Vaizdo kreditas: NASA
NASA turi išspręsti paslaptį: ar žmonės gali nuvykti į Marsą, ar ne?
„Tai radiacijos klausimas“, - sako Frankas Cucinotta iš NASA kosminės radiacijos sveikatos projekto Johnsono kosminiame centre. „Mes žinome, kokia daug spinduliuotės yra laukiant tarp Žemės ir Marso, tačiau nežinome, kaip žmogaus kūnas į tai reaguos“.
NASA kosmonautai buvo kosmose, neveikiantys ir įjungti 45 metus. Išskyrus keletą greitų kelionių į Mėnulį, jie niekada nepraleido daug laiko toli nuo Žemės. Gilioje erdvėje alsuoja saulės spindulių protonai, gama spinduliai iš naujagimio juodųjų skylių ir kosminiai spinduliai iš sprogstamų žvaigždžių. Ilgas reisas į Marsą, kurio netoliese nėra didelių planetų, galinčių užkirsti kelią ar nukreipti tą radiaciją, bus naujas nuