În golul vast al spațiului, două forme de astronauți de amenințare a radiațiilor: razele cosmice se fixează prin galaxie la viteze aproape de lumină, în timp ce activitatea solară produce o formă de radiație mai supusă. Ambele sunt o problemă pentru călătorii spațiali, provocând afecțiuni de la vederea deficitară la cancer.
Această radiație nu este o problemă aici pe Pământ, datorită atmosferei de protecție a planetei, care blochează cel mai rău. Însă inginerii nu au încă metode eficiente pentru a proteja astronauții de aceste pericole și asta adaugă un nivel suplimentar de risc planurilor deja riscante de a trimite oamenii pe Marte într-o călătorie de trei ani până în anii 2030.
„Pot exista riscuri la nivel de misiune care să pună literalmente misiunea în pericol - întreaga misiune, nu doar astronauții individuali - dacă unul sau mai mulți membri ai echipajului sunt incapacitați”, spune expertul în radiații, Ron Turner, consilier științific principal la Institutul NASA pentru Conceptele avansate din Atlanta care studiază strategiile de gestionare a riscurilor pentru misiunile spațiului uman. „Este important să obținem aceste date în următorii zece ani, astfel încât să putem face o planificare prudentă pentru o viitoare misiune pe Marte”.
Soarele vărsă constant particule energetice prin vântul solar. Și nivelurile acestor particule cresc și scad în timpul ciclului solar de 22 de ani. Furtunile solare pot, de asemenea, să arunce în spațiu pâlcuri masive de particule încărcate, vârful de 11 ani producând cea mai mare activitate. Radiația puternică nu poate doar să crească riscurile de cancer pe termen lung, ci și să producă probleme imediate, cum ar fi vărsăturile, oboseala și problemele de vedere.
Ca și activitatea solară, razele cosmice au potențialul de a provoca cancer. Aceste particule cu energie mare, cu viteză mare, provin din afara sistemului solar și pot deteriora grav celulele umane. Spre deosebire de radiațiile solare, cu toate acestea, razele cosmice ar putea, de asemenea, să stârnească efecte degenerative pe termen lung în timp ce sunt încă în spațiu, inclusiv boli de inimă, eficacitate redusă a sistemului imunitar și simptome neurologice asemănătoare cu Alzheimer.
Fără atmosfera Pământului pentru a-i proteja, astronauții de la Stația Spațială Internațională trebuie deja să facă față acestor pericole de radiații. Aceștia pot căuta adăpost într-o parte mai puternic protejată a navei atunci când soarele eliberează o explozie de radiații deosebit de mare. Însă evitarea atacului constant și constant al radiațiilor cosmice prezintă o provocare mai mare. Și nimeni de pe ISS nu trebuie să experimenteze încă pericolele totale de radiații care ar putea fi văzute într-o misiune de trei ani pe Marte și înapoi; cantitatea maximă de timp petrecută de cineva pe stația spațială este de 14 luni.
O coca mai groasă poate ajuta la blocarea razelor cosmice cu energie mai mică, dar orice raze cu putere mare pot trece cu ușurință, notează Turner. În plus, dublarea grosimii nominale a unei căști a navei spațiale reduce doar amenințarea pentru astronauți cu aproximativ 10 la sută, număr care depinde atât de razele cât și de ecranare. Acea scutare suplimentară adaugă greutate unei nave spațiale, limitând ceea ce poate fi dedicat aprovizionărilor pentru știință și supraviețuire.
Turner spune că cel mai bun mod de a atenua pericolul cauzat de razele cosmice nu va veni din ecranare. În schimb, consideră că soluția va veni din reducerea timpului în care astronauții petrec în călătorie către și din alte lumi. Odată ce oamenii vor atinge Marte, cea mai mare parte a planetei va oferi o protecție semnificativă, reducând în mod eficient cantitatea de radiații care o traversează. În timp ce atmosfera subțire a lui Marte nu va oferi același scut ca stratul gros de gaze al Pământului, tot ea va reduce razele cosmice care ajung la exploratori pe suprafață.
