با هواپیما سفر نکنید؛ کشف خطر تشعشعات بسیار مضر لایه استراتوسفر بر مسافران هوایی
پژوهشگران شواهدی از ”ابرهای تشعشعی“ مرموز در لایه استراتوسفر زمین یافته‌اند که مسافران و خدمه‌ی پروازهای هوایی را در معرض میزان بسیار بالایی از تشعشعات خطرناک قرار می‌دهد.
گویا آی تی – پژوهشگران از مدت‌ها قبل می‌دانستند که قرارگیری بیش از اندازه در معرض تشعشعات کیهانی در ارتفاعات بالا یکی از عوارض منفی پروازهای هوایی است اما کشف ابرهای تشعشعاتی متمرکز شده در یک نقطه‌ی خاص به این معنی است که احتمالا مسافران در زمان عبور از این کیسه‌های هوایی، دو برابر یا بیشتر تشعشع دریافت خواهند کرد.
یکی از محققان اصلی تحقیق، «دبلیو. کنت توبیسکا» از شرکت Space Environment Tecnologies، واقع در لس‌آنجلس در این رابطه توضیح می‌دهد:
”ما از سال ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۷ اقدام به نصب حسگرهای گیرنده‌ی تشعشعات در ۲۶۴ پرواز تحقیقاتی در ارتفاعات ۱۷٫۳ کیلومتری (۵۶٫۷۰۰ فوت) کردیم. حداقل در شش مورد حسگرهای ما موفق به ثبت افزایش تشعشعات ایون‌ها که ما آنها را قابل مقایسه با ابرهای متمرکز شده می‌دانیم.“
تا قبل از این دانشمندان می‌دانستند که مسافران هوایی در معرض میزان کمی از تشعشعات از اثرات بادهای خورشیدی و تشعشعات کیهانی هستند؛ این دو قادر به عبور از میدان مغناطیسی محافظ زمین هستند.
مقدار در معرض تشعشعات قرار گرفتن بسته به طول پرواز و محل جغرافیایی آن دارد؛ هر چه مسیر پرواز شما به مناطق قطبی زمین نزدیک‌تر باشد، مقدار دریافت تشعشعات بیشتر خواهد شد.
زمانی که هیچ خبری از فعالیت طوفان خورشیدی نباشد، پروازهایی که در ارتفاعات بالا انجام شوند (البته در نزدیکی قطب) قادر به وارد کردن تشعشعاتی معادل هر ۱۲٫۵ ساعت یک بار عکس گرفتن از قفسه‌ی سینه با اشعه‌ی ایکس هستند.
در ارتفاعات متوسط این مقدار کمتر شده و مثل این می‌مانند که هر ۲۵ ساعت یک بار اقدام به عکس گرفتن با اشعه‌ی ایکس کنید و پروازهای نزدیک خط استوا، تشعشاتی معادل هر ۱۰۰ ساعت یک بار عکس گرفتن به بدن وارد میکنند. همان گونه که مرکز کنترل و پیشگیری بیماری امریکا (CDC) اشاره می‌کند، همه‌ی اینها به این معنی است که یک پرواز ساحل به ساحل در امریکا در مقایسه با تصویربرداری اشعه‌ی ایکس از سینه تشعشعات بسیار کمتری به بدن وارد می‌کند.
اما زمانی که تیم توبیسکا سطوح تشعشعات را در قالب بخشی از برنامه‌ی سازمان ناسا با عنوان «اندازه‌گیری خودکار تشعشعات برای ایمنی فضاهوا، ARMAS» در پروازها مورد بررسی قرار دادند، شاهد افزایش طولانی مدت در داده‌ها شدند؛ حتی در یکی از موارد سطح تشعشعات دو برابر بیشتر از حد مورد انتظار بود.
توبیسکا در این رابطه به «دیوید همبلینگ» در مجله‌ی نیوساینتیست این طور می‌گوید:
”ما پرونده‌های متعددی داشته‌ایم که در آنها میزان تشعشعات در زمان پرواز در ابرها دو برابر بیشتر شده است. البته مقدار این تشعشعات متغیر است و ممکن است گاهی اوقات بیشتر و در پاره‌ای از مواقع کمتر شود.“
اگر چه از تشعشعات کیهانی و بادهای خورشیدی به عنوان دو منبع اصلی تشعشعات در ارتفاع بالا نام برده می‌شود اما توبیسکا و تیم‌اش به وجود پدیده‌ای دیگر مشکوک‌اند.
