه شده این کیسه ها به دیوارها بسته شده و فضانورد درون کیسه ها رفته ودرش را می بندد و می خوابد. وهیچ لزومی ندارد حتما افقی باشد( زیرا در غیاب وزن بالا و پائین معنی ندارد ) و همه جا (کف و سقف و دیوار ) مانند هم است . تنها نکته مهم این است که سر فضانورد باید حتما در کنار دستگاه های مکنده و تهویه باشد در غیر این صورت دی اکسید کربن حاصل از بازدم دور دهانش جمع شده و می تواند او را خفه کند .

شکل شماره۱۶- تخت ایستگاه بین المللی فضائی

۱۱- آشپزی در فضا

در مقاله “داستان پرواز “ داستان ژول ورن را شرح دادیم که چند نفر را درون یک گلوله توخالی یک توپ قرار داده و باشلیک این ابر توپ  آنها را به مدار ماه فرستاده و برگرداندند . در مقاله “رویای ماه “ بخش هفتم “۷- چرا داستان ژول ورن حقیقت ندارد ؟” توضیح دادیم که چرا این داستان حقیقت ندارد .
حال فرض کنیم داستان حقیقت دارد و مسافران ماه با گلوله توپ به ماه رفتند و برگشتند. و همچنین فرض می کنیم مسافران ماه بین راه اجاق خوراک پزی و قابلامه و نخود لوبیا و… وسائل آشپزی برده بودند و می خواستند آشپزی کرده و یک آش ساده درست کنند . البته ژول ورن در داستان “سفر به ماه “ چیزی در مورد آشپزی ننوشته ولی ما این را به داستان ژول ورن اضافه می کنیم  .

۱)مسافران ماه و خلاصه داستان “سفر به ماه ژول ورن “

ابتدا خلاصه ای از داستان را نقل می کنیم (کاملتر داستان را در مقاله “داستان پرواز “ مطالعه کنید و اگر کل داستان را می خواهید . روی لینک مقابل “سفر به ماه “ کلیک کنید . حال خلاصه ای از داستان :
در آمریکا ماده ای اختراع کرده بودند به نام “اتومیت “که به کمک آن می شد به گلوله یک توپ شتاب ۱۶کیلومتر درثانیه (بیشتر از سرعت فرار از زمین) داد . و قرار شد این گلوله را درون یک ابر توپ قرار داده و به سمت ماه نشانه گیری کنند . تا در مدار ماه قرار گرفته و بعد به سمت زمین برگردد . ابتدا قرار نبود کسی درون گلوله توپ داخل شود ولی بعد چهار مرد به نام های: مایکل آردن،نیکل ، باربیکن و ماستون درون گلوله قرار گرفتند و به سمت ماه پرتاب شدند. حال بقیه داستان در مورد آشپزی می باشد که ما اضافه کردیم .

۲) شروع آشپزی در مسیر ماه ( ریختن آب از بطری )

بین راه مایکل آردن گفت دوستان خیلی وقت است چیزی نخوردیم حال که به شرایط بی وزنی رسیده ایم بهتر است یک آش حسابی درست کنیم . بنابراین قابلامه را روی اجاق گذاشت و بطری را برداشت که از داخل آن آب را توی قابلامه بریزد ولی هرچه کرد آب از داخل بطری بیرون نریخت که نریخت سر بطری را کج کرد ، بطری را سروته کرد ولی هنوز هم آب درون بطری ماند و از بطری بیرون نریخت که نریخت .
نیکل گفت : «مایکل جان ما در شرایط بی وزنی هستیم و در این شرایط آب هرگز خود به خود از بطری بیرون نمی ریزد باید به ته بطری ضربه بزنی »
مایکل همین کار را کرد و ناگهان آب به شکل گلوله ای بزرگ و کروی به اندازه یک مشت از داخل بطری بیرون  آمد و در هوا معلق شد . مایکل هاج و واج مانده بود و پرسید دوستان این دیگه چیه چرا اینطوری شد؟
نیکل گفت : « مگه نمی دونی ، روی زمین بخاطر جاذبه زمین شکل و اندازه قطرات آب محدود است و آب (یا هر مایع دیگر ) به شکل ظرف خودش در می آید ولی در شرایط بی وزنی آب به جای این که به شکل  ظرف در بیاید به شکل یک کره کامل در می آید زیرا در غیاب جاذبه نیروهای پیوستگی بین مولکولهای آب باعث می شود هر مقدار آب که باشد به طبیعی ترین شکل ممکن که در آن نیروی بین مولکولی به همه جای سطح مایع یکسان وارد شود در می آید و آن شکل بجز کره کامل چیزی دیگری نمی تواند باشد  .

