۲۰ سال از آغاز زندگی انسانی در ایستگاه فضایی بین‌المللی گذشت
درست ۲۰ سال پیش بود که فضانوردانی که در روز هالووین با یک موشک سایوز روسی از پایگاه فضایی بایکونور قزاقستان به فضا پرتاب شده بودند، برای نخستین بار گام در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) گذاشتند و با آغاز عصر تازه‌ای در مأموریت‌های فضایی، تاریخ‌ساز شدند.
پیشگام شدن یک فضانورد آمریکایی و دو کیهان‌نورد روس در این مأموریت آغازی شد برای ۲۰ سال حضور پیوسته‌ی انسان در آزمایشگاهی مداری که طی همکاری‌های گسترده‌ی بین‌المللی تکمیل شده است.
کنی تاد (Kenny Todd) معاون برنامه‌ی ناسا برای ایستگاه فضایی بین‌المللی درباره‌ی این دستاورد می‌گوید: «بچه‌های آن زمان اکنون در دانشگاه هستند و تمام این مدت انسان‌هایی در خارج از کره‌ی زمین زندگی کرده‌اند. زمانی که من هم کودک بودم چیزهایی بود که فقط رویا به‌نظر می‌رسید.»
این آزمایشگاه مداری یکی از گران‌ترین و پیچیده‌ترین اجسام ساخته‌شده به دست بشر است. یک زیستگاه ۱۵۰ میلیارد دلاری تحت فشار با طولی به اندازه‌ی زمین فوتبال که ۴۰۸ کیلومتر بالاتر از زمین با سرعت ۲۷۶۰۰ کیلومتر بر ساعت پیرامون زمین می‌گردد. در طول دو دهه، ۲۴۱ زن و مرد از سراسر جهان به طور موقت در ایستگاه فضایی بین‌المللی ساکن بوده‌اند و مجموع اقامت برخی از آن‌ها به یک سال کامل هم می‌رسد.
فضانوردان مأموریت اعزام ۱؛ به ترتیب از راست: سرگئی کریکالف (Sergei Krikalev)، ویلیام شفرد (William Shepherd) و یوری گیدزنکو (Yuri Gidzenko)
Credit: NASA
«اسکات کلی» (Scott Kelly) فضانورد بازنشسته‌ی ناسا که تقریبا یک سال در ایستگاه فضایی بین‌المللی اقامت داشته است، درباره‌ی فعالیت در چنین فضایی می‌گوید: «این خیلی دیوانه‌کننده است. من تعجب می‌کنم که آسیب جدی ندیده‌ایم. این موضوع واقعا نشان‌دهنده‌ی تلاش افراد فعال روی زمین و توجه به جزئیات است.»
«دیوید نیکسون» (David Nixon) که اواسط دهه‌ی ۱۹۸۰ با ناسا در زمینه‌ی طراحی ISS همکاری داشته است می‌گوید: «بالغ بر صد هزار نفر با هم مکاری کرده‌اند تا اجزای ایستگاه را طراحی کنند، بسازند و پرتاب و بهره‌برداری نمایند. وقتی ایستگاه فضایی بین‌المللی را با سازه‌های قابل توجه تمدن بشری مقایسه می‌کنیم، جایی هم‌تراز با اهرام مصر، آکروپولیس و همه‌ی بناهای عالی را به خود اختصاص می‌دهد.»
یک پیروزی جهانی
ISS مانند ماندگارترین سازه‌های زمین، دهه‌ها در حال ساخت بوده است. این پروژه در سال ۱۹۸۴ میلادی از طرح مفهوم «ایستگاه فضایی آزادی» (Space Station Freedom) توسط آمریکا متولد شد و به تدریج به یک پیمان میان ۱۵ کشور آمریکا، روسیه، کانادا، ژاپن و یازده کشور عضو آژانس فضایی اروپا تبدیل شد.
