پایان تمرین بقا در مریخ؛ چهار داوطلب چگونه بیش از یک سال در انزوا زندگی کردند؟

چهار داوطلب ناسا پس از بیش از یک سال زندگی در انزوای کامل و در زیستگاهی شبیه‌سازی‌شده روی سطح مریخ، سرانجام از محل اقامت خود خارج شدند. این آزمایش ۳۷۸ روزه با هدف بررسی تأثیر انزوای طولانی‌مدت، منابع محدود و تأخیر ارتباطی بر سلامت و عملکرد انسان انجام شد و می‌تواند به ناسا در آماده‌سازی فضانوردان برای سفرهای طولانی به ماه و مریخ کمک کند.

چهار عضو گروه دوم برنامه پژوهشی چاپیا (CHAPEA)، روز ۳۱ اکتبر ۲۰۲۶ (۹ آبان ۱۴۰۵)، پس از پایان ۳۷۸ روز زندگی در زیستگاهی واقع در مرکز فضایی جانسون در هیوستون تگزاس، برای نخستین بار دوباره قدم به دنیای بیرون گذاشتند. راس الدر، الن الیس، جیمز اسپایسر و متیو مونتگمری از ۱۹ اکتبر ۲۰۲۵ (۲۷ مهر ۱۴۰۴) در این محیط محصور زندگی می‌کردند و وظایفی مشابه فعالیت‌های فضانوردان در یک مأموریت واقعی به مریخ را انجام می‌دادند.

مأموریت چهار داوطلب بخشی از برنامه پژوهشی چاپیا (مخفف شبیه‌ساز پژوهشی سلامت و عملکرد خدمه فضایی) بود؛ مجموعه‌ای از آزمایش‌هایی که ناسا برای شناخت بهتر چالش‌های جسمی، روانی و عملیاتی سفرهای فضایی طولانی‌مدت انجام می‌دهد. هدف اصلی، بررسی این موضوع است که انسان‌ها در شرایط انزوا، محدودیت منابع و دوری از زمین چگونه می‌توانند سلامت و بهره‌وری خود را حفظ کنند.

محل زندگی داوطلبان، زیستگاهی به نام «مارس دون آلفا» با مساحت حدود ۱۵۸ مترمربع بود که با فناوری چاپ سه‌بعدی ساخته شده است. این سازه بخش‌های جداگانه‌ای برای استراحت، کار، فعالیت‌های پزشکی، ورزش و پرورش گیاهان داشت و چهار اتاق خصوصی نیز برای اعضای گروه در نظر گرفته شده بود.

استفاده از چاپ سه‌بعدی در طراحی چنین زیستگاه‌هایی اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا در مأموریت‌های آینده، انتقال مصالح ساختمانی از زمین به ماه یا مریخ هزینه‌بر خواهد بود. در مقابل، فناوری چاپ سه‌بعدی (ساخت افزودنی) می‌تواند امکان استفاده از مواد و منابع موجود در مقصد را برای احداث سازه‌های موردنیاز فراهم کند. ناسا در ساخت مارس دون آلفا از سامانه چاپ سه‌بعدی شرکت آیکان و ماده ساختمانی موسوم به لاواکریت استفاده کرده است.

اعضای گروه در طول مأموریت، علاوه بر انجام آزمایش‌های علمی، مسئولیت نگهداری از زیستگاه، مدیریت منابع، ورزش منظم و پرورش محصولات کشاورزی را نیز برعهده داشتند. آن‌ها سبزیجات برگ‌دار، فلفل و گوجه‌فرنگی پرورش دادند و با بررسی نمونه‌های سنگی، شناسایی مواد معدنی و تحلیل نمونه‌های مغزه‌ای، فعالیت‌های زمین‌شناختی فضانوردان آینده را شبیه‌سازی کردند.

متیو مونتگمری، مسئول علمی مأموریت، پیش‌تر در زمینه کشاورزی در محیط‌های کنترل‌شده فعالیت کرده بود. او معتقد است پرورش گیاهان صرفاً راهی برای تأمین مواد غذایی نیست؛ بلکه تعامل با موجودات زنده و عناصر آشنای زمین می‌تواند از نظر شناختی و روانی نیز برای فضانوردان مفید باشد.

یکی از مهم‌ترین چالش‌های سفر به مریخ، فاصله زیاد این سیاره از زمین و محدودیت ارتباطات رادیویی است. برخلاف ایستگاه فضایی بین‌المللی که فضانوردان می‌توانند تقریباً به‌صورت آنی با مرکز کنترل ارتباط برقرار کنند، پیام‌های ارسالی میان زمین و مریخ بسته به موقعیت دو سیاره ممکن است چندین دقیقه در راه باشند.

در آزمایش چاپیا، پیام‌های ارسالی میان خدمه و مرکز کنترل با تأخیری بین ۱۳ تا ۲۲ دقیقه منتقل می‌شدند. بدین ترتیب، اعضای گروه نمی‌توانستند برای دریافت پاسخ فوری به مرکز کنترل متکی باشند و باید بخشی از تصمیم‌های عملیاتی را مستقل از پشتیبانی زمینی اتخاذ می‌کردند.