 

 شکل شماره۱۷ – آب خالی شده از لیوان در شرایط بی وزنی به شکل یک گوی کروی در می آید . 

شکل شماره۱۸ – شروع آشپزی در مسیر ماه شناور شدن آب بطری به صورت گوی کروی

۳) ریختن قطره آب در دیگ

مایکل سعی کرد قطره آب را داخل قابلامه جای دهد ولی به محض این که قطره با قابلامه فلزی تماس می گرفت یک لایه آب سراسر قابلامه را فرا گرفت به طوری که داخل و بیرون و پشت قابلامه از یک لایه کلفت آب پوشیده شد . مایکل گفت : «خوب میشه برام توضیح دهید این چه صیغه ای است؟  »
نیک گفت : « در روی زمین بخاطر نیروی جاذبه زمین  ، مایعات به شکل ظرف های خود در می آیند و نیروهای چسبندگی بین مولکول های آب و فلز چون خیلی از نیروی وزن کمترند خودشان را نشان نمی دهند ولی در شرایط بی وزنی نیروهای چسبندگی دیگر مزاحمی ندارند و تمام قابلامه (داخل و خارج فرقی نمی کند) را می پوشانند . باید تمام پشت قابلامه را چرب کنی تا آب از آنجا بالا نرود .

۴) روشن کردن آتش

مایکل پشت قابلامه را چرب کرد و قطره آب را داخل قابلامه گذاشت و بعد خواست اجاق خوراک پزی را روشن کند . ولی انگار آتش اجاق هم با او سر ناسازگاری داشت و شعله بازی در می آورد . وقتی شعله را روشن می کرد بعد از مدت کوتاهی خود بخود خاموش می شد . مایکل عصبانی شده بود در اینجا نیک و باربیکن گفتند :
«ناراحت نباش این یک چیز طبیعی است . در روی زمین چون جاذبه وجود دارد هوای گرم سبکتر از هوای سرد است . وقتی شعله روشن می شود حرارت شعله هوا را گرم می کند و هوای گرم اطراف که اکسیژن آن را شعله مصرف کرده از اطراف شعله دور می شود و هوای سرد که اکسیژن تازه دارد جای آن را می گیرد و شعله ادامه پیدا می کند ولی در شرایط بی وزنی هوای گرم و سرد هیچکدام وزنی ندارند و هوای اطراف شعله از شعله دور نمی شود تا هوای تازه که پر از اکسیژن است به شعله برسد و شعله بخاطر نبودن اکسیژن خاموش می شود .
مایکل گفت : «خب حالا چکار باید کرد»
نیک گفت : « من و باربیکون و ماستون به نوبت با یک مقوای لوله شده به آرامی در آتش می دمیم تا هوای کهنه دور شده و هوای تازه به شعله برسد . »

 

شکل شماره ۱۹ – تفاوت سوختن شمع در حضور جاذبه و در غیاب جاذبه ( عکس از ناسا)

