Az űr sugárzása csendben megállítja az embereket a Mars felé

A nem számolható veszélyek veszélyeztetik az emberi űrhajósokat, akik mély térbe utaznak. Ezek közül néhány, mint az aszteroidák, nyilvánvalóak és elkerülhetőek bizonyos tisztességes LIDAR-okkal. Mások nem. A nem-annyira lista tetején az űr sugárzás, amit a NASA most már készen áll arra, hogy megvédje a felfedezőket, miközben a Marsba szállítja őket. A magnetoszférán kívüli sugárzási környezet nem kedvez az életnek, vagyis az űrhajósok védelme nélküli küldése egyenértékű azzal, hogy elküldjük őket a végzetükre.

Míg űrhajósokat küldünk az űrbe több mint fél évszázadig, ezeknek a küldetéseknek a túlnyomó többsége az alacsony Föld körüli pályára való utazásra korlátozódott - 99 és 1200 mérföld között. A Föld mágneses mezője - amely több ezer mérföldet foglal magába az űrbe - megvédi a bolygót attól, hogy nagy energiájú napenergia részecskéket érjen el óránként több mint egymillió mérföldre.

Az űr sugárzásának három nagy forrása van, és mindegyikük bizonyos kockázatot jelent, amelyet nem lehet mindig előre megjósolni vagy megvédeni. Az első a csapdába eső sugárzás. Bizonyos részecskék nem kerülnek a Föld mágneses mezőjébe. Ehelyett a Föld két nagy mágneses gyűrűjének egyikében csapdába esnek, és a Van Allen sugárzási övek részeként felhalmozódnak. A NASA-nak csak a Van Allen övekkel kellett küzdenie az Apollo missziók során.

A második forrás a galaktikus kozmikus sugárzás, vagy a GCR, amely a naprendszer kívülről származik. Ezek az ionizált atomok alapvetően a fénysebességgel utaznak, bár a Föld mágneses mezője is képes megvédeni a bolygót és az objektumokat az alacsony Föld körüli pályán a GCR-től.

Az utolsó forrás a napelem részecske eseményeiből származik, amelyek hatalmas injekciós energiájú részecskék, amelyeket a nap termel. Különbség van a nap által általában kibocsátott napszélek között, amelyek körülbelül egy napot érnek el a Földre jutáshoz, és ezek a magasabb intenzitású események, amelyek 10 percen belül megrekedtek. Az SPE az esetlegesen halálos sugárzási mennyiség mellett az űrhajósok számára néha vadul kiszámíthatatlanná válhat, ami megnehezíti a NASA tudósai és mérnökei számára, hogy védelmi intézkedéseket alakítsanak ki ellenük.

A NASA megvizsgálja az űrsugárzást arról, hogy a munkáltatók hogyan határozzák meg a munkavállalók számára elfogadható kockázatokat - nem fognak az asztronautákat a rák kialakulásának bizonyos küszöbértéket meghaladó foglalkozási kockázatának alávetni. Ennek az értékelésnek a fejlesztése érdekében a NASA egy sor különböző tényezőt vizsgál, amiből a legénység megy, milyen messze van a naptól, hogy milyen a napenergia-ciklus ebben az időben, hogy milyen hajóra és árnyékolásra használják őket? újra dolgozni. A biológusok egy csoportja tanulmányozza, hogy milyen fiziológiai hatások lehetnek az adott utazáson, és számítógépes modelleket használ a munkahelyi kockázatok felmérésére.

A NASA esetében az elfogadható kockázat a rák 3% -os túlélési kockázatát jelenti.

A rák kockázatának mérséklése azonban nem az egyetlen probléma. A leggyakoribb probléma az émelygés - nem olyan rossz, ha egy olyan űrhajón tartózkodik, ahol a közeli sávszélességű zsákok vannak, de nagyon veszélyes, ha egy űrben jársz, és mindössze egy űrruhát használsz, hogy elkapd a hányást. Az immunrendszer néhány napig vagy hetekig is megüthet, és a fertőzöttség fogása a halottakban nem lehet bueno.

Jelenleg a legnagyobb dolog, amit az űrrepüléssel kapcsolatos űrhajósok - különösen a GCR - védelme jelent, az anyagi árnyékolás. Ez meglehetősen jól működik, de nem tudjuk, milyen vastag legyen az árnyékolás a Marson kötött hajón. Túl vastag, és költséges megengedhetetlen, hogy a hajót az űrbe tegyük, nem is beszélve a sztratoszférába. Túl vékony és a legénység szenved. Tény, hogy a vékony pajzsok ténylegesen növelhetik a másodlagos sugárzást. Ez az oka annak, hogy az alumínium a választott anyag volt - elég erős ahhoz, hogy elszakítsa a kozmikus sugár részecskéket, de elég világos ahhoz, hogy az űrhajók hatékonyan utazhassanak.