تجربه دشوارتر، یک دوره قطع ارتباط برنامه‌ریزی‌شده به مدت دو هفته بود. این وضعیت برای شبیه‌سازی پدیده هم‌ترازی خورشیدی مریخ طراحی شده بود؛ زمانی که خورشید میان زمین و مریخ قرار می‌گیرد و ارتباط رادیویی مستقیم میان دو سیاره مختل می‌شود. خدمه حدود یک ماه برای این دوره آماده شدند و پیش از آغاز آن، دستورالعمل‌های عملیاتی، برنامه‌های روزانه و پروتکل‌های ایمنی را با گروه‌های زمینی هماهنگ کردند.

مونتگمری و شریک زندگی‌اش برای حفظ پیوند عاطفی در این دوره، هر روز خاطرات و اتفاقات مهم زندگی خود را ثبت می‌کردند تا پس از برقراری مجدد ارتباط، آن‌ها را برای یکدیگر بفرستند. چنین تجربه‌ای نشان می‌دهد که مدیریت انزوای روانی و حفظ روابط انسانی، در کنار تأمین نیازهای فیزیکی، از الزامات اساسی مأموریت‌های فضایی طولانی‌مدت است.

ناسا در این مأموریت فقط به شبیه‌سازی شرایط محیطی مریخ اکتفا نکرد؛ بلکه تلاش کرد تأثیر فعالیت‌های روزمره و فشارهای عملیاتی بر بدن و ذهن انسان را نیز بررسی کند. یکی از موضوعات مهم، افزایش دفعات خروج از زیستگاه برای انجام پیاده‌روی‌های مریخی بود.

در یک مأموریت واقعی، فضانوردان باید برای ساعت‌های طولانی با لباس فضانوردی روی سطح مریخ حرکت کنند، تجهیزات علمی را به کار بگیرند و نمونه‌های زمین‌شناختی جمع‌آوری کنند. چنین فعالیت‌هایی به انرژی زیادی نیاز دارند و می‌توانند بر وضعیت عضلات، استخوان‌ها و توان جسمی فضانوردان تأثیر بگذارند.

زندگی در زیستگاه مارس دون آلفا با حضور واقعی روی مریخ تفاوت‌های مهمی دارد

گروه را ثبت کردند. پس از خروج آن‌ها از زیستگاه نیز ارزیابی‌های پزشکی و بررسی‌های تکمیلی به مدت دو هفته ادامه یافت تا داده‌های جمع‌آوری‌شده با وضعیت اولیه اعضای گروه مقایسه شوند. نتایج این بررسی‌ها به ناسا کمک می‌کند تا درباره نیازهای تغذیه‌ای، برنامه‌های ورزشی، مراقبت‌های پزشکی و طراحی سامانه‌های پشتیبان تصمیم‌گیری کند.

گروهی و تقویت روابط، خود کنار یکدیگر گذراندند. آن‌ها حتی در یک اردوی زمستانی در ایالت وایومینگ با شرایط دشواری مانند کولاک مواجه شدند تا توانایی خود را برای مدیریت موقعیت‌های پراسترس محک بزنند.

مأموریت دوم چاپیا ادامه آزمایش نخست این برنامه بود که در ژوئن ۲۰۲۳ آغاز شد و در ژوئیه ۲۰۲۴ به پایان رسید. هر دو مأموریت با حضور چهار داوطلب و در شرایط انزوا و محدودیت منابع انجام شدند تا ناسا بتواند داده‌های بیشتری درباره زندگی انسان در محیط‌های دور از زمین جمع‌آوری کند.

البته زندگی در زیستگاه مارس دون آلفا با حضور واقعی روی مریخ تفاوت‌های مهمی دارد. این آزمایش نمی‌تواند خطرهای ناشی از تابش‌های کیهانی، گرانش کمتر مریخ، گردوغبار سیاره و شرایط واقعی سطح آن را به‌طور کامل بازسازی کند. بااین‌حال، برای بررسی بسیاری از چالش‌های انسانی و عملیاتی مأموریت‌های طولانی‌مدت، محیط آزمایش مناسبی فراهم می‌کند.

اهمیت نتایج پژوهش تنها به سفرهای آینده مریخ محدود نمی‌شود. ناسا قصد دارد از داده‌های چاپیا برای برنامه‌ریزی مأموریت‌های طولانی‌مدت ماه و توسعه پایگاه‌های انسانی در این قمر نیز استفاده کند. فضانوردانی که در آینده در پایگاه‌های ماه زندگی خواهند کرد، با چالش‌هایی مانند منابع محدود، نیاز به تولید بخشی از مواد غذایی، تعمیر تجهیزات و ارتباطات با تأخیر مواجه می‌شوند.

در نهایت، یکی از مهم‌ترین دستاوردهای این مأموریت یادآوری یک واقعیت اساسی است: موفقیت سفرهای فضایی طولانی‌مدت فقط به پیشرفت موشک‌ها و فضاپیماها وابسته نیست. توانایی انسان برای زندگی در انزوا، همکاری با دیگران، حل مشکلات بدون کمک فوری از زمین و حفظ سلامت جسمی و روانی، به همان اندازه اهمیت دارد. شناخت بهتر این عوامل می‌تواند مسیر را برای حضور پایدار انسان در ماه و سفرهای سرنشین‌دار به مریخ هموارتر کند.