 ۴) ریختن نخود و لوبیا

بعد از اینکه آب به داخل قابلامه ریخته شد و نوبت نخود لوبیا رسید . نیک در ظرف حاوی نخود و لوبیا را که از خانه آورده بود را باز کرد و خواست نخود لوبیا را توی قابلامه بریزد به محض این که ظرف را تکان داد تمام نخود ولوبیاها به اطراف پراکنده شدند و به سرعت این طرف و اون طرف رفتند . نخود و لوبیاها به در و دیوار و سقف برخورد می کردند و دوباره برمی گشتند . حتی چند نخود و لوبیا داخل دهان و حلق ماستون شدند و نزدیک بود خفه شود که بخیر گذشت .
بعد بجز باربیکون که مشغول فوت کردن به شعله بود بقیه دست به کار شدند و نخود و لوبیا ها را با تورهائی که برای شکار پروانه درماه آورده بودند جمع کرده (این تورها را ماستون آورده زیرا فکر می کرد در ماه پیاده شده و می توانند پروانه بگیرند) و توی ظرف جای دادند و منتظر جوش آمدن آب شدند .
مایکل که عصبانی بود گفت : « حتی نخود لوبیا ها هم با من لج دارند  این دیگر چه معنی  می دهد چرا این ها سرکش شده اند »
نیک گفت : « نه جانم همه چیز طبیعی و بر اساس قوانین فیزیک است . در غیاب جاذبه دلیلی ندارد که اشیاء به سمت کف و پائین حرکت کنند (زیرا پائین و بالا دیگر معنی ندارد ) تحت نیروی اولیه که به آنها وارد شده به هر جهتی حرکت می کنند و بعد از هر برخورد دوباره به طرف دیگر حرکت می کنند(طبق قانون برخوردها در فیزیک ) و تا زمانی که براثر مقاومت هوا و برخوردهای پی در پی  انرژی جنبشی خود را از دست نداده و یا جمع آوری نکرده باشیم این حرکت ادامه دارد .

شکل شماره ۲۰ – شروع آشپزی در مسیر ماه شناور شدن آب بطری به صورت گوی کروی

۵) انتظار برای جوش آمدن آب

بعد از ریختن نخود لوبیاها در داخل آب منتظر جوش آمدن آب شدند و… نیم ساعت گذشت یک ساعت گذشت ولی از جوش آمدن آب خبری نبود.مایکل دوباره غرغر کرد که چرا آب بجوش نمی آید که نیک گفت :
«مایکل جان در روی زمین و در حضور جاذبه آب زیر کتری که در تماس با منبع گرما قرار دارد داغ می شود و آب داغ چون سبکتر است به بالا رفته و جایش را آب سرد می گیرد (مانندجریان همرفتی که هوای مصرف شده را از شعله دور می کند). این جریان باعث مخلوط شدن آب سرد و گرم می شود بنابراین تمام آب زودتر جوش می آید ولی در غیاب جاذبه آب داغ با آب سرد مخلوط نمی شود از طرفی آب هم رسانای خوبی برای گرما نیست . حتما آن آزمایش را می دانی که تکه ای یخ  را در زیر لوله آزمایش با یک توری فلزی نگه داشته و بالای لوله را حرارت می دهیم . بالای لوله می جوشد ولی یخ همچنان در زیر لوله باقی
می ماند .
تنها راه  این است که به صورت مصنوعی بهم بزنی ولی مواظب باش به نقطه جوش نرسد زیرا در این نقطه مقدار بخار زیاد است و چون در شرایط بی وزنی وزن بخار آب و آب هم یکی است و بخار همانجا می ماند با آب تشکیل کف می دهد.

شکل شماره ۲۱ – جوشیدن آب در بالای یخ

۶) آماده شدن آش

به هر حال و با همه دردسرها آش خوشمزه آماده شد ولی موقعی که مایکل می خواست آش را از قابلامه توی آش خوری بریزد نزدیک بود دوباره  همه زحماتش به هدر برود ولی خب به خیر گذشت  آنها نعنا و پیاز داغ را هم آماده کردند و آش را تزئین و میل کردند .

