Kosmosa radiācija mierīgi apstādina mūs no cilvēku nosūtīšanas uz Marsu

Nenumurināmas briesmas apdraud cilvēku astronauti, kas dodas uz dziļu kosmosu. Daži no tiem, tāpat kā asteroīdi, ir acīmredzami un izvairās no dažiem pienācīgiem LIDAR. Citi nav. Ne tik daudz saraksta augšpusē ir kosmosa starojums, ko NASA šobrīd ir gatavs aizsargāt pētniekus, kamēr viņi tos ved uz Marsu. Radiācijas vide, kas pārsniedz magnetosfēru, neveicina dzīvi, kas nozīmē, ka astronautu sūtīšana tur bez aizsardzības ir līdzvērtīga to nosūtīšanai uz viņu likteni.

Kamēr mēs jau vairāk nekā pusgadsimtu esam nosūtījuši kosmosā kosmosā, lielākā daļa šo misiju ir aprobežojušies ar ceļošanu zemā Zemes orbītā - starp 99 un 1200 jūdzēm augstumā. Zemes magnētiskais lauks, kas paplašina tūkstošiem jūdžu no kosmosa, aizsargā planētu no tā, ka tas tiek galā ar lielu enerģiju saules daļiņām, kas pārvietojas pa vienu miljonu jūdžu stundā.

Ir trīs lieli kosmosa starojuma avoti, un tie visi rada noteiktu risku, ko nevar vienmēr paredzēt vai aizsargāt. Pirmais ir notvertais starojums. Dažas daļiņas nesaņem Zemes magnētisko lauku. Tā vietā viņi ir iesprostoti vienā no lielajiem diviem magnētiskajiem gredzeniem, kas apņem Zemi, un tie ir uzkrājušies kopā ar Van Allen starojuma jostām. NASA bija tikai jācīnās ar Van Allen jostām Apollo misiju laikā.

Otrais avots ir galaktiskais kosmiskais starojums vai GCR, kas nāk no Saules sistēmas. Šie jonizētie atomi galvenokārt ceļo ar gaismas ātrumu, lai gan Zemes magnētiskais lauks spēj aizsargāt planētu un objektus zemā Zemes orbītā no GCR.

Pēdējais avots ir saules daļiņu notikumi, kas ir milzīgas saules enerģiju izraisošas daļiņas. Pastāv atšķirība starp saules vējiem, ko parasti izstaro saule un kas aizņem apmēram dienu, lai nokļūtu uz Zemes, un šie augstākas intensitātes notikumi, kas mūs skāra 10 minūšu laikā. SPE, neradot potenciāli nāvējošu starojumu astronautiem, dažkārt var būt arī neprognozējama, tāpēc NASA zinātniekiem un inženieriem būs grūti izstrādāt pret viņiem vērstus aizsardzības pasākumus.

NASA analizē kosmosa starojumu, kā darba devēji nosaka pieņemamus riskus saviem darbiniekiem - viņi neuzņems astronautus darba riskam saslimt ar vēzi, kas pārsniedz noteiktu slieksni. Lai izstrādātu šo novērtējumu, NASA izskata dažādus faktorus, no kuriem apkalpe dosies, cik tālu no saules tie būs, kāda saules cikla laikā tā izskatīsies, kāda veida kuģis un pasargā tās. strādāt ar. Biologu komanda pēta, kādas fizioloģiskās sekas varētu būt kādam konkrētam ceļojumam, un izmanto datormodeļus, lai izspiestu arodrisku novērtējumus.

NASA gadījumā pieņemams risks nozīmē trīs procentus lieko vēža risku.

Taču vēža riska mazināšana nav vienīgais jautājums. Visbiežāk sastopamā problēma ir slikta dūša - ne tik slikta, ja jūs atrodaties kosmosa kuģī, kur atrodas tuvu, bet diezgan bīstami, ja atrodaties kosmosa pastaigā un viss, kas jums ir, ir kosmosa uzvalks, lai noķertu vemšanu. Imūnsistēma var arī uzbrukt dažām dienām vai nedēļām, un infekcijas noķeršana no turienes mirušo nav nekāda.

Pašlaik lielākais, kas mums ir, lai aizsargātu astronautus no kosmosa starojuma - īpaši GCR - ir materiāla aizsardzība. Tas darbojas diezgan labi, bet mēs nezinām, cik biezs aizsargs ir jāatrodas uz Marsa saistītā kuģa. Pārāk biezs, un tas ir dārgi, ja kuģis nonāk kosmosā, nemaz nerunājot par stratosfēru. Pārāk plānas un apkalpes locekļi cieš. Faktiski, plānie vairogi faktiski var izraisīt sekundārā starojuma palielināšanos. Tāpēc alumīnijs ir bijis izvēles materiāls - tas ir pietiekami spēcīgs, lai izjauktu kosmisko staru daļiņas, bet pietiekami viegli, lai kosmosa kuģi varētu efektīvi ceļot.