Pentru a înțelege modul în care razele cosmice vor afecta exploratorii umani, oamenii de știință vor trebui mai întâi să măsoare proprietățile câmpului magnetic al soarelui la un moment dat. „Cu cât cunoaștem mai bine mediul cu raze cosmice galactice în care ne trimitem astronauții, cu atât mai bine putem planifica misiuni și înțelege efectul unei misiuni asupra astronauților”, spune Turner. Cu aceste informații, cercetătorii ar putea fi capabili să prevadă efectele radiațiilor cosmice cu un an sau doi înainte de lansarea unei misiuni, permițând o mai bună planificare a vremii spațiale specifice. Asta ar fi ca și cum să știm dacă o furtună care se apropie de Pământ ar fi un uragan sau o furtună; informațiile pot ajuta la adaptarea măsurilor de protecție.
Oamenii de știință acum obțin o mai bună înțelegere a aspectului razelor cosmice în afara scutului protector al soarelui, folosind datele colectate de navele spațiale Voyager 1, care a părăsit sistemul solar în 2012. Acest lucru ar trebui să-i ajute să înțeleagă mai bine cum afectează schimbarea activității solare. raze.
În interiorul heliosferei, sistemul solar este parțial protejat de razele cosmice. (Laboratorul conceptual de imagine Walt Feimer / NASA GSFC) Voyager 1 „este singurul instrument pe care l-a făcut umanitatea care a reușit să intre în mediul interstelar, partea în care ne aflăm în afara influenței câmpului magnetic solar”, spune Ilias Cholis, un cercetător postdoctoral la Universitatea Johns Hopkins din Maryland.
În timp ce Voyager 1 sondează radiația cosmică în afara apărării soarelui, instrumente precum sarcina de plată pe satelit rusă pentru explorarea antimateriei și astrofizica cu nuclee de lumină (PAMELA) și spectrometrul alfa magnetic (AMS) de la bordul ISS îl preiau din interiorul solarului sistem. Compararea măsurătorilor din fiecare din aceste surse ajută Cholis și alți cercetători să înțeleagă modul în care activitatea soarelui a modificat radiațiile periculoase în trecut și cum ar putea modifica radiațiile în ciclurile solare viitoare. Împreună, aceste nave spațiale și instrumente cresc cantitatea de informații despre razele cosmice, iar acest lucru se va îmbunătăți doar odată cu trecerea timpului.
Cholis și colegii săi, de exemplu, au folosit recent date noi din Voyager 1 pentru a modifica formulele existente care descriu modul în care câmpul magnetic al soarelui afectează razele cosmice. Multe raze cosmice provin din supernove - explozia unei stele masive care trimite particule încărcate tragând spre exterior. Spre deosebire de lumina produsă de explozie, materialul energetic nu circulă în linie dreaptă, ci renunță în schimb la gazul și praful din spațiu, în ceea ce Cholis a descris drept „un drum foarte zig-zag”. Acest lucru poate face dificilă determinarea de unde provin razele cosmice individuale, mai ales odată ce trec în sistemul solar.
Pășind în afara influenței soarelui, Cholis și colegii săi au sperat să facă o treabă mai bună în identificarea sursei și proprietăților razelor. Acest lucru nu numai că îi va ajuta să învețe mai multe despre locul în care provin particulele energetice, dar poate îmbunătăți și înțelegerea efectelor lor asupra oamenilor, în special a celor care călătoresc în spațiu.
Radiația este „un risc despre care trebuie să aflăm mai multe detalii în următorul deceniu, astfel încât să putem face atenuarea adecvată, astfel încât să putem face tot posibilul pentru astronauții care își vor pune viața în pericol pentru o serie de amenințări diferite ", Spune Turner. Dar soluția optimă ar putea fi cea care, deocamdată, pare dificilă - merge mai repede și evitând cât mai multă radiație. El spune, " Cel mai bun bătaie pentru buck este propulsia avansată, nu ecranarea. "
