زندگی در فضا از بودن روی زمین خسته‌کننده‌تره و فضانوردان در مأموریت‌هاشون با الگوهای خواب، برنامه غذایی و عادت‌های ورزشی به‌هم‌ریخته روبه‌رو می‌شن. اونا ساعت‌های طولانی و حتی شبانه‌روزی کار می‌کنن تا وظایفشون رو تموم کنن. اینترنت اشیاء (Internet of Things – IoT) با نظارت بر سلامتیشون به کشف‌های علمی کمک می‌کنه، کیفیت مأموریت رو بالا می‌بره و محیطی مناسب برای فضانوردان فراهم می‌کنه. بیاید ببینیم IoT چطور چهره مأموریت‌های فضایی رو تغییر می‌ده!
دستگاه‌های پوشیدنی بیومتریک (Wearable Biometric Devices)
دانشمندا یه دستگاه پوشیدنی ساختن تا مشکلات سلامتی فضانوردان رو رصد و رفع کنن. این دستگاه پنج حوزه کلیدی رو بررسی می‌کنه: الگوهای خواب، نیازهای پزشکی، تشعشعات، و بیشتر. مجهز به شتاب‌سنج (Accelerometer) و ژیروسکوپ (Gyroscope) برای تشخیص پیشرفته حرکت، حسگرهای دما و مادون قرمز برای رصد فعالیت قلب و ریه‌ها، و الکترودهایی روی پوست برای بررسی سیستم عصبیه.
این ساعت هوشمند (Smartwatch) طوری طراحی شده که استفاده روزمره‌ش راحت باشه و مزاحم کار فضانوردان نشه. کم‌مصرف، کاربرپسند و پیشرفته‌ست و داده‌ها رو از طریق بلوتوث (Bluetooth) برای پردازش و ذخیره در فضای ابری (Cloud) می‌فرسته. تحلیل این داده‌ها بینش‌های ارزشمندی درباره سلامت فضانورد می‌ده و اگه لازم باشه راه‌حل پیشنهاد می‌کنه.
سیستم کنترل محیط و پشتیبانی حیات (ECLSS)
سیستم کنترل محیط و پشتیبانی حیات (Environment Control and Life Support System – ECLSS) یه سیستم جامع برای بهینه‌سازی شرایط کابین و ایجاد محیطی امن‌تر برای فضانوردانه. این سیستم سه بخش داره:
- سیستم بازیافت آب (Water Recovery System): ۹۰٪ ادرار و عرق فضانوردان رو از کابین و لباس‌هاشون بازیافت می‌کنه تا منابع رو در مأموریت‌ها بهینه نگه داره. آب قبل از مصرف از یه فرآیند تصفیه سخت‌گیرانه رد می‌شه.
- سیستم احیای هوا (Air Revitalization System): هوای کابین رو با حذف دی‌اکسید کربن و آلاینده‌های ناشی از تنفس و وسایل الکترونیکی تمیز می‌کنه.
- سیستم تولید اکسیژن (Oxygen Generation System): اکسیژن لازم برای تنفس خدمه رو تولید می‌کنه و دی‌اکسید کربن محیط رو کم می‌کنه.
علاوه بر این، ECLSS زباله‌ها و میکروارگانیسم‌های فیلتر رو از هوا پاک می‌کنه و رطوبت، دما و فشار رو حفظ می‌کنه. گازهای سمی مثل اتانول که به مرور در کابین جمع می‌شن و برای سلامتی خطرناکن، رو هم تمیز می‌کنه.
اپلیکیشن مبتنی بر تبلت برای نظارت بر تغذیه
به خاطر میکروگرانش (Microgravity)، فضانوردان در فضا سریع‌تر از زمین توده عضلانیشون رو از دست می‌دن. این یعنی نیاز به تغذیه مناسب و رژیم متعادل تو مأموریت‌ها خیلی مهمه. قبلاً این داده‌ها با پرسشنامه و آپلود دستی عکس جمع‌آوری می‌شد، اما این روش‌ها کارایی و دقت رو کم می‌کردن و وقت ارزشمندی که می‌شد صرف وظایف مأموریت بشه، هدر می‌رفت.
