Kép jóváírása: NASA
A NASA rejtélyét meg kell oldani: menhetnek-e az emberek a Marsra, vagy sem?
"Ez a sugárzás kérdése" - mondja Frank Cucinotta, a NASA Űr Sugárzási Egészségügyi Projektje a Johnson Űrközpontban. "Tudjuk, hogy mekkora a sugárzás, és vár ránk a Föld és a Mars között, de nem vagyunk biztosak benne, hogy az emberi test hogyan reagál erre."
A NASA űrhajósai 45 éve vannak űrben, kikapcsolva és bekapcsolva. Néhány gyors holdi kirándulás kivételével soha nem töltöttek sok időt a Földtől távol. A mély helyet napfények protonjai, újszülött fekete lyukainak gamma-sugarai és robbanó csillagok kozmikus sugarai töltik meg. Új kaland lesz egy hosszú út a Mars felé, amelynek közelében nincs nagy bolygó a sugárzás blokkolására vagy elterelésére.
A NASA a sugárterhelést a rákkockázatok egységeiben mérlegeli. Egy egészséges, 40 éves, nem dohányzó amerikai férfinak 20% -os esélye van arra, hogy végül meghaljon a rákból. Ez akkor van, ha a Földön marad. Ha Marsba utazik, a kockázat növekszik.
A kérdés az, hogy mennyi?
"Nem vagyunk benne biztosak" - mondja Cucinotta. Egy 2001. évi, nagy sugárterhelésnek kitett emberek - például Hirosima atombomba túlélőinek és irónikus módon - sugárkezelésben részesült rákos betegeknek - tanulmánya szerint az 1000 napos Mars-küldetés kockázata 1% és 19% között van. . "A legvalószínűbb válasz 3,4%" - mondja Cucinotta -, de a hibajelző táblák szélesek. "
A nők esetében az esély még rosszabb, tette hozzá. "Mell és petefészek miatt a női űrhajósok kockázata majdnem kétszerese a férfiak kockázatának."
A kutatást végző kutatók feltételezték, hogy a Mars-hajót „főleg alumíniumból építik, mint egy régi Apollo parancsmodul” - mondja Cucinotta. Az űrhajó bőre elnyeli a rá ható sugárzás körülbelül felét.
„Ha az extra kockázat csak néhány százalék? rendben vagyunk. Egy űrhajót építhetnénk alumíniummal és a Mars felé tartva. ” (Az alumínium az űrhajók építésének kedvenc anyaga, mivel könnyű, erős és a mérnökök számára ismerős az űrhajózási ipar hosszú évtizedes felhasználása óta.)
- De ha ez 19%? 40 valamennyien űrhajósunk 20% + 19% = 39% eséllyel szembesül életcélú rák kialakulásával, mihelyt visszatér a Földre. Ez nem elfogadható. ”
A hibacsíkok nagyok - mondja Cucinotta - jó okból. Az űrsugárzás a gamma-sugarak, a nagy energiájú protonok és a kozmikus sugarak egyedi keveréke. Számos tanulmány alapját képező atombombák és rákkezelések nem helyettesítik a „valódi dolgot”.
A Marsba vezető űrhajósok legnagyobb veszélyét a galaktikus kozmikus sugarak, vagy röviden a „GCR” képezik. Ezek olyan részecskék, amelyek távoli szupernóva-robbanások eredményeként csaknem kis sebességre gyorsultak fel. A legveszélyesebb GCR-k a nehéz ionizált magok, például a Fe + 26. „Sokkal energikusabbak (millió millió MeV), mint a szokásos protonok, amelyeket a napfény fáklyák felgyorsítanak (MeV több tízezrei vagy százai)” - jegyzi meg Cucinotta. A GCR-ek az űrhajók és az emberek bőrén keresztül hordoznak, mint például apró ágyúgolyók, megtörve a DNS-molekulák szálait, károsítva a géneket és megölve a sejteket.