ورود نخستین قطعات ایستگاه فضایی بین‌المللی به مدار در سال ۱۹۹۸ آغاز شد و اعضای مأموریت «اعزام ۱» (Expedition 1) در ۲ نوامبر ۲۰۰۰ (۱۲ آبان ۱۳۷۹) به این ایستگاه پیوستند و آغازگر مأموریت‌های پیوسته‌ای شدند که هم‌اکنون شماره‌ی ۶۴ آن در جریان است.
با وجود موفقیت مجموعه‌ی ایستگاه فضایی بین‌المللی در طول ۲۰ سال فعالیت، این برنامه با چالش‌های جدی هم روبه‌رو بوده است. فاجعه‌ی شاتل‌های فضایی ۱۹۸۶ و ۲۰۰۳ نه تنها منجر به کشته شدن ۱۴ فضانورد و تلفات شاتل‌های چلنجر و کلمبیا شد، بلکه برنامه‌ریزی‌ها را نیز تغییر داد و سرعت ساخت ایستگاه فضایی بین‌المللی هم کاهش یافت.
در سال ۲۰۰۷ پارگی ۷۶ سانتی‌متری در یکی از آرایه‌های خورشیدی ایستگاه، خدمه را مجبور به تعمیر فوری و انجام یک راهپیمایی فضایی با ریسک بالا کرد. خدمه همچنین تا کنون با نشت هوا، خراب شدن پمپ‌های خنک‌کننده و تعمیرات دقیق تجهیزات علمی و همچنین مأموریت‌های ناموفق تأمین تجهیزات مواجه شده‌اند.
راهپیمایی فضایی در کنار آرایه‌های خورشیدی
Credit: NASA
برای فعال نگه داشتن ایستگاه و زنده ماندن ساکنان آن، اعضای خدمه و تیم‌های پشتیبانی جهانی باید در یک همکاری فنی شرکت کنند. چیزی که «تاد» از آن تحت عنوان یک «سازمان ملل متحد کوچک» یاد می‌کند.
او می‌گوید: «فضانوردان در پیکان زندگی در این قوطی‌های کوچکی قرار دارند که ما در مدار قرار داده‌ایم. شگفت‌آور است که چگونه گردآمدن همه‌ی این فرهنگ‌ها، به یک تجربه‌ی یادگیری بین‌المللی تبدیل شده است.»
در ایستگاه فضایی بین‌المللی حتی کارهای روزمره چالش‌های خود را دارد. بخشی از آن به دلیل محیط منحصربه‌فرد ISS است. آفتاب و سایه هر بار که ایستگاه زمین را دور می‌زند، تقریبا هر ۹۰ دقیقه، آن را گرم و سرد می‌کنند و باعث کشش و جمع شدن سازه‌های فلزی می‌شوند. به همین دلیل برخی از فضانوردان برای داشتن آرامش بیشتر، با گذاشتن گوش‌گیر می‌خوابند.
وضعیت ایستگاه برای خود بدن انسان هم بهتر نیست. مایعاتی که به طور معمول توسط گرانش به سمت پاها کشیده می‌شوند، در سر معلق مانده و باعث ناراحتی و احتمالا اختلال در بینایی فضانوردان پس از بازگشت به زمین می‌شوند.
سطح کربن‌دی‌اکسید (CO2) در ISS اغلب ۱۰ برابر بیشتر از زمین است که عامل کافی برای سردرد فضانوردان است. در نبود گرانش همچنین فعالیت‌های اساسی مانند استفاده از دستشویی که بشر برای انجام آن‌ها با گرانش تکامل یافته است، به کارهای پیچیده‌تری تبدیل می‌شوند.
«اسکات کلی» که طی دو اعزام ۴۹۹ روز را در ISS گذرانده است و از جمله در سال ۲۰۱۵ و ۲۰۱۶ مدت ۳۴۰ روز با فضانورد روس، «میخائیل کورنینکو» (Mikhail Kornienko) بوده است، می‌گوید: «این کار مثل رفتن به تعطیلات نیست. ناراحتی‌های بسیاری در آنجا وجود دارد.»
