Под повърхността на вълненията, които заобикалят бъдещето на дългосрочните мисии в космоса, съществува проблем. Ефектите от радиационното излагане на астронавтите не са напълно разбрани, но могат да варират от остра радиационна болест (може би след като бъде уловена в интензивна слънчева буря по време на междупланетен транзит) до постепенно клетъчно увреждане, което значително увеличава риска от рак при дългосрочни мисии. И така, какво можем да направим по въпроса? Човечеството е силно адаптивно и постепенно се реализират някои мерки за противодействие. (И да, руските космически маймуни може да са в състояние да помогнат…)
Проблемът идва, когато хората напуснат защитната покривка на магнитното поле на Земята. Действайки като огромно невидимо силово поле, магнитосферата отклонява повечето от вредните високоенергийни частици, изстрелвани от Слънцето. Всичко, което проникне през тази бариера, бързо се абсорбира от нашата плътна атмосфера. Дори на голяма надморска височина, на ниска земна орбита може да се осигури някаква защита на астронавтите (макар че облъчването на околната среда е далеч по-високо, отколкото тук). Така че, когато говорим за колонизиране на други планети и изпращане на астронавти все повече и повече в дълбокото пространство, излъчването на радиация става по-голям риск.
Непосредствено притеснение е, че астронавтите могат да бъдат хванати в слънчева буря, където Слънцето (обикновено около слънчевия максимум) изхвърля огромни облаци от високо енергийни протони. Ако бурята е достатъчно силна, огромни дози радиация могат да бъдат нанесени на мъжете и жените в космоса. Грубо, доза от 500 рада или повече ще убие човек за два до три часа, а по-малка доза може да причини остра радиационна болест. Радиационната болест може да бъде фатална след седмици, ако астронавтът не получи спешна медицинска помощ. Какво ще кажете за дългосрочното, постепенно въздействие на продължителното излагане на по-високи от нормалните дози радиация? Това е област от космическата медицина, която все още не разбираме напълно.
В ново изследване на Комплексния център за рак в Ломбарди към Медицински център на университета в Джорджтаун, високоенергийната природа на радиация в космоса може да доведе до преждевременно стареене и продължителен оксидативен стрес в клетките. Това също предполага, че астронавтите рискуват по-висок от нормалния риск от ракови заболявания, като рак на дебелото черво, чрез излагане на радиация на „линеен висок линеен енергия“ (LET). LET лъчението се състои от високоенергийни протони, излъчвани от Слънцето и причиняват огромно количество щети на малки участъци от тъканите.
“Излъчването на радиация, умишлено или случайно, е неизбежно по време на нашия живот, но с плановете за мисия до Марс трябва да разберем повече за естеството на радиацията в космоса. Понастоящем няма категорична информация за оценка на риска, който астронавтите могат да изпитат.”- Камал Дата, д-р, доцент в Ломбарди и водещ автор.
С проектното съзвездие на НАСА на хоризонта се съсредоточи вниманието върху дългосрочните ефекти на междупланетното излъчване. В крайна сметка този проект има за цел да изпрати хора на Луната и Марс, но има силни индикатори, че астронавтите ще се сблъскат с повишен риск от рак и намаляване на продължителността на живота, мащабна пречка за мисия, продължила няколко месеца, или процъфтяващо проторегулиране.
Тук ми помагат лабораторните мишки. Количеството „свободни радикали“ (силно реактивни молекули, често свързани с рак и стареене на клетките) се измерва и установява, че мишките развиват силно окислителни (т.е. пълни със свободни радикали молекули) стомашно-чревни тракти, когато са изложени на космическо излъчване с високо LET. Групата Lombardi заключи, че мишките са разработили висок риск за различни видове рак, по-специално рак на стомашно-чревния тракт. Те забелязали също, че след излагане (дори и след два месеца) мишките преждевременно остаряват, което означава, че ефектът от радиационното увреждане може да продължи дълго след излагане на среда с високо LET.
И така, какво можем да направим? Има няколко планове в движение за допълнително тестване на въздействието на радиацията върху хората и за прогнозиране кога астронавтите ще бъдат изложени на риск. Тази седмица Русия обяви (противоречиви) планове да изпрати маймуни обратно в космоса, вероятно до Марс. След като шокът от това „остаряло“ предложение изчезна (предишната руска програма за космически маймуни изчерпа финансиране през 90-те години), стана много ясно какво се надява да постигне руската космическа агенция: да има по-добро разбиране на дългосрочно излагане на човешка физиология в среда с високо LET. Мнозина ще твърдят, че тази практика е жестока и ненужна, но други ще кажат, че маймуните се използват в експериментите всеки ден, защо не трябва да ни помогнат в ултрамодерния свят на космическите пътувания? Съдебните заседания все още са на този дебат, но има много начини да се проучи и противодейства на радиационния ефект върху хората.
Съществуват и много системи за защита на човечеството от натиска на слънчевите бури. С помощта на Слънчевата и Хелиосферната обсерватория (SOHO) и други плавателни съдове, разположени между Земята и Слънцето, е създадена система за ранно предупреждение, която да осигурява на астронавтите на орбита известно време, за да се прикрие, ако слънчевата светкавица стартира, обвързана със Земята. Тази система е напълно работеща и вече се е доказала. Наскоро се заиграх с идеята за подобна система за ранно предупреждение, базирана на Марс, осигуряваща на бъдещите колонии на Марс с около 40 минути напреднало известие за настъпваща слънчева буря.
Екранирането е друга очевидна защитна мярка. Колониите на Луната и Марс най-вероятно ще използват големи количества реголит, за да блокират входящите частици. Само няколко метра местно изкопан реголит ще осигури отлична защита. Но какво ще кажете за пътуването до Марс? Как ще бъдат защитени астронавтите на проекти като Constellation? Може би един усъвършенстван „йонен щит“ може да работи?
Какъвто и да е ефектът на радиацията върху хората в космоса, изглежда очевидно, че сме в начална възраст на космическия полет и вече се справяме с някои от най-трудните проблеми. През следващите няколко години много усилия ще бъдат насочени към здравето на астронавтите, надяваме се да намерят някои отговори на проблема с космическото излъчване.
Оригинален източник: Медицински център на университета Джорджтаун