Az űrhajósok ritkán tapasztaltak meg teljes adagot ezekből a mély űrbeli GCR-kből. Vegye figyelembe a Nemzetközi Űrállomást (ISS): csak 400 km-re kering a Föld felszíne felett. Bolygónk teste, ahogy fenyeget, a GCR körülbelül egyharmadát elfogja, mielőtt elérnék az ISS-t. Egy másik harmadot a Föld mágneses tere irányítja. Az űrrepülőgép űrhajósai hasonló csökkentéseket élveznek.
A Holdra utazó Apollo űrhajósok nagyobb adagokat szívtak fel - az ISS szint körülbelül háromszorosa -, de a Föld-Hold körutazás során csak néhány napig. Lehet, hogy a GCR-k megrontották a szemüket, jegyzi meg Cucinotta. A hold felé vezető úton az Apollo legénysége kozmikus sugarak villogását látta retinajában, és sok évvel később néhányukban szürkehályog alakult ki. Egyébként úgy tűnik, hogy nem szenvedtek sokat. „Néhány nap odakinn valószínűleg biztonságos” - fejezi be Cucinotta.
De a Marsba utazó űrhajósok legalább egy évig „ott lesznek”. "Még nem tudjuk megbízhatóan megbecsülni, hogy a kozmikus sugarak mit fognak tenni velünk, ha ilyen sokáig kitéve vagyunk" - mondja.
Ennek megismerése a NASA új Űr Sugárzási Laboratóriumának (NSRL) küldetése, amely az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Brookhaven Nemzeti Laboratóriumában található New Yorkban. 2003. októberében nyitotta meg. “Az NSRL-nél részecskegyorsítók vannak, amelyek szimulálhatják a kozmikus sugarakat” - magyarázza Cucinotta. A kutatók az emlős sejteket és szöveteket a részecskenyalábnak teszik ki, majd megvizsgálják a károsodást. "A cél az, hogy 2015-ig csupán néhány százalékra csökkentsük a kockázatbecslésünk bizonytalanságát."
Amint a kockázatok ismertek, a NASA eldöntheti, hogy milyen űrhajót épít. Lehetséges, hogy a szokásos építőanyagok, például az alumínium, elég jóak. Ha nem, „már azonosítottunk néhány alternatívát” - mondja.
Mi lenne egy műanyag űrhajóval?
„A műanyagok hidrogénben gazdagok - egy olyan elem, amely jó munkát képes elnyelni a kozmikus sugarakat” - magyarázza Cucinotta. Például a polietilénből, ugyanabból az anyagból készült szemetes zsákokból készül, 20% -kal több kozmikus sugarat vesz fel, mint az alumínium. A megerősített polietilénnek a Marshall Űrközpontban kifejlesztett formája tízszer erősebb, mint az alumínium, és könnyebb is. Ez elegendő anyag lehet az űrhajó-építés számára, ha elég olcsón el lehet állítani. "Még akkor is, ha nem az egész űrhajót műanyagból építjük," jegyzi meg Cucinotta, "továbbra is felhasználhatjuk azt a kulcsfontosságú területeket, mint például a legénység helyiségeit." Valójában ez már megtörtént az ISS fedélzetén.
Ha a műanyag nem elég jó, akkor tiszta hidrogénre lehet szükség. A font fontért a folyékony hidrogén 2,5-szer jobban blokkolja a kozmikus sugarakat, mint az alumínium. Néhány fejlett űrhajó-formatervezés nagy folyékony hidrogén-üzemanyag-tartályokat igényel, tehát „meg tudnánk védeni a legénységet a sugárzástól azáltal, hogy az üzemanyag-tartályt a lakóterületükbe csomagoljuk” - spekulálja Cucinotta.
Menhetnek az emberek Marsra? Cucinotta úgy gondolja. De először: "ki kell találnunk, hogy mennyi sugárzást tudunk a testünk kezelni, és milyen űrhajót kell építeni". Az ország egész területén működő laboratóriumokban a munka már megkezdődött.
Eredeti forrás: NASA Science Story