Bet NASA ir nosūtījusi astronautus uz Mēness un atpakaļ - caur Van Allen jostām, ne mazāk - un neviens nāvē. Vai tas nenozīmē, ka mēs jau esam ieguvuši visu kosmisko staru lietu?

Ne īsti. Kosmosa starojuma ietekme ir atkarīga no iedarbības - jo ilgāk jūs atrodaties kosmosā, jo vairāk jūs riskējat. Apollo misijām bija vajadzīgas trīs dienas, lai nokļūtu Mēness. Apkalpes par Apollo 11 bija mājās astoņas dienas pēc pacelšanās. Marsa misiju grafiks ir mērogā gadiem. „Ir divas dažādas Marsa misiju klases,” saka Gregorijs Nelsons, Loma Lindas universitātes pētnieks, kas specializējas kosmosa starojuma fizioloģiskajā iedarbībā. „Viens no tiem nonāks tur ātrāk, lai jūs varētu palikt ilgāk Marsa virsmā. Es domāju, ka tas ir 500 dienas, un jūs ātri atgriezīsieties. Otrajā versijā jūs esat aizgājuši par 900 dažām dienām. ”Nelsons saka, ka apkalpe, kas dodas uz Marsu, varētu būt pakļauta aptuveni vienam pelēkajam starojumam - vairāk nekā 277 reizes lielāka par normālā gada radiācijas iedarbības devu uz Zemes.

Šajā laika posmā eksponenciāli palielinās risks saslimt ar vēzi vai tikt pakļauts letālajam starojuma daudzumam. Vienkāršs alumīnija aizsargs nenogriež. Ir dažas jaunās tehnoloģijas, kuras pētnieki mācās un testē, kas var izrādīties noderīgi.

Viens no tiem ir jēdziens “aktīvs aizsargs”, kurā jūs izveidojat mākslīgu magnētisko lauku ar supravadošiem magnētiem. Diemžēl, kā saka Nelsons, šīs tehnoloģijas prasa pārāk lielu jaudu. „Lai tas darbotos, jums ir jādodas uz citu smagu kosmosa kuģi un barošanas avotu,” viņš saka. Ir zinātnieki, kas meklē mazākus laukus, lai aizsargātu privātpersonas vai sauszemes transportlīdzekļus. Bet, pēc Nelsona domām, aktīvais aizsargs ir “nepierādīts”.

"Problēma," viņš saka, "vai daļiņas nonāk visos virzienos vienlaicīgi, tāpēc tas nav kā izspiest roku, un pietiks, lai jūsu skatījums uz sauli būtu pietiekams."

Vēl viena ideja ir faktiski iejaukties pati bioloģiskā līmenī. Patlaban pētīta un pārbaudīta ideja ir antioksidantu lietošana lielās koncentrācijās, ko var ievadīt pēc slikta saules notikuma. Nelsons atsaucas uz pētījumiem par E vitamīna savienojumu izmantošanu vai barības vielām, kas atrodamas mellenēs, zemenēs vai sarkanvīnā. Dorit Donoviel, Nacionālā kosmosa biomedicīnas pētījumu institūta galvenā zinātnieka vietniece, klīniskajos pētījumos ar vēža vēža slimniekiem, strādā ar līdzīgu, identificējot iespējamos savienojumus, kas varētu novērst vietējo audzēju veidošanos specifisku starojuma gadījumu dēļ.

Diemžēl lielākā daļa no šiem pētījumiem balstās uz peles modeļiem vai cilvēkiem, kuri neatspoguļo veselīgu, fit physique, kas definē gandrīz visus astronautus. Kopumā Nelsons domā, ka šīs metodes līdz šim ir neefektīvas, jo kosmiskajā starojumā ir daudz lādētu daļiņu. To vēl vairāk pastiprina fakts, ka bioloģiskās iejaukšanās var radīt briesmīgas blakusparādības - un jūs vēlaties, lai astronauti no sava ķermeņa ik nedēļu injicētu kaut ko briesmīgu.

Gan Nelsons, gan Donoviels atkārto, ka šobrīd NASA nespēj nosūtīt cilvēkus uz Marsu un joprojām pārliecinoši pieturēties pie 3% riska saslimt ar vēzi vēlāk dzīvē. Tas, protams, nenozīmē, ka pētniecība tiks pārtraukta - bet, ja aģentūra plāno līdz 2030. gadu beigām laist zābakus uz sarkanās planētas, viņiem ir daudz darāmā, lai atrisinātu kosmosa radiācijas puzzle.