با وجود مشکلات جسمی، تجربه‌ی زندگی در ایستگاه فضایی، افراد را از نگاهی دیگر نیز تغییر می‌دهد. نشسته بر جایگاهی در بالای زمین «کِلی» از فراز نقاط گوناگون زمین می‌گذرد و جو بسیار نازک آن را می‌بیند که مانند لنز چشمی چسبیده به کره‌ی چشم به‌نظر می‌آید. او می‌گوید: «شما فقط این دیدگاه را دارید که ما شهروندان یک کشور خاص نیستیم، بلکه ساکنان یک زمین هستیم و همه در چیزی هستیم که در کنار هم بشریت نامیده می‌شود.»
آزمایش‌های علمی در فضا
خدمه‌ی ایستگاه فضایی بین‌المللی علاوه بر نظم بخشیدن به خانه‌ی مداری خود، یک آزمایشگاه فضایی را نیز شکل داده‌اند. مناسب‌سازی ایستگاه برای انجام آزمایش‌های علمی کار ساده‌ای نبوده است، زیرا حتی ابتدایی‌ترین تجهیزات نیز باید آزمایش شده و اغلب برای کار در ریزگرانش بازطراحی شوند.
اما تا به امروز تقریبا ۳۰۰۰ آزمایش در محیط ریزگرانش بی‌نظیر ایستگاه فضایی بین‌المللی انجام شده است. با توجه به اینکه ISS به دور زمین می‌چرخد، در حقیقت همراه با همه‌ی سرنشینان در یک حالت ثابت سقوط آزاد قرار دارد که باعث ایجاد حس بی‌وزنی دائم درون ایستگاه می‌شود و حالتی را مانند کاهش بیش از ۹۹.۹۹۹ درصدی گرانش زمین ایجاد می‌کند.
پژوهش‌های انجام شده در ایستگاه، از توالی DNA در فضا تا مطالعه‌ی ذرات پرانرژی پدیده‌های دوردست کیهانی را شامل می‌شود اما یکی از پربارترین زمینه‌های تحقیقات ISS در مورد خود خدمه بوده است. برای «سوزان بیلی» (Susan Bailey) پرتوزیست‌شناس دانشگاه ایالتی کلرادو، ISS داده‌های ارزشمندی در مورد چگونگی تاثیر فضا بر سلامت فضانوردان ارائه می‌دهد. یکی از بزرگ‌ترین جهش‌ها در این زمینه، مطالعه‌ی کارکنان دوقلوی ناسا،«اسکات کلی» و برادر دوقلوی همسانش «مارک کلی» (Mark Kelly) است.
از آنجا که اسکات بیش از یک سال را در فضا سپری کرد، بیلی نمونه خون این دو برادر را آزمایش کرد تا کروموزوم‌های آن‌ها و به ویژه تلومرهای آن را که توالی DNA محافظ در انتهای کروموزوم‌ها هستند و مشابه کلاهک انتهای بند کفش به‌نظر می‌رسند، مطالعه کند.
مطالعه‌ی DNA برادران کلی به بیلی و همکارانش کمک کرد تا درک بهتری از نحوه‌ی واکنش بدن انسان به ریزگرانش و تابش‌های کیهانی داشته باشند. نتایج اولیه نشان می‌دهد که طیف وسیعی از تغییرات ژنتیکی در پاسخ به پرواز فضایی رخ می‌دهد که از جمله‌ی آن می‌توان به نشانه‌هایی از کوتاه‌شدن تلومر که با پیری و بیماری‌های قلبی همراه است، اشاره کرد.
شلوغ‌ترین زمان ISS در سال ۲۰۰۹ با حضور ۱۳ خدمه در آن
Credit: NASA
«اگر واقعا پیری و خطر بیماری با پرواز فضایی افزایش یابد، چه کاری می‌توان در مورد آن انجام داد؟» این را بیلی می‌پرسد و می‌گوید: «دریافتن این موضوع، به نفع زندگی ما در کره‌ی زمین هم خواهد بود.»
