Εξαιρετικά λεπτά σωματίδια σκόνης εντόπισε το Perseverance στον Άρη, προκαλώντας ανησυχία για την υγεία των αστροναυτών σε μελλοντικές αποστολές.
Μια νέα επιστημονική ανακάλυψη της NASA αναδεικνύει έναν από τους σημαντικότερους κινδύνους που θα αντιμετωπίσουν οι πρώτοι άνθρωποι που θα ταξιδέψουν στον Άρη. Το ρομποτικό όχημα Perseverance κατέγραψε μικροσκοπικά σωματίδια σκόνης, ορισμένα από τα οποία είναι τόσο λεπτά ώστε, εάν εισπνευστούν, θα μπορούσαν να εισχωρήσουν βαθιά στους πνεύμονες και να περάσουν στην κυκλοφορία του αίματος.
Τα ευρήματα προέκυψαν από μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια 1.645 αρειανών ημερών και δημοσιεύθηκαν στις 27 Οκτωβρίου στο επιστημονικό περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Η έρευνα παρέχει για πρώτη φορά άμεσες μετρήσεις τόσο λεπτών σωματιδίων στην επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη, προσφέροντας κρίσιμα δεδομένα για τον σχεδιασμό προστατευτικού εξοπλισμού και κατοικήσιμων εγκαταστάσεων.
Σωματίδια έως 700 φορές λεπτότερα από μια ανθρώπινη τρίχα
Οι επιστήμονες εντόπισαν δύο κατηγορίες αρειανής σκόνης: λεπτά σωματίδια με διάμετρο μικρότερη από 2,5 μικρόμετρα και υπέρλεπτα σωματίδια μεγέθους περίπου 100 νανομέτρων.
Για να γίνει αντιληπτή η διαφορά μεγέθους, μια ανθρώπινη τρίχα έχει μέση διάμετρο περίπου 70 μικρόμετρα, γεγονός που σημαίνει ότι τα μικρότερα σωματίδια που ανιχνεύθηκαν είναι περίπου 700 φορές λεπτότερα.
Προηγούμενες αποστολές είχαν καταφέρει να μετρήσουν κόκκους σκόνης με διάμετρο έως περίπου 3 μικρόμετρα. Η νέα ανάλυση αποκάλυψε την παρουσία σημαντικά μικρότερων σωματιδίων, ορισμένων μεταξύ 100 και 300 νανομέτρων.
Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με το επιστημονικό όργανο PIXL, το οποίο χρησιμοποιεί ακτίνες Χ για την ανάλυση της χημικής σύστασης υλικών, εξετάζοντας σκόνη που είχε συσσωρευτεί σε επιφάνειες του Perseverance.
Γιατί η αρειανή σκόνη μπορεί να απειλήσει την υγεία
Το μέγεθος των σωματιδίων δημιουργεί ιδιαίτερες προκλήσεις για την προστασία των μελλοντικών πληρωμάτων.
Στη Γη, η έκθεση σε αιωρούμενα σωματίδια μικρότερα των 2,5 μικρομέτρων συνδέεται με αναπνευστικά και άλλα προβλήματα υγείας, καθώς μπορούν να φτάσουν βαθιά στους πνεύμονες και, υπό ορισμένες συνθήκες, να εισέλθουν στην κυκλοφορία του αίματος.
Επιστημονικές μελέτες έχουν επίσης δείξει ότι σωματίδια μεγέθους 100 νανομέτρων ή μικρότερα μπορούν να μετακινηθούν από τη ρινική κοιλότητα προς τον εγκέφαλο μέσω του οσφρητικού νεύρου.
Πρόκειται, ωστόσο, για ευρήματα από έρευνες στη Γη. Οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη προσδιορίσει με ακρίβεια τις επιπτώσεις της εισπνοής αρειανής σκόνης στον ανθρώπινο οργανισμό.
Επιπλέον, η σκόνη του Άρη περιέχει πυριτικά ορυκτά, καθώς και χημικά δραστικές ουσίες. Μεταξύ αυτών βρίσκονται υπερχλωρικές ενώσεις, οι οποίες μπορούν να διαταράξουν τη λειτουργία του θυρεοειδούς, και δραστικές μορφές σιδήρου, που ενδέχεται να προκαλέσουν κυτταρικές βλάβες.
Η επικινδυνότητα εξαρτάται από τη συγκέντρωση των σωματιδίων και τη διάρκεια έκθεσης των αστροναυτών.
Η σκόνη προσκολλάται στις διαστημικές στολές
Ένα από τα σημαντικότερα συμπεράσματα της έρευνας αφορά τη συμπεριφορά της σκόνης όταν έρχεται σε επαφή με διαφορετικά υλικά.
