يمكن أن تشكل الأشعة الكونية من مصادر فائقة القوة في الكون البعيد مخاطر على البشر على الأرض – وخاصة المسافرين الجويين بشكل متكرر ، الذين يتعرضون بانتظام لارتفاعات عالية من الرحلات الجوية التجارية. الآن ، استخدم علماء الفلك كاشفات إشعاع منخفضة التكلفة لبدء رسم خرائط البيئة الإشعاعية فوق سماء إفريقيا ، في الخطوات الأولى لحماية سلامة أطقم شركات الطيران التي تحلق فوق تلك القارة.
الأشعة الكونية يقصفوننا باستمرار من جميع الاتجاهات في السماء. لكن “الأشعة” لم يتم تسميتها بشكل جيد. على الرغم من أن علماء الفلك الذين اكتشفوا الأشعة الكونية لأول مرة اعتقدوا أنها كانت شكلاً جديدًا من أشكال الإشعاع مثل الأشعة السينية وأشعة جاما ، إلا أن المزيد من التحقيقات كشفت أن الأشعة الكونية تتكون في الواقع من جسيمات دون ذرية تتحرك في حوالي سرعة الضوء.
تأتي هذه الأشعة الكونية عادةً من الكون البعيد للغاية ، من أحداث فائقة القوة مثل سوبرنوفا و النجوم الزائفة.
متعلق ب: حطام سوبرنوفا يطلق أشعة كونية في الفضاء السحيق
جسيم الأشعة الكونية النموذجي له نفس الطاقة الحركية مثل الرصاصة السريعة. قد لا يبدو هذا كثيرًا ، ولكن تم تخفيضه إلى مستويات دون ذرية ، فإن هذه الكمية من الطاقة تحزم لكمة حقيقية. يمكن للأشعة الكونية أن تدافع عن الأجهزة الإلكترونية ، وتتلف أجهزة تخزين البيانات ، بل وتقطع الحمض النووي. عندما ينقسم الحمض النووي ، يمكن أن يتسبب في حدوث أخطاء في التكاثر وحتى يؤدي إلى الأورام. يقدر العلماء أن الأشعة الكونية تسبب نسبة قليلة من جميع السرطانات في العالم.
لحسن الحظ ، يوفر كوكبنا عدة طبقات من الحماية ضد هذه التهديدات. الأول هو المجال المغناطيسي للأرض – الأقوى بين الكواكب الصخرية في النظام الشمسي – والذي ينحرف ببساطة عن الأشعة الكونية ذات الطاقة المنخفضة. ومع ذلك ، فإن الأشخاص الأكثر نشاطًا يخترقون ، ويشقون طريقهم إلى الغلاف الجوي لكوكبنا.
ولكن بمجرد الوصول إلى هناك ، تصطدم الأشعة الكونية عادةً بجزيء من النيتروجين أو الأكسجين ، وتطلق طاقتها في وابل من الجسيمات الأخرى. عند مستوى سطح البحر ، تمر الأشعة الكونية أو زخاتها منخفضة الطاقة عبر جسم الإنسان بمعدل مرة واحدة في الثانية.
أخطار الأشعة الكونية
هذا ما يحدث عند مستوى سطح البحر. ارتفاع الإبحار لرحلات الطيران مسألة أخرى تمامًا. بدون عشرات الآلاف من الأقدام لتوفير الحماية ، يختبر الركاب وأفراد الطاقم معدلات أعلى بكثير من قصف الأشعة الكونية. تأتي المستويات الأعلى مع زيادة خطر الإصابة بالحمض النووي أو تلف الخلايا ، وزيادة مقابلة في معدلات الإصابة بالسرطان.
لا تساعد القشرة المعدنية للطائرة كثيرًا في إيقاف الضرر المجهري أيضًا. في حين أن المعدن سوف يمنع الأشعة الكونية بشكل فعال ، بمجرد اصطدامها بالذرة ، فإنها ستتحول إلى وابل من الجسيمات دون الذرية التي ستمر عبر المقصورة. هذا الدش ضار تقريبًا مثل الأشعة الكونية نفسها.
العلاج الوحيد الفعال هو الحد من التعرض. لا داعي للقلق من المسافرين الجويين العارضين ، لأن جرعة الإشعاع المتراكمة لديهم لا تختلف اختلافًا كبيرًا عما يختبره على الأرض. لكن المسافرين الدائمين ، وخاصة الطاقم الجوي ، يواجهون مخاطر إشعاع متزايدة بسبب الوقت الذي يقضونه على ارتفاعات عالية.
فرضت الحكومات في الولايات المتحدة وأوروبا معايير أمان تحد من التعرض الإجمالي الذي يمكن أن تتراكم عليه أطقم شركات الطيران على مدار حياتهم. إلى جانب المراقبة المتكررة للبيئة الإشعاعية على ارتفاعات عالية ، يمكن لشركات الطيران ضمان سلامة أطقمها.
يجب أن تكون المراقبة متكررة ، لأن بيئة الأشعة الكونية تتغير باستمرار اعتمادًا على العديد من العوامل ، مثل المجال المغناطيسي للأرض ، ونشاط الشمس ، والتغيرات الكونية العشوائية.
Uncharted Hazards
ومع ذلك ، فإن برنامج المراقبة هذا لا يغطي سوى السماء فوق أمريكا الشمالية وأوروبا. لدينا معرفة قليلة نسبيًا بالبيئة الإشعاعية فوق إفريقيا. على الرغم من أن عدد الرحلات الجوية التي تعبر هذه القارة أقل ، إلا أننا حتى نفهم بيئة الأشعة الكونية ، لا يمكننا تحديد المخاطر التي تتعرض لها أطقم شركات الطيران.
اتخذ فريق من علماء الفلك الخطوات الأولى في حل هذه المشكلة ، مع تفصيل نتائجهم في مقال مقبول للنشر في مجلة طقس الفضاء ومناخ الفضاء (يفتح في علامة تبويب جديدة). كان إعدادها بسيطًا للغاية. لقد صمموا مقياس الجرعات باستخدام كمبيوتر Raspberry Pi لقياس التعرض للإشعاع في أي بيئة. ثم أحضروا الجهاز في رحلتين طويلتين – واحدة من جوهانسبرج بجنوب إفريقيا إلى فرانكفورت بألمانيا والأخرى من ميونيخ إلى جوهانسبرج.
أظهر الباحثون أن إعدادهم البسيط يمكن أن يقيس بدقة مستويات الإشعاع أثناء الطيران. إنهم يأملون في توسيع انتشار هذه الأجهزة البسيطة إلى أكبر عدد ممكن من طائرات الركاب ، مما يسمح لهم ببناء شبكة من أجهزة المراقبة التي ترسم باستمرار بيئة الإشعاع الكوني وتحدّثها. من هناك ، يأملون في العمل مع الحكومات الأفريقية لتطوير معايير السلامة في شركات الطيران الخاصة بهم.