برای خودکارسازی، دانشمندا یه اپلیکیشن ردیاب ساختن که مصرف رژیم غذایی رو با تمرکز روی عناصری مثل کربوهیدرات، پروتئین، چربی، آهن و سدیم رصد می‌کنه و از طریق آی‌پد (iPad) در فضا در دسترسه. خدمه کابین می‌تونن بارکد بسته غذا رو با دوربین اسکن کنن و وعده غذایی و مقدار آب مصرفی رو ثبت کنن.
این اپ همه غذاهای موجود در ایستگاه فضایی رو هم ثبت می‌کنه، پس فضانوردان می‌تونن فقط روی چیزی که می‌خورن کلیک کنن یا یه عکس بگیرن تا لیست به‌روز بشه. این اپ به حسگرهای پوشیدنی متصله که ضربان قلب، خواب و ورزش رو رصد می‌کنن و داده‌ها رو به متخصصان تغذیه روی زمین می‌فرسته تا پیشنهادهایی برای بهبود رژیم بدن. به خدمه کابین هم نکات سلامتی می‌ده.
پیراهن‌های هوشمند (Smart Shirts)
فناوری‌های نظارتی دارن به شکل پیراهن طراحی می‌شن تا تعداد دستگاه‌ها و ابزارهایی که فضانوردان می‌پوشن کم بشه. این پیراهن‌های هوشمند می‌تونن داده‌های ضربان قلب و بیومتریک تنفسی خدمه کابین رو جمع‌آوری کنن.
تحقیقات روی حسگرهای پارچه‌ای بیومتریک هوشمند هم ادامه داره که ضربان قلب و تحلیل شیمیایی عرق رو ردیابی می‌کنن. این مواد و حسگرها باید سبک، بادوام و قابل‌اعتماد باشن.
محدودیت‌های IoT در سلامت فضانوردان
این دستگاه‌های IoT هنوز کامل آماده نظارت بر فضانوردان نیستن. یکی از مشکلات بزرگ اینه که مواد سازنده‌شون باید بتونن شرایط فضا رو تحمل کنن. تشعشعات (Radiation) و دماهای شدید می‌تونن به دستگاه‌ها آسیب بزنن، داده‌ها رو خراب کنن یا ارتباطشون با زمین رو قطع کنن.
متصل نگه داشتن همیشگی این سیستم‌ها هم چالش دیگه‌ست و هزینه‌بره. مثل هر فناوری، ماهواره‌هایی که این داده‌ها رو منتقل می‌کنن، پیر می‌شن و آسیب می‌بینن. برای جلوگیری از قطعی، باید امکانات آماده باشه که اگه یه ماهواره ضربه بزرگی خورد، جایگزینش پرتاب بشه. هزینه پرتاب مداوم ماهواره‌ها برای جایگزینی اونایی که قدرت‌شون کم می‌شه هم باید در نظر گرفته بشه.
حالا که این دستگاه‌های سلامتی دارن آنلاین می‌شن، امنیت سایبری (Cybersecurity) خیلی مهم می‌شه. مقابله با یه حمله باج‌افزاری خودش استرس‌زاست، حالا تصور کنید زندگی فضانوردان هم به خطر بیفته چون هکری به یه بخش حیاتی مأموریت نفوذ کرده! قبل از اینکه IoT استاندارد جدید اکتشاف فضایی بشه، نظارت بر سلامتی، انتقال پایدار داده‌ها، هزینه‌ها و امنیت سایبری نیاز به تحقیق بیشتری دارن.
IoT استانداردهای جدیدی برای سلامت فضانوردان تعیین می‌کنه
با رشد فناوری IoT، اکتشافات بزرگ‌تر راه رو برای محیط بهتر و سیستم پشتیبانی قوی‌تر برای مسافران فضا باز می‌کنه. این یعنی فرصت برای مأموریت‌های طولانی‌تر دورتر از زمین و شرایط بهتر تو شاتل‌ها و ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS).
IoT نه‌تنها ایمنی و سلامت فضانوردان رو تضمین می‌کنه، بلکه با داده‌های هوشمندش به مأموریت‌های فضایی جون تازه‌ای می‌ده. اگه به فضا و فناوری علاقه دارید، IoT چیزیه که باید دنبالش باشید—آینده سفرهای فضایی اینجاست!
منبع: iotforall