Το Perseverance μεταφέρει πέντε μικρά δείγματα υλικών διαστημικών στολών, διαστάσεων περίπου δύο εκατοστών, τα οποία είχαν τοποθετηθεί στο όχημα για να μελετηθεί η ανθεκτικότητά τους στις αρειανές συνθήκες.
Οι ερευνητές εξέτασαν, μεταξύ άλλων, επιφάνειες από Teflon, Vectran και βασαλτικό γυαλί, διαπιστώνοντας ότι τα διαφορετικά υλικά συγκρατούν σωματίδια διαφορετικού μεγέθους.
Καθοριστικό ρόλο φαίνεται να διαδραματίζει ο στατικός ηλεκτρισμός, καθώς οι κόκκοι σκόνης αποκτούν ηλεκτρικό φορτίο όταν συγκρούονται μεταξύ τους στην ατμόσφαιρα.
Τα μικρότερα σωματίδια αποδείχθηκαν ιδιαίτερα ανθεκτικά στην απομάκρυνση, παραμένοντας προσκολλημένα στις επιφάνειες ακόμη και έπειτα από χρόνια μετακινήσεων και γεωτρήσεων του ρομποτικού οχήματος.
«Η ύπαρξη αρειανής σκόνης σε αυτά τα εξαιρετικά μικρά μεγέθη είχε προβλεφθεί εδώ και πολύ καιρό, και το PIXL μάς έδωσε τη δυνατότητα να τη μετρήσουμε απευθείας στον Άρη», δήλωσε ο Σκοτ Βαν Μπόμελ, ερευνητής του Πανεπιστημίου Ουάσινγκτον στο Σεντ Λούις και επικεφαλής της μελέτης.
Όπως εξήγησε, τα μεγαλύτερα συσσωματώματα σκόνης απομακρύνονται σταδιακά από τις επιφάνειες, ενώ τα μικρότερα παραμένουν προσκολλημένα, αποτελώντας τη μεγαλύτερη πρόκληση για τα συστήματα υποστήριξης της ανθρώπινης ζωής.
Τα διδάγματα από τις αποστολές Apollo
Η NASA γνωρίζει ήδη από τις αποστολές Apollo στη Σελήνη ότι η εξωγήινη σκόνη μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα στον εξοπλισμό.
Οι σεληνιακοί κόκκοι είχαν προκαλέσει γρατσουνιές στις προσωπίδες των αστροναυτών, φθορές στις εξωτερικές επιφάνειες των στολών και προβλήματα στις στεγανοποιήσεις τους. Ορισμένα μέλη των πληρωμάτων είχαν επίσης αναφέρει συμπτώματα που έμοιαζαν με αλλεργική ρινίτιδα.
Η αρειανή σκόνη είναι γενικά λιγότερο λειαντική, καθώς οι κόκκοι της έχουν αποκτήσει περισσότερο στρογγυλεμένο σχήμα από τη συνεχή δράση των ανέμων.
Ωστόσο, περιέχει μεγαλύτερες ποσότητες πυριτίας, ενώ είναι εμπλουτισμένη σε θείο, χλώριο και σίδηρο. Οι εκτεταμένες αμμοθύελλες του πλανήτη μπορούν επιπλέον να διατηρούν τα σωματίδια σε αιώρηση για μεγάλα χρονικά διαστήματα.
Πώς σχεδιάζει η NASA να προστατεύσει τους αστροναύτες
Τα νέα ευρήματα αναμένεται να αξιοποιηθούν στην ανάπτυξη διαστημικών στολών και προστατευτικών επιστρώσεων που θα συγκρατούν μικρότερες ποσότητες σκόνης.
Παράλληλα, εξετάζονται τεχνικές λύσεις που θα περιορίζουν τη μεταφορά σωματιδίων στο εσωτερικό των μελλοντικών αρειανών βάσεων, όπως ειδικά συστήματα σύνδεσης των στολών με την εξωτερική πλευρά των εγκαταστάσεων και αεροστεγείς θάλαμοι διπλής διαμερισματοποίησης.
Με τον τρόπο αυτό, οι αστροναύτες θα μπορούν να εισέρχονται στους κατοικήσιμους χώρους περιορίζοντας τη μεταφορά σκόνης από το εξωτερικό περιβάλλον.
«Η σκόνη αποτελεί πρόκληση για την εξερεύνηση πλανητικών επιφανειών ήδη από την εποχή του προγράμματος Apollo», επισήμανε η Λίντσεϊ Χέις, προσωρινή διευθύντρια του Τμήματος Πλανητικών Επιστημών της NASA.
Όπως υπογράμμισε, οι μετρήσεις του Perseverance παρέχουν στους μηχανικούς και στους ειδικούς της διαστημικής ιατρικής στοιχεία που μπορούν να αξιοποιήσουν για τη βελτίωση των συστημάτων προστασίας πριν από την πρώτη επανδρωμένη αποστολή στον Άρη.