شکل شماره ۲۲ – پایان آشپزی

۷) غذای فضانوردان

در شرایط بی وزنی و در محیط ایستگاه های فضائی همه چیز با روی زمین فرق دارد در نبود جاذبه در فضا نمی توان مانند روی زمین آشپزی کرد و غذا پخت در ایستگاه های فضائی غذای فضانوردان در روی زمین آماده و بسته بندی می شود و مقوی ترین و کم حجم ترین غذاها را برای آنها آماده می کنند .
در ابتدای صنعت فضانوردی تنها غذائی که برای فضانوردان تهیه و آماده می شد همان غذاهای پخته و فن آوری شده بود که فشرده شده در تیوپ هائی (مانند خمیر دندان) گذاشته می شد (بخاطر کم کردن حجم و وزن و کاستن از هزینه ها) این غذاها بسیار مقوی و شامل همه نیازهای فضانورد می شد .
بعد از این که ایستگاه های فضائی ساخته شد . مایحتاج فضانوردان توسط فضاپیماهای پشتیبان از زمین برای آنها ارسال می شود. و با وجود هزینه خیلی زیاد فرستادن محموله به ایستگاه های فضائی ( هر کیلوگرم ۲۰ هزار دلار ) سعی می شود غذای فضانوردان بیشتر به غذاهای زمینی شبیه باشد . درحال حاضر تأمین غذای فضانوردان برعهده پروژه ” فناوری غذای پیشرفته” ناسا بوده که مسئول فراهم کردن سیستم غذایی خدمه ایستگاه فضایی می باشد . در تهیه و صرف غذا نکات زیادی باید مد نظر قرار گیرد از جمله این که نوشابه های گازدار و مواد غذائی پودری (نمک و فلفل و ادویه) بکلی ممنوع است . فضانوردان نمک را به صورت حل شده در آب و فلفل را به صورت حل شده در روغن تحویل می گیرند.علاوه بر آن مواد غذائی که خرد شده و به صورت پودر در می آید مانند نان و کلوچه و بیسکویت های بزرگ که موقع خوردن خرد می شود هم ممنوع است. ( چون ذراتش در داخل ایستگاه پخش شده و به فضانوردان و دستگاه های ایستگاه صدمه می زند )
وعده های غذائی هر فضانورد از قبل در سینی مخصوص چیده شده ,قیچی، کارد و چنگال بوسیله آهن‌ربا، و بسته‌های غذایی نیز بوسیله چسب ولکرو در سینی ثابت می‌مانند.

شکل شماره ۲۳- تویوپ های غذائی فضانوردان

شکل شماره  ۲۴ – یک سینی غذا در ایستگاه فضایی بین‌المللی

۱۲ – روانشناسی فضائی

برای انتخاب فضانوردان از بین عده زیادی داوطلب افرادی انتخاب می شوند که چه از نظر قابلیت های فیزیکی و بدنی و چه از نظر هوش و سلامت جسمی و روانی بهترین ها باشند بنابراین آنها اقلیت انگشت شماری هستند که از نظر همه قابلیت ها بسیار بیشتر از میانگین افراد جامعه هستند ولی باید توجه داشت که آنها هم انسان هستند با همه غرایز و روح و روان و …. آنها نیز همان چهار چوب های بشری را دارا هستند .
محیط فضا و ایستگاه های فضائی (فضای تنگ و کوچک, مسئله بی خوابی و کم خوابی , دوری از خانواده و…) و مدت اقامت طولانی مدت به همراه عوارض زیانبار فضا (همانند اشعه های فضائی و بی وزنی و…) روی روح و روان آنها اثرات نامطلوب می گذارد . در سفرهای طولانی مدت آینده به مریخ (که بیش از ۴۵۰روزبه طول می کشد) این مسئله حادتر می شود و دانشمندان باید روی سلامت روانی فضانوردان (همانند سلامت جسمی فضانوردان ) کار کنند . در این بخش در مورد روانشناسی فضائی توضیح می دهیم .

۱) روانشناسی فضائی چیست ؟

رفتن به فضا و اقامت در فضا تجربه جدیدی از انسان عصر فضا می باشد . یک فضانورد از موقع پرتاب موشک تا زمان اقامت در فضا و حتی بعد از بازگشت از فضا با ده ها مسئله پیچیده حیاتی رویرو می شود که نه تنها جسم و بدن او را بلکه روح و روان او را تحت تاثیر قرار می دهد بنابراین با شروع عصر فضا شاخه های مختلفی از پزشکی و روانشناسی به امر فضا و فضانوردان پرداختند. بسیاری از این فشارهای روحی حتی قبل از پرتاب و در زمان آزمون های سخت و تمرینات طاقت فرسا شروع می شود .
روانشناسی فضائی رشته ای در روانشناسی است که به مواردمربوط به روانشناسی فضانوردان می پردازد.