احتمالا تشعشعات در ارتفاعات بالا منبع سومی هم داشته باشند که علت عدم سازگاری این افزایش ناگهانی را در مقایسه با شیب افزایشی ملایم نتایج بررسی‌های برنامه‌ی ARMAS، وجیه می‌کند.
میدان مغناطیسی کره‌ی زمین ذراتی که اشعه‌های کیهانی و بادهای خورشیدی ایجاد میکنند را در کمربندهای تشعشعی مثل کمربند Van Allen، در تله می‌اندازد.
این کمربندها همانند بطری‌هایی مغناطیسی عمل میکنند که ذرات در آنها محبوس شده‌اند اما زمانی که اتفاقاتی مثل طوفان‌های خورشیدی رخ می‌دهند، امکان نشت ذرات شارژ شده از بطری‌ها، فرار از کمربند و قرار گرفتن در لایه‌ی استراتوسفر زمین وجود دارد.
توبیسکا به نیوساینتیست این طور توضیح می‌دهد: ”آن الکترون‌ها به سمت لایه‌هایی بالایی جو هدایت شده و در آنجا با اتم‌ها و مولکول‌های نیتروژن و اکسیژن برخورد میکنند و بعد از این افشانه‌ای از تشعشعات دون و سوم (معمولا به شکل اشعه‌های گاما) ایجاد خواهند کرد.“
اگر چه در حال حاضر روی این نظریات در قالب فرضیه‌ای در حال آزمایش کار می‌شود اما مفهوم بطری مغناطیسی در حال نشت، نتایج به دست آمده توسط پژوهشگران کره‌ی جنوبی در سال ۲۰۱۵ را به خوبی توضیح می‌دهد؛ پژوهشگران مذکور موفق به تشخیص سطوح ناپایداری از تشعشعات در یک هواپیمای شناسایی که در ارتفاعی ثابت پرواز می‌کرده، شده بودند.
«دنیل بیکر» فیزیکدان دانشگاه کلرادو که البته نقشی در پژوهش اخیر نداشته تصدیق می‌کند که شاید فرضیه‌ی بطری در حال نشت علت اصلی افزایش غیرعادی حجم تشعشعات باشد. توضیحات بیکر: ” امکان دارد نتایج یافته‌های ناسا در برنامه‌ی ARMAS با کاهش گسترده‌ی ذرات کمربند تشعشع از مگنتوسفر به اتمسفر میانی و زیرین، مرتبط باشد.“
اگر ابرهای تشعشعی نتیجه‌ی نشت ذرات از کمربندهای مغناطیسی زمین باشند، داده‌ها و حسگرهای ماهواره‌ای می‌توانند در زمینه‌ی شناسایی این نقاط در آسمان ما را یاری کرده و ضمنا به خلبانان عدم ورود به آنها را هشدار دهند.
ریسک کلی تشعشعات ارتفاعات بسیار زیاد پرواز برای مسافران معمولی بسیار اندک است؛ همان طور که ریسک افزایش یک سرطان کشنده به خاطر استفاده از اشعه‌ی ایکس برای عکسبرداری از سینه، یک در میلیون است.
اما اگر این ابرها وجود داشته باشند و امکان شناسایی آنها هم میسر باشد، باید تمام تلاش‌مان را برای عدم پرواز در آنها انجام دهیم؛ این امر خصوصا برای کسانی که مرتبا با هواپیما سفر میکنند از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.
توبیسکا: ”خدمه‌ی پرواز باید دقت بیشتری نسبت به این مساله داشته باشند اما بدون شک مسافران پروازی و حتی جنین‌هایی که در دوره‌ی سه ماهه‌ی اول بارداری به سر می‌برند هم از این امر منتفع خواهند شد.
یافته‌های این پژوهش در ژونال Space Weather و در این نشانی منتشر شده‌اند.