Obrazový kredit: NASA
NASA má záhadu, ktorú musí vyriešiť: Môžu ľudia ísť na Mars alebo nie?
„Je to otázka ožarovania,“ hovorí Frank Cucinotta z projektu NASA v oblasti kozmického žiarenia v vesmírnom stredisku Johnson Space Center. "Vieme, koľko žiarenia je vonku a čaká na nás medzi Zemou a Marsom, ale nie sme si istí, ako na to bude ľudské telo reagovať."
Astronauti NASA sú vo vesmíre, mimo neho a už 45 rokov. S výnimkou niekoľkých rýchlych výletov na Mesiac však nikdy nestrávili veľa času ďaleko od Zeme. Hlboký priestor je plný protónov zo slnečných svetiel, gama lúčov z novonarodených čiernych dier a kozmických lúčov z vybuchujúcich hviezd. Dlhá cesta na Mars bez veľkej planéty v blízkosti, ktorá by blokovala alebo odkláňala toto žiarenie, bude novým dobrodružstvom.
NASA zvažuje radiačné nebezpečenstvo v jednotkách rizika rakoviny. Zdravý 40-ročný nefajčiarsky americký muž má 20% šancu, že nakoniec zomrie na rakovinu. To je, ak zostane na Zemi. Ak cestuje na Mars, riziko stúpa.
Otázka znie, koľko?
"Nie sme si istí," hovorí Cucinotta. Podľa štúdie z roku 2001 o ľuďoch, ktorí boli vystavení veľkým dávkam žiarenia - napríklad prežili atómové bomby v Hirošime a, čo je iróniou, u pacientov s rakovinou, ktorí podstúpili ožarovanie - ďalšie riziko 1000-dennej misie na Mars leží niekde medzi 1% a 19% , „Najpravdepodobnejšou odpoveďou je 3,4%,“ hovorí Cucinotta, „ale chybové stĺpce sú široké.“
Šance sú pre ženy ešte horšie, dodáva. "Vzhľadom na prsia a vaječníky je riziko pre kozmonauty takmer dvojnásobné ako pre mužov."
Vedci, ktorí túto štúdiu vypracovali, predpokladali, že loď Mars bude postavená „väčšinou z hliníka, ako je starý príkazový modul Apollo,“ hovorí Cucinotta. Koža lode by absorbovala asi polovicu žiarenia, ktoré by ju zasiahlo.
„Ak je dodatočné riziko iba pár percent? sme v poriadku. Mohli by sme postaviť vesmírnu loď z hliníka a zamieriť na Mars. “ (Hliník je obľúbeným materiálom pre stavbu vesmírnych lodí, pretože je ľahký, pevný a známy inžinierom z dlhých desaťročí používania v leteckom priemysle.)
„Ale ak je to 19%? náš kozmonaut 40 rokov by mal po návrate na Zem čeliť 20% + 19% = 39% pravdepodobnosti rozvoja rakoviny ukončujúcej život. To nie je prijateľné. “
Chybové stĺpce sú z dobrého dôvodu veľké, tvrdí Cucinotta. Žiarenie vesmíru je jedinečnou kombináciou gama lúčov, vysokoenergetických protónov a kozmických lúčov. Výbuchy atómovej bomby a liečba rakoviny, ktoré sú základom mnohých štúdií, nenahrádzajú „skutočnú vec“.
Najväčšou hrozbou pre astronautov na ceste na Mars sú galaktické kozmické lúče - alebo „GCR“. Jedná sa o častice zrýchlené takmer na rýchlosť svetla vzdialenými výbuchmi supernovy. Najnebezpečnejšie GCR sú ťažké ionizované jadrá ako Fe + 26. „Sú oveľa energickejšie (milióny MeV) ako typické protóny urýchlené slnečnými erupciami (desiatky až stovky MeV),“ poznamenáva Cucinotta. GCRs prechádzajú cez kožu kozmických lodí a ľudí, ako sú malé delové gule, rozbíjajú vlákna DNA molekúl, poškodzujú gény a ničia bunky.