۲) اهمیت روان شناسی فضائی

روان شناسی علمی پیچیده می باشد که به مطالعه و پژوهش روی روح و روان و فرایندهای ذهنی و رفتار آدمی می پردازد . بنابراین تخصص ها و زمینه های متعدد دارد . با پیشرفت علوم و فنون تکنولوژی فضائی نیز رشد کرد و با پیش آمدن سفرهای فضائی شاخه جدیدی به علم روانشناسی به نام روانشناسی فضائی اضافه شد.در همان زمان که مسئله فرستادن اولین انسان به فضا پیش آمد دانشمندان درگیر دراین پروژه های فضائی برای انتخاب فضانوردانی که علاوه بر آمادگی جسمانی و علمی از آمادگی روحی و روانی بهتری برخوردار باشند از روان شناسان کمک گرفتند . یوری گاگارین از بین یکصدخلبان ماهر به عنوان کسی که بهترین آمادگی جسمی و روحی و روانی را داشت انتخاب شد . با وجودی که سفر گاگارین به فضا تنها ۱۰۸دقیقه طول کشید ولی دانشمندان شوروی با تست ها و آزمون های گوناگون بهترین و لایق ترین شخص را (یوری گاگارین علاوه بر آمادگی کامل جسمانی از آمادگی کامل روحی هم برخوردار بود ) برای این ماموریت انتخاب کردند .
از آن زمان به بعد روانشناسی فضائی همراه با رشد و پیشرفت دانش فضانوردی هم رشد کرد و جایگاه ویژه ای در علوم و فنون فضائی پیدا کرد و مسئولین و مدیران ارشد سازمان های فضائی آمریکا و شوروی هم به این مسئله پی بردند که یکی از راه های دست یابی به پیشرفت های اساسی در عرصه فن آوری فضائی پرداختن به شرایط روحی و روانی فضانوردان می باشد که درخط مقدم همه پیشرفت های فضائی قرار دارند.  
بنابر این سازمان های فضائی از بدو تاسیس شروع به استخدام روانشناسان با تجربه و متبحر کردند در مورد ناسا این مسئله از زمان راه اندازی ایستگاه های فضائی ( مانند ایستگاه فضائی میر ) شدت گرفت .

۳) انواع بیماری های روحی و روانی فضانوردان

فضانوردان تحت فشارهای روحی و روانی فوق العاده قرار می گیرند و این مسئله انواع بیماری های روانی را در فضانوردان ایجاد می کند که مهمترین آنها افسردگی ، اضطرات ، استرس دائمی و آستنیا  است . آستنیا علائمی مانند : بدخلقی ، ضعف حافظه ، پریشانی و خستگی غیر طبیعی و… دارد .
سایر عوارضی که در فضانوردان مشاهده می شود عبارت است از : کاهش توانمندی های فردی ، روان رنجوری ، احساس سرخوشی غیر طبیعی ، کاهش در توانائی کارهای همزمان ، كاهش در سطح هوشیاری و…. البته این عوارض بیشتر مربوط به پروازهای طولانی مدت می باشد و در پروازهای کوتاه مدت کمتر این عوارض مشاهده می شود .