آینده‌ی ایستگاه فضایی
با بیش از ۱۲۰۰۰۰ دور در مدار و طی کردن ۵.۳ میلیارد کیلومتر، ایستگاه فضایی بین‌المللی همچنان به کار خود ادامه می‌دهد و اکنون بیش از هر زمان دیگری نتیجه‌ی یک همکاری جهانی است. فضانوردان از ۱۹ کشور جهان از ایستگاه بازدید کرده‌اند. در این میان، انوشه انصاری نیز نخستین ایرانی بود که به فضا رفت و در سال ۲۰۰۶ از ایستگاه فضایی بین‌المللی بازدید کرد.
با توجه به اینکه ناسا سعی در افزایش استفاده‌ی تجاری از ایستگاه و احتمالا آغاز سفرهای پیوسته‌ی گردشگران به این ایستگاه دارد، در آینده شاهد پروازهای فضایی افراد بیشتری از زمینه‌های کاری دیگر خواهیم بود که از پژ<هشگران تجاری تا ستاره‌های سینما را دربر می‌گیرد.
اکنون که ۲۰ سال از حضور بشر در ایستگاه فضایی بین‌المللی می‌گذرد، نیکسون می‌گوید: «با عادی شدن ISS افرادی به آنجا خواهند رفت که قطعا کارمند خبره (مربیان خلبانی یا خلبانان نظامی سابق) نیستند اما از یک زمینه‌ی علمی یا مهندسی برخوردارند. این روشی است که باید انجام شود. با افزایش دسترسی به مدار پایین زمین، ISS و جانشینان آن باید قابل زیست‌تر و با کاربری آسان‌تر باشند.»
ایستگاه رویایی او در آینده، سر و صدای کمتری خواهند داشت، آسایش بیشتری را برای خدمه فراهم می‌کند و امکانات اقامتی مناسب‌تری از جمله محل دوش گرفتن بهتری خواهد داشت.
او می‌گوید: «بسیار عالی خواهد بود اگر ماژولی به ایستگاه تحویل داده شود که کاملا دارای مبلمان و بالش باشد و شما بتوانید داخل آن بچرخید و استرس‌های روز را کنار بگذارید. درست است؟ چرا که نه؟»
نمایی از زمین در شب از نگاه ایستگاه فضایی بین‌المللی در سال ۲۰۱۵
Credit: Scott Kelly, NASA
اما اینکه آیا خود ایستگاه فضایی بین‌المللی پس از ۲۰ سال حضور انسانی، برای دیدن روزهای باشکوه‌تر وجود داشته باشد، مشخص نیست. در خال حاضر قرار است این ایستگاه تا سال ۲۰۲۴ کار کند و بسیاری از سخت‌افزارهای آن حداقل تا سال ۲۰۲۸ مجاز به کار ایمن هستند، اگرچه برای بخش‌های جوان‌تر از این هم بیشتر است.
در حالی که ناسا می‌کوشد یک ائتلاف بین‌المللی را در مسیر دستیابی به ماه هدایت کند، که در حال حاضر فقط شامل برخی از کشورهای عضو پیمان ISS می‌شود، آینده‌ی این آزمایشگاه مداری همچنان نامشخص است. آیا اجزای ISS برای ساخت یک ایستگاه فضایی آینده، از هم جدا می‌شود؟ آیا با تلاش بیشتر کشورها به شرکت‌های خصوصی واگذار خواهد شد؟ یا کل ساختار آن مانند ایستگاه فضایی میر روسیه به اقیانوس آرام سقوط خواهد کرد؟
صرف نظر از سرنوشت نهایی ایستگاه فضایی بین‌المللی، کِلی فکر می‌کند که میراث آن و روحیه‌ی اکتشاف ناشی از آن باید پایدار بماند. او می‌گوید: «ما باید خود را وقف کنیم تا دیگر همه‌ی انسان‌ها روی زمین نباشند. ما ۲۰ سال این مسیر را استوار پیموده‌ایم و دوست ندارم شکست آن را ببینم.»
عکس کاور: نمایی از راهپیمایی فضایی «رابرت کربیم» (Robert Curbeam) و «کریستر فوگلسانگ» (Christer Fuglesang) در کنار ایستگاه فضایی بین‌المللی در سال ۲۰۰۶ میلادی
Credit: NASA/AP
منبع: National Geographic