De a NASA küldött űrhajósokat a Holdra és vissza - a Van Allen öveken keresztül - nem kevesebbet - és senki sem halt meg. Ez nem jelenti azt, hogy már kiderült az egész kozmikus sugárzás?

Nem egészen. Az űr sugárzás hatása az expozíciótól függ - minél hosszabb ideig tartózkodik az űrben, annál nagyobb a veszélye. Az Apollo-missziók körülbelül három napot vettek a Holdra. A legénység Apollo 11 nyolc nappal hazaérkezett. A Mars missziók időkeretének mértéke a évek. „A Mars-misszióknak két különböző osztálya van” - mondja Gregory Nelson, a Loma Linda Egyetem kutatója, aki a térbeli sugárzás fiziológiai hatásaira specializálódott. „Egyikük gyorsabban jut el oda, így hosszabb ideig maradhat a Mars felszínén. Azt hiszem, ez 500 nap, és gyorsan visszatérsz. A másik változatban 900 napig tartott. ”Nelson szerint a Marsba utazó személyzet valószínűleg körülbelül egy szürke sugárzásnak van kitéve - több mint 277-szerese a normál évi sugárterhelésnek a Földön.

A rák kialakulásának vagy a halálos sugárzásnak való kitettség kockázata ebben az időszakban exponenciálisan emelkedik. Egyszerű alumínium árnyékolás nem vágja le. Vannak feltörekvő technológiák, amiket a tudósok tanulnak és tesztelnek, amelyek hasznosak lehetnek.

Az egyik az „aktív árnyékolás” fogalma, amelyben mesterséges mágneses mezőt hoz létre a szupravezető mágneseken keresztül. Sajnos, amint azt Nelson mondja, ezek a technológiák túl sok energiát igényeltek. „Egy egész másik nehéz űrhajót és áramellátást kell repülnie, hogy működjön” - mondja. Vannak tudósok, akik kisebb mezőket termelnek az egyének vagy a földi járművek védelmére. Nelson szerint az aktív árnyékolás „nem bizonyított”.

- A probléma - mondja -, hogy a részecskék egyidejűleg minden irányba jönnek-e, így nem olyan, mintha a kezét kinyújtaná, és elegendő lenne a napfény nézetének blokkolása.

Egy másik ötlet az, hogy ténylegesen beavatkozzunk a biológiai szinten. A jelenleg vizsgált és tesztelt ötlet az antioxidánsok nagy koncentrációban való alkalmazása, amelyet rossz napsugárzás után lehet alkalmazni. Nelson idézi az E-vitamin-összetevők vagy a fekete áfonya, eper vagy vörösbort tartalmazó tápanyagok alkalmazását. Dorit Donoviel, az Országos Térbiológiai Orvostudományi Kutatóintézet helyettes főmérnöke, valami hasonlóval dolgozik, a késői stádiumú rákos betegeken végzett klinikai vizsgálatok során azon potenciális vegyületek azonosításával, amelyek specifikus sugárzási események következtében megakadályozhatják a helyi tumor kialakulását.

Sajnos a legtöbb tanulmány egérmodellekre vagy emberekre támaszkodik, akik nem képviselik az egészséges, illeszkedő testet, amely szinte minden asztronautát definiál. Összességében Nelson úgy véli, hogy ezek a módszerek eddig nem hatékonyak, mivel a kozmikus sugárzásban található nagy mennyiségű töltött részecske van. Ezt még inkább rontja az a tény, hogy a biológiai beavatkozások szörnyű mellékhatásokat okozhatnak - és azt szeretné, ha az asztronautáknak hetente kellene valamit szörnyűnek tenni a testükbe.

Mind Nelson, mind Donoviel megismétli, hogy jelenleg a NASA nem tud embereket küldeni a Marsra, és még mindig magabiztosan ragaszkodik a rák kialakulásának három százalékos kockázatához. Ez természetesen nem jelenti azt, hogy a kutatás megáll - de ha a hivatal a 2030-as évek végére a vörös bolygón lévő csizmát kívánja elhelyezni, sokkal több munkát kell tennie, hogy megoldja a térbeli sugárzást.