Astronauti majú zriedka skúsenosti s plnou dávkou týchto vesmírnych GCR. Zoberme si medzinárodnú vesmírnu stanicu (ISS): obieha iba 400 km nad zemským povrchom. Telo našej planéty, ktoré sa blíži, zachytí asi jednu tretinu GCR skôr, ako sa dostanú k ISS. Ďalšia tretina je odklonená zemským magnetickým poľom. Kozmonauti s raketoplánom majú podobné zníženie.
Astronómovia Apolla, ktorí cestujú na Mesiac, absorbovali vyššie dávky - asi trojnásobok úrovne ISS -, ale iba počas niekoľkých dní počas plavby Zem - Mesiac. GCR môže poškodiť oči, poznamenáva Cucinotta. Na ceste na Mesiac posádky Apolla hlásili, že v sietniciach vidia záblesky kozmického žiarenia a teraz, o mnoho rokov neskôr, sa u niektorých z nich vyvinula katarakta. Inak sa zdá, že veľa netrpeli. „Niekoľko dní„ tam vonku “je pravdepodobne bezpečné,“ uzatvára Cucinotta.
Ale kozmonauti, ktorí cestujú na Mars, budú „tam“ na rok alebo dlhšie. „Zatiaľ nemôžeme spoľahlivo odhadnúť, čo kozmické lúče pre nás urobia, keď budeme vystavení tak dlho,“ hovorí.
Zistenie je poslaním nového laboratória NASA pre vesmírne žiarenie (NASRL), ktoré sa nachádza v Národnom laboratóriu amerického ministerstva energetiky v Brookhavene v New Yorku. Otvoril sa v októbri 2003. „V NSRL máme urýchľovače častíc, ktoré dokážu simulovať kozmické žiarenie,“ vysvetľuje Cucinotta. Vedci vystavujú cicavčie bunky a tkanivá lúčom častíc a potom skúmajú poškodenie. „Cieľom je do roku 2015 znížiť neistotu v našich odhadoch rizika iba na niekoľko percent.“
Akonáhle sú riziká známe, NASA sa môže rozhodnúť, aký typ lode bude stavať. Je možné, že bežné stavebné materiály, ako je hliník, sú dosť dobré. Ak nie, „už sme identifikovali niekoľko alternatív,“ hovorí.
A čo vesmírna loď vyrobená z plastu?
„Plasty sú bohaté na vodík - prvok, ktorý dobre absorbuje kozmické lúče,“ vysvetľuje Cucinotta. Napríklad polyetylén, z ktorého sú rovnaké vrecká na odpadky vyrobené, absorbuje o 20% viac kozmického žiarenia ako hliník. Forma vystuženého polyetylénu vyvinutého v Marshall Space Flight Center je desaťkrát silnejšia ako hliník a je tiež ľahšia. To by sa mohlo stať materiálom voľby pre stavbu vesmírnych lodí, ak bude možné vykonať dostatočne lacno. „Aj keď nebudeme stavať celú kozmickú loď z plastu,“ poznamenáva Cucinotta, „stále by sme ju mohli použiť na ochranu kľúčových oblastí, ako sú obytné miestnosti.“ V skutočnosti sa to už robí na palube ISS.
Ak plast nie je dosť dobrý, môže byť potrebný čistý vodík. Libra za libru, tekutý vodík blokuje kozmické lúče 2,5-krát lepšie ako hliník. Niektoré pokročilé dizajny kozmických lodí si vyžadujú veľké nádrže na kvapalné vodíkové palivo, takže „mohli by sme posádku ochrániť pred žiarením obalením palivovej nádrže okolo ich životného priestoru,“ špekuluje Cucinotta.
Môžu ľudia ísť na Mars? Cucinotta tomu verí. Najprv však musíme „zistiť, koľko žiarenia naše telá dokážu zvládnuť a aký druh vesmírnej lode musíme postaviť.“ V laboratóriách po celej krajine sa práca už začala.
Pôvodný zdroj: NASA Science Story
