Кредит за изображение: НАСА
НАСА има тайна, която трябва да разреши: Може ли хората да отидат на Марс, или не?
„Това е въпрос на радиация“, казва Франк Кучинота от проекта за здраве на космическото лъчение на НАСА в космическия център „Джонсън“. "Знаем колко радиация е там, чака ни между Земята и Марс, но не сме сигурни как човешкото тяло ще реагира на това."
Астронавтите на НАСА са в космоса, извън и в продължение на 45 години. С изключение на няколко бързи пътувания до Луната, те никога не са прекарали много време далеч от Земята. Дълбокото пространство е изпълнено с протони от слънчеви пламъци, гама-лъчи от черни дупки на новородени и космически лъчи от експлодиращи звезди. Дългото пътуване до Марс, без голяма планета наблизо, която да блокира или отклонява тази радиация, ще бъде ново приключение.
НАСА претегля радиационната опасност в единици риск от рак. Здравият 40-годишен непушач американски мъж има (огромен) 20% шанс в крайна сметка да умре от рак. Това е, ако той остане на Земята. Ако пътува до Марс, рискът нараства.
Въпросът е колко?
„Не сме сигурни“, казва Кучинота. Според проучване от 2001 г. на хора, изложени на големи дози радиация - напр. Оцелели атомни бомби в Хирошима и, по ирония на съдбата, пациенти с рак, които са преминали лъчева терапия - добавеният риск от 1000-дневна мисия на Марс е някъде между 1% и 19% , "Най-вероятният отговор е 3,4%," казва Кучинота, "но лентите за грешки са широки."
Коефициентът е още по-лош за жените, добавя той. „Поради гърдите и яйчниците рискът за женските астронавти е почти двойно по-голям от риска за мъжете.“
Изследователи, които направиха проучването, предположиха, че корабът на Марс ще бъде построен „предимно от алуминий, като стар команден модул на Аполон“, казва Кучинота. Кожата на космическия кораб би погълнала около половината от радиацията, която го удря.
„Ако допълнителният риск е само няколко процента? добре сме Можем да изградим космически кораб, използвайки алуминий и да се отправим към Марс. " (Алуминият е любим материал за изграждане на космически кораб, тъй като е лек, здрав и познат на инженерите от дълги десетилетия на използване в аерокосмическата индустрия.)
„Но ако е 19%? 40-годишният ни астронавт би се сблъскал с 20% + 19% = 39% шанс да развие доживотен рак, след като се върне на Земята. Това не е приемливо. "
Полетата на грешките са големи, казва Cucinotta, за основателна причина. Космическото лъчение е уникална комбинация от гама-лъчи, високоенергийни протони и космически лъчи. Взривовете на атомната бомба и лечението на рак, основа на много проучвания, не заместват „истинското нещо“.
Най-голямата заплаха за астронавтите по пътя към Марс са галактическите космически лъчи - или „GCRs“ за кратко. Това са частици, ускорени до почти светлинна скорост от далечни експлозии на свръхнови. Най-опасните GCR са тежки йонизирани ядра като Fe + 26. „Те са много по-енергични (милиони МеВ), отколкото типичните протони, ускорени от слънчеви пламъци (десетки до стотици МеВ)“, отбелязва Кучинота. GCRs се барелират през кожата на космически кораби и хората обичат малки топчета от оръдия, разчупвайки нишките на молекулите на ДНК, увреждайки гените и убивайки клетките.
Астронавтите рядко са изпитвали пълна доза от тези ГКР в дълбоки пространства. Помислете за Международната космическа станция (МКС): тя обикаля около 400 км над земната повърхност. Тялото на нашата планета, изглеждащо голямо, прихваща около една трета от GCR, преди да стигнат до МКС. Друга трета се отклонява от магнитното поле на Земята. Астронавтите в космическите совалки се радват на подобни намаления.
Астронавтите на Аполон, пътуващи до Луната, абсорбират по-високи дози - около 3 пъти повече от нивото на МКС - но само за няколко дни по време на круиз Земя-Луна. GCRs може да са повредили очите им, отбелязва Cucinotta. По пътя към Луната екипажите на Аполон съобщават, че виждат космически лъчи в ретините си и сега, много години по-късно, някои от тях са развили катаракта. Иначе изглежда не са страдали много. „Няколко дни„ навън “вероятно са безопасни“, заключава Кучинота.
Но астронавтите, пътуващи до Марс, ще бъдат „там“ за година или повече. „Все още не можем да преценим надеждно какво космически лъчи ще ни сторят, когато сме изложени толкова дълго“, казва той.
Това е мисията на новата космическа радиационна лаборатория (NSRL) на НАСА, разположена в Националната лаборатория на Брукхейвен в Министерството на енергетиката на САЩ в Ню Йорк. Той се отвори през октомври 2003 г. „В NSRL имаме ускорители на частици, които могат да симулират космически лъчи“, обяснява Cucinotta. Изследователите излагат клетките и тъканите на бозайниците на гредите на частиците и след това проучват щетите. „Целта е да намалим несигурността в нашите оценки на риска до само няколко процента до 2015 г.“
След като рисковете са известни, НАСА може да реши какъв космически кораб да изгради. Възможно е обикновените строителни материали като алуминий да са достатъчно добри. Ако не, „вече установихме някои алтернативи“, казва той.
Какво ще кажете за космически кораб, изработен от пластмаса?
"Пластмасите са богати на водород - елемент, който върши добра работа поглъщайки космически лъчи", обяснява Кучинота. Например, полиетилен, от същия материал са направени торби за боклук, абсорбира 20% повече космически лъчи от алуминия. Форма от подсилен полиетилен, разработена в Центъра за космически полети Marshall, е 10 пъти по-здрава от алуминия и също по-лека. Това може да се превърне в материал за избор за изграждане на космически кораб, ако може да се направи достатъчно евтино. „Дори и да не изградим целия космически кораб от пластмаса“, отбелязва Cucinotta, „все още бихме могли да го използваме за екраниране на ключови зони като помещения за екипаж.“ Всъщност това вече е направено на борда на МКС.
Ако пластмасата не е достатъчно добра, тогава може да се изисква чист водород. Паунд за лира, течен водород блокира космическите лъчи 2,5 пъти по-добре, отколкото алуминият. Някои модерни проекти за космически кораби изискват големи резервоари с течно водородно гориво, така че „бихме могли да предпазим екипажа от радиация, като опаковаме резервоара за гориво около жилищното им пространство“, спекулира Cucinotta.
Могат ли хората да отидат на Марс? Cucinotta вярва в това. Но първо, „трябва да разберем колко радиация могат да се справят телата ни и какъв космически кораб трябва да изградим“. В лаборатории из страната работата вече е започнала.
Оригинален източник: Научна история на НАСА