۴) علت مشکلات و بیماری های روحی و روانی فضانوردان

فضا ، محیطی ترسناک و وحشتناک می باشد . حال شما تصور کنید در چنان محیطی برای مدت نسبتا طولانی قرار دارید و در داخل فضای نسبتا کوچک با امکانات محدود و شرایط غیر عادی حبس شده اید.حال اگر این مسئله به همراه کار طولانی مدت و بی خوابی و مشکلات جسمی که ناشی از شرایط غیر عادی فضا می باشد همراه شود چه حالی به شما دست می دهد . فضانوردان هم انسان های معمولی هستند که مجبورند در یک محیط غیر معمول و شدیدا  استرس زا زندگی و کار کنند . روانشناسان فضائی علت بیماری های روحی و روانی فضانوردان را در این موارد خلاصه کردند .
۱-۴)حضور در یک محیط جدید : فضانوردان وارد یک محیط کاملا جدید و غیر طبیعی می شوند مسائلی همچون : محیط بسته و بسیار محدود، عدم رؤیت شب و روز، تغییر شرایط زندگی (استحمام، خواب، دفع، غذا خوردن و غیره) و… از ویژگی های این محیط جدید می باشد .
۲-۴) دوری از خانه و خانواده و نزدیکان : دوری از خانواده روی هر انسانی تاثیر منفی می گذارد چه رسد به وقتی که در یک محیط غیر عادی همچون فضا قرار گرفته باشد .
البته افرادی مانند دریانوردان و… هم هستند که برای مدت های طولانی از  خانواده دور می شوند ولی تفاوت آنها در این است که دریانوردان با عده بسیار زیادی در تماس هستند ولی فضانوردان با عده بسیار کمی در تماسند . و امکان ارتباط با خانواده و… هم در محیط دریا بسیار بیشتر است و شرایط دریا و… هم مانند فضا غیر عادی نیست .
۳-۴) تغییر برنامه معمول زندگی:  در فضا ساعت کار و استراحت فضانورد بسیار متفاوت از روی زمین تعغیر می کند . و این مسئله همیشه خسته کننده و استرس زا می باشد .
۴-۴) مسئولیت بسیار سنگین فضانوردان : فضانوردان وظائف بسیار سنگین و دقیقی به عهده دارند آنها به این مسئله واقفند که کوچکترین اشتباه در انجام وظیفه ممکن است باعث حوادث بسیار هولناک و حتی مرگ و نابودی فضاپیما به همراه خود و سایر همکارانشان شود پس این مسئله کاری هم مرتب برای آنها استرس و اضطراب ایجاد می کند .
۵-۴) تعغیرات جسمی در فیزیولوژی بدن : محیط فضا تعغیرات جسمی نامطلوبی در بدن ایجاد می کند ( مانند تحلیل عظلات و کم شدن قدرت بینائی و… ) که این تعغیرات نامطلوب در روی روح و روان انسان هم تاثیر می گذارد و سبب بروز انواع مشکلات روحی و روانی می شود .
بنابراین یک فصانورد برای مقابله با این مشکلات روحی و روانی باید آمادگی کافی داشته باشد . در موقع استخدام فضانورد و اردوهای آموزشی همه این موارد بررسی می شود .

۵) رابطه بیماری های روحی و روانی و طول مدت اقامت

در زمان یوری گاگارین و سفرهای آپولو که عصر فضا تازه شروع شده بود. حداکثر طول سفر فضانوردان در سفر به ماه بود . که فضانوردان حداکثر ۱۲روز در راه بودند با شروع پروژه های ایستگاه های مداری اقامت بلند مدت فضانوردان در محیط غیر عادی فضا شروع شد این اقامت در ابتدا طولانی تر از امروز بود چیزی حدود ۸ ماه اقامت اجباری که بعد به ۶ ماه تقلیل یافت . دوره اقامت هر چه طولانی تر باشد بیماری های روحی و روانی که به سراغ فضانوردان می آید بیشتر می شود در صورتی که هدف فرستادن انسان به مریخ و حتی سیارات دیگر مطرح باشد این مدت اقامت از چند ماه به چند سال کشیده می شود و آنجاست که مسئله بسیار حادتر می شود پس از هم اکنون دانشمندان و روانشناسان سازمان های فضائی روی این موضوع کار و پژوهش می کنند.

۶) تجربه ایستگاه فضائی میر و ای اس سی

تجربه این دو ایستگاه فضائی نیز شاهدی بر این مدعاست که هرچه طول مدت اقامت بیشتر باشد فضانوردان بیشتر در معرض بیماری های روحی و روانی قرار می گیرند . نتایج این تحقیقات عبارتند از :
۱-۶) دو ماه اول: فضانوردان خیلی زود با محیط تطبیق پیدا كرده و به‌خوبی فعالیت می‌كردند.
۲-۶)دو ماه دوم : فضانوردان به فعالیت خود ادامه می‌دادند، اما آثار اولیه خستگی و ناراحتی‌های روحی در آنها پدید می‌آمد.
۳-۶)دو ماه سوم: علایم ناراحتی‌های روحی و روانی و به‌ویژه بیماری آستنیا، در فضانوردان كاملاً آشكار می‌شد.

