با این حال، این جرم آسمانی با بمبارانی نامرئی و بیرحمانه مواجه است که حتی از طوفانهای زمینی نیز شدیدتر است؛ بارانی مداوم از ریزشهابسنگها، قطعات کوچک سنگ و فلز که با سرعتی تا ۷۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت میکنند.
با آماده شدن برنامهی آرتمیس ناسا برای ایجاد یک پایگاه دائمی در ماه، درک این تهدید خاموش به امری حیاتی تبدیل شده است تا ایمنی فضانوردان آینده تضمین شود.
تحلیل جدیدی که توسط دنیل یاهالومی رهبری شده، شدت این بمباران را بهطور دقیق کمیسازی کرده است. با استفاده از مدل مهندسی شهابسنگ ناسا، پژوهشگران نرخ برخوردها برای یک پایگاه فرضی ماهی با ابعاد تقریبی ایستگاه فضایی بینالمللی را محاسبه کردند.
اعداد بهدستآمده نگرانکنندهاند: بین ۱۵,۰۰۰ تا ۲۳,۰۰۰ برخورد در سال از ذراتی با جرم بین یک میلیونیم گرم تا ده گرم. این برخوردها اصلاً ملایم نیستند. حتی ذرهای با جرم تنها یک میکروگرم، که با چشم غیرمسلح دیده نمیشود، انرژی کافی دارد تا فلز را فروببرد و احتمالاً تجهیزات را سوراخ کند.
برخلاف زمین، جایی که اتمسفر ضخیم اکثر ذرات را قبل از رسیدن به سطح تبخیر میکند، خلأ ماه هیچگونه حفاظتی فراهم نمیکند. هر ریزشهابسنگی که به سطح ماه نزدیک میشود با سرعتی فوقالعاده به آن برخورد میکند.
الف) دانهریز و ذوبنشده،
ب) دانهدرشت و ذوبنشده،
ج) اسکوریامانند (دارای حفرههای گازی)،
د) دارای دانههای بازمانده،
هـ) پورفیری،
و) الیوین میلهای،
ز) ریزبلورین،
ح) شیشهای،
ط) نوع CAT،
ی) نوع G،
ک) نوع I،
ل) تککانی.
بهجز انواع G و I، سایر نمونهها غنی از سیلیکات هستند و به آنها ریزشهابسنگهای سنگی (Stony MMs) گفته میشود.
مقیاس نوارها ۵۰ میکرومتر است.
(شاو استریت)
با این حال، تهدید در سراسر سطح ماه یکسان نیست. تیم یاهالومی دریافت نرخ برخوردها با موقعیت جغرافیایی تغییر میکند؛ قطبهای ماه کمترین بمباران را تجربه میکنند که خبر خوشایندی است، زیرا ناسا قطب جنوب را برای اولین پایگاه آرتمیس هدفگذاری کرده است.
بیشترین نرخ برخوردها در نزدیکی طول جغرافیایی رو به زمین رخ میدهد، منطقهای که همواره به سمت سیاره ما قرار دارد. بین این دو نقطه، نرخ برخوردها تقریباً ۱.۶ برابر تفاوت دارد.
چرا موقعیت اهمیت دارد؟ پاسخ در رابطه پیچیده ماه با زمین و خورشید نهفته است. مدار ماه برخی نواحی را از جریانهای شهابسنگی محافظت میکند، در حالی که نواحی دیگر در معرض بیشتری قرار دارند. درک این الگوها به برنامهریزان مأموریت کمک میکند تا مکانهایی را انتخاب کنند که هم حفاظت طبیعی ارائه دهند و هم نیازهای دیگر مانند دسترسی به یخ آب و ارتباط با زمین را تأمین کنند.
(ناسا)
سیستمهای حفاظتی فارغ از موقعیت ضروری خواهند بود. پژوهشگران عملکرد سپرهای آلومینیومی ویپل را مدلسازی کردند؛ همان سیستمهای چندلایهای که روی ایستگاه فضایی بینالمللی استفاده میشوند.
این سپرها با تکهتکه کردن ذرات ورودی در لایه بیرونی فداکار، انرژی برخورد را پراکنده میکنند تا قبل از رسیدن به تجهیزات حیاتی یا دیوارههای سکونتگاه اثر آن کاهش یابد.
تحلیل ارائهشده به طراحان مأموریت رابطه ریاضی ارائه میدهد که نشان میدهد چه تعداد برخورد از سپر عبور میکند، بسته به مشخصات سپر و موقعیت آن. این امر به مهندسان امکان میدهد ضخامت دقیق حفاظتی لازم را محاسبه کنند تا خطر را به سطح قابل قبول کاهش دهند، بدون آنکه جرم اضافی غیرضروری به سازههای پرتابشده از زمین اضافه شود.
برای فضانوردانی که ماهها در یک پایگاه ماه زندگی میکنند، این باران تقریباً نامرئی از ذرات بخشی از زندگی روزمره خواهد شد؛ یادآوری این نکته که حتی در نزدیکترین همسایه آسمانی ما، فضا همچنان بهطور بنیادین دشمن حضور انسان است.
این یافتهها اهمیت برنامهریزی دقیق مأموریتهای ماهی را بیش از پیش آشکار میکنند. نه تنها انتخاب مکان مناسب، بلکه طراحی ساختارهای محافظتی و تجهیزات مقاوم، کلید موفقیت و ایمنی فضانوردان خواهد بود. این مطالعه همچنین نشان میدهد که حتی ذرات بسیار کوچک و ظریف میتوانند تهدیدی جدی باشند و باید در طراحیهای مهندسی لحاظ شوند.
تجارب حاصل از این پژوهش به طراحان آینده پایگاههای ماه کمک میکند تا تصمیمات علمی و مهندسی بهتری اتخاذ کنند: از تعیین ضخامت دیوارهها گرفته تا انتخاب مواد مقاوم و چیدمان تجهیزات به نحوی که کمترین آسیب از برخورد ذرات ناشناخته به آنها وارد شود.
در نهایت، زندگی روی ماه با چالشهای بیشماری همراه است و ریزشهابسنگها یکی از مهمترین خطرات پنهان بهشمار میرود. درک و مقابله با این تهدید برای پایداری مأموریتها و ایمنی انسانها در محیطهای کمگرانش و بدون اتمسفر، یک گام اساسی در مسیر اکتشاف و سکونت در فضا به حساب میآید.
فضانوردانی که به این محیطهای چالشبرانگیز قدم میگذارند، نه تنها با نیازهای زیستی و تکنیکی، بلکه با واقعیتهای فیزیکی جهان خارج از زمین روبهرو هستند؛ جهانی که هرچند آرام به نظر میرسد، با بمباران پیوسته ذرات میکروسکوپی، خطرات نامرئی خود را بهطور مداوم یادآوری میکند.
این پژوهش به ما نشان میدهد که برای ایجاد پایگاههای امن و پایدار در ماه، حتی کوچکترین تهدیدات را نمیتوان نادیده گرفت و ترکیب فناوری حفاظتی، انتخاب مکان مناسب و طراحی مهندسی دقیق، شرط لازم برای موفقیت مأموریتهای فضایی آینده است.
