Kreditna slika: NASA
NASA mora razriješiti misteriju: Mogu li ljudi ići na Mars, ili ne?
"To je pitanje zračenja", kaže Frank Cucinotta iz NASA-inog projekta za zdravlje zračenja u Svemiru. "Znamo koliko zračenja vani čeka nas između Zemlje i Marsa, ali nismo sigurni kako će ljudsko tijelo reagirati na to."
NASA astronauti su bili u svemiru, isključeni i uključeni već 45 godina. Osim nekoliko brzih putovanja na Mjesec, nikad nisu proveli puno vremena daleko od Zemlje. Duboki prostor ispunjen je protonima iz solarnih bljeskova, gama zrakama iz crnih rupa novorođenčadi i kozmičkim zrakama eksplodirajućih zvijezda. Duga plovidba Marsom, u blizini nema velikog planeta koji bi blokirao ili odbio tu radijaciju, bit će nova avantura.
NASA važi opasnost od zračenja u jedinicama rizika od raka. Zdrav muškarac od 40 godina koji ne puši, ima (nevjerojatnih) 20% šanse da na kraju umre od raka. To je ako ostane na Zemlji. Ako putuje na Mars, rizik raste.
Pitanje je, koliko?
"Nismo sigurni", kaže Cucinotta. Prema istraživanju iz 2001. godine na ljudima koji su izloženi velikim dozama zračenja - npr. Preživjelima Hirošime atomske bombe i, ironično, oboljelima od raka koji su bili podvrgnuti radijacijskoj terapiji - dodatni rizik 1000-dnevne misije na Marsu leži negdje između 1% i 19% , "Najvjerojatniji odgovor je 3,4%," kaže Cucinotta, "ali trake grešaka su široke."
Izgledi su još gori za žene, dodaje. "Zbog grudi i jajnika rizik od ženskih astronauta gotovo je dvostruko veći od muškaraca."
Istraživači koji su izveli studiju pretpostavili su da će brod Mars biti izgrađen "uglavnom od aluminija, poput starog zapovjednog modula Apolona", kaže Cucinotta. Koža svemirskog broda apsorbirala bi oko polovice zračenja koja na njega djeluje.
"Ako je dodatni rizik samo nekoliko posto? u redu smo Mogli bismo izgraditi svemirski brod koristeći aluminij i krenuti prema Marsu. " (Aluminij je omiljeni materijal za izgradnju svemirskih brodova, jer je lagan, jak i poznat inženjerima iz dugih desetljeća upotrebe u zrakoplovnoj industriji.)
"Ali ako je to 19%? naš astronaut s 40-tak godina suočio bi se s 20% + 19% = 39% šansi za razvoj karcinoma koji beži do kraja života nakon što se vrati na Zemlju. To nije prihvatljivo. "
Kućice pogrešaka su velike, kaže Cucinotta, s dobrim razlogom. Svemirska zračenja jedinstvena je mješavina gama-zraka, visokoenergetskih protona i kozmičkih zraka. Eksplozije atomske bombe i liječenje raka, osnova mnogih studija, nisu zamjena za "stvarnu stvar".
Najveća prijetnja astronautima na putu do Marsa jesu galaktičke kozmičke zrake - ili ukratko "GCRs". To su čestice ubrzane do skoro svjetlosne brzine udaljenim eksplozijama supernove. Najopasnije GCR su teške ionizirane jezgre poput Fe + 26. "Oni su puno energičniji (milijuni MeV) od tipičnih protona koji se ubrzavaju sunčevim bakljama (deseci do stotine MeV)", napominje Cucinotta. GCR-i bacaju kroz svemirske brodove i ljudi vole sićušne topovske kuglice, razbijajući konce molekula DNA, oštećujući gene i ubijajući stanice.
Astronauti rijetko su iskusili punu dozu tih GCR-ova iz dubokog svemira. Razmotrite Međunarodnu svemirsku stanicu (ISS): ona orbitira samo 400 km iznad Zemljine površine. Tijelo našeg planeta, koje se nalazi velika, presreće oko jedne trećine GCR-a prije nego što dođu do ISS-a. Trećina se odbija u Zemljinom magnetskom polju. Astronauti svemirskog šatla uživaju u sličnim smanjenjima.
Astronauti Apollo koji su putovali na Mjesec apsorbirali su veće doze - oko 3 puta više od razine ISS-a - ali samo nekoliko dana tijekom krstarenja Zemljom i Mjesecom. GCR-i su im mogli oštetiti oči, napominje Cucinotta. Na putu prema Mjesecu posade Apolona izvijestile su kako u svojim mrežama vide bljeskove kozmičkih zraka, a sada su, mnogo godina kasnije, neke od njih razvile kataraktu. Inače izgleda da nisu mnogo patili. "Nekoliko je dana" vani "vjerojatno na sigurnom", zaključuje Cucinotta.
Ali astronauti koji putuju na Mars bit će „vani“ godinu ili više godina. "Još ne možemo pouzdano procijeniti što će nam svemirske zrake činiti kad smo toliko dugo izloženi", kaže on.
Otkrivanje je misija NASA-inog novog svemirskog zračenja (NSRL), smještenog u Nacionalnoj laboratoriji američkog ministarstva za energetiku Brookhaven u New Yorku. Otvoren je u listopadu 2003. "Na NSRL-u imamo akcelerere čestica koji mogu simulirati kozmičke zrake", objašnjava Cucinotta. Istraživači izlažu stanice sisavaca i tkiva snopovima čestica, a zatim pregledaju oštećenja. „Cilj je u 2015. godini smanjiti neizvjesnost naših procjena rizika na samo nekoliko posto.“
Nakon što su rizici poznati, NASA može odlučiti kakav će svemirski brod graditi. Moguće je da su obični građevinski materijali poput aluminija dovoljno dobri. Ako ne, „već smo identificirali neke alternative“, kaže on.
Što kažete na svemirski brod od plastike?
"Plastika je bogata vodikom - elementom koji dobro obavlja apsorbiranje kozmičkih zraka", objašnjava Cucinotta. Na primjer, polietilen, od kojeg su izrađene vreće za smeće od istog materijala, apsorbira 20% više kozmičkih zraka od aluminija. Oblik ojačanog polietilena razvijen u Svemirskom centru za svemirske letjelice Marshall 10 puta je jači od aluminija, a također i lakši. Ovo bi moglo postati materijal izbora za izgradnju svemirskog broda, ako ga možete napraviti dovoljno jeftino. "Čak i ako ne napravimo čitav svemirski brod od plastike," napominje Cucinotta, "još uvijek bismo ga mogli koristiti za zaštitu ključnih područja poput četvrti posade." Zapravo, to je već učinjeno na brodu ISS.
Ako plastika nije dovoljno dobra, onda može biti potreban čisti vodik. Funta za kilogram, tekući vodik blokira kozmičke zrake 2,5 puta bolje nego aluminij. Neki napredni dizajni svemirskih letjelica zahtijevaju velike rezervoare tekućeg vodikovog goriva, tako da „mogli bismo zaštititi posadu od zračenja omotavanjem spremnika goriva oko njihovog životnog prostora“, nagađa Cucinotta.
Mogu li ljudi ići na Mars? Cucinotta vjeruje u to. Ali prvo, "moramo shvatiti koliko zračenja mogu podnijeti naša tijela i kakav svemirski brod moramo graditi." U laboratorijima širom zemlje posao je već započeo.
Izvorni izvor: NASA Science Story