۷) خطرات بیماری های روحی و روانی فضانوردان

شرایط کاری فضانوردان در فضا بسیار سخت است.هر گونه اشتباه در انجام وظیفه می تواند به قیمت از دست رفتن سفینه و جان فضانورد و دیگر همکاران او تمام شده و باعث شکست ماموریت شود .
بیماری های روحی و روانی در درجه اول می تواند تمرکز فضانورد را کم کرده و قدرت کاری او را کاهش دهد و این در فضای دور از زمین که هیچ کمکی نمی توان انجام داد و هیچ کس جز خدمه سفینه وجود ندارد می تواند خطرساز شود . همچنین باعث اختلاف بین خدمه و حتی درگیری شده و این می تواند برای تمامی خدمه و سفینه خطری بسیار مهلک ببار آورد . مشکل بیشتر از آنجا ناشی می شود که در صورت پیش آمدن شرایط حاد و غیر عادی برای سفینه و خدمه امکان هر گونه کمک رسانی اضطرای برای آن تقریبا وجود ندارد .

۸) شرایط انتخاب فضانورد از نظر روحی و روانی  

به طور کلی عواملی که در ظهور بیماری های روحی و روانی افراد دخیل هستند می توان به دو عامل اشاره کرد : ژنتیك فرد و شرایط محیطی بنابراین روانشناسان  فضائی قبل از انتخاب فضانورد این عوامل را مورد بررسی قرار می دهند تا مستعدترین افراد را از نظر روانی پیدا کنند . این مولفه ها عبارتند از :
اعتماد به نفس ، هوش بالا ، روحیه كار گروهی و قدرت تصمیم‌گیری در شرایط بحرانی
موارد فوق در طی مراحل آموزش فضانوردان تقویت می شود تا بعد از آموزش ها و فرستادن فضانورد به فضا این ویژگی ها در فضانورد نهادینه شود :
قدرت انجام ماموریت در شرایط سخت ، مهارت‌های زندگی گروهی ، مهارت‌های کار گروهی ، کنترل احساسات و حالات خود ، انگیزه ، قدرت تصمیم گیری ، خودآگاه بودن ، مهارت‌های ارتباط برقرار کردن ، مهارت‌های رهبری

۹) پیشگیری و درمان بیماری های روانی فضانوردان

مسئله بیماری های روانی فضانوردان همیشه بزرگترین دغدغه روانشناسان فضائی و سازمان های فضائی بوده و هست بنابراین در درجه اول همراه با پیشرفت تکنولوژی این سازمان ها اقدامات پیشگیرانه زیر را انجام داده و می دهند .
۱-۹) انتخاب مستعدترین افراد :در مرحله اول مستعدترین افراد از نظر هوش و ذکاوت و مسائل روانشناسی بررسی و انتخاب می شوند . این کار با مصاحبه ها و بررسی سوابق اختلالات و بیماری های روانی نامزد مورد نظر بدست می آید.(قسمت قبل “ ۸) شرایط انتخاب فضانورد از نظر روحی و روانی “ )
۲-۹) تقویت روحیه فرد در طی آموش های قبل از پرتاب : همچنان که توضیح داده در طی آموزش های قبل از پرتاب روحیه و انگیزه فرد و سایر شرایط روحی و روانی بشدت تقویت می شود .  
۳-۹) اطلاع کامل از شرایط فضا : همچنین به نامزد سفر فضائی قبل از سفر کلیه مسائل و مشکلات سخت این سفر به او گفته و اطلاع داده می شود (دو سال قبل از پرتاب به فضا )تا اگر فضانورد مشکلی با این مسئله داشت بتواند قبل از پرتاب انصراف خود را اعلام کند .
۴-۹) ارزیابی رفتار فضانوردان : رفتار فضانوردان و حتی خانواده آنها (ازجهت اطمینان از نداشتن فاکتورهای روانشناختی منفی) حداقل از۶۰ روز قبل از پرتاب مورد بررسی و موشکافی دقیق قرار می گیرد (به فضانوردان هم آموزش داده میشودچگونه علائم اختلالات روانی را در دیگر اعضای گروه و همکاران پیدا و درصورت مشاهده چگونه برخورد و مداوا کنند) در صورت برخورد به کوچکترین مشکل فضانورد از ماموریت حذف می شود .
۵-۹) امکانات تفریح و ارتباط با خانواده : با پیشرفت فناوری امکان ارتباط مستقیم در ایستگاه های فضائی با خانواده و دوستان روز به روز بیشتر می شود و همچنین امکانات تفریحی و … رفاهی فضانوردان هم بیشتر از گذشته می شود . این امکانات تفریحی را با ارزیابی قبل از سفر مشخص کرده تا در حین سفر این امکانات (کتاب های و فیلم های مورد علاقه گرفته تا حتی بازی های کامپیوتری و… ) برای فضانورد تهیه شود زیرا  روانشناسان به این باور رسیده اند که اگر قرار باشد کسی شش ماه و بیشتر در دفتر خود کار و زندگی کند باید زمان استراحت حتی الامکان انرژی بخش و آرام بخش باشد . ولی در سفرهای دور و دراز چند ساله به اقصی نقاط منظومه شمسی دیگر نمی توان همه این امکانات را یکجا تضمین کرد .
۶-۹) پس از بازگشت به زمین : همچنین فضانوردان پس از بازگشت به زمین نیز مورد ارزیابی دقیق روانشناسی قرار می گیرند این ارزیابی ها در سه مرحله انجام می شود . اولین مرحله در روز سوم بعد از بازگشت و دومین ارزیابی در روز چهارم و سومین ارزیابی بین یک ماه تا ۴۵ روز بعد از بازگشت می باشد .
ممکن است فضانورد نخواهد و یا توانائی جسمی و روحی مناسب برای ارسال دوباره به فضا را نداشته باشد در این صورت برای مدت طولانی و یا حتی برای همیشه از رفتن به فضا معاف می شود . در هر صورت تصمیم گیری اعزام به فضا (چه اولین اعزام و چه اعزام های بعدی ) تماما به عهده فضانورد می باشد و هیچگونه اجباری در این کار نباید وجود داشته باشد( اجبار از طریق فشار آوردن به فضانورد ازجهت تضعیف موقعیت شغلی و درآمد و… ). زیرا همیشه افراد داوطلب زیادی یا شایستگی های فراوان یافت می شوند و فضانوردانی که به فضا نمی روند می توانند در قسمت های دیگر سازمان فضائی شایستگی های خود را نشان دهند .

شکل شماره ۲۵ – مصاحبه یک روانشناس فضائی با یکی از فضانوردان قبل از اعزام به فضا

برای مطالعه سایر مقاله های نجومی روی شکل زیر کلیک کنید.

برای مطالعه مقاله های روانشناسی اینجا  را کلیک کنید .

عکس های طبیعت, طبیعت خوانسار , شکوفه های بهاری  , گلستان کوه ,دانلود آلبوم های کامل بهترین و زیباترین عکس ها ,آلبوم هائی با صدها عکس کیفیت بالا ,  در هیچ کجای اینترنت این عکسها را پیدا نمیکنید , عکس هابدون استفاده از تکنیک های فتوشاپ تهیه شده , کاملا طبیعی 

برای آموزش کامل و حرفه ای گوگل مپ روی شکل زیر کلیک کنید

همه جیز در مورد گوگل مپ

۱) هر گونه اظهار نظر را در فرم اظهار نظر کاربران وارد کنید .
۲) نظرات بعد از تایید مدیریت نشان داده می شود .
۳) با انتقادات و پیشنهادات سازنده خود ما را هرچه بیشتر  همراهی کنید . مدیریت از انتقادات و پیشنهادات سازنده شما استقبال میکند .
۴) نوشته های قرمز پر رنگ ارجاع به لینک هستند که هنوز لینک آنها قرار داده نشده است ( هنوز صفحه آنها منتشر نشده است )
۵) نوشته های آبی پر رنگ ارجاع به لینک هستند که لینک آنها قرار داده شده است ( صفحه آنها منتشر شده است )
۶) هرگونه بهره برداری : کپی تمام و یا قسمتی از مطالب این سایت بدون ارجاع منبع آن ممنوع می باشد .
۷) تکثیر فایل های Pdf با ذکر منبع آزاد ولی فروش آن تحت هر عنوان و با ذکر منبع هم ممنوع می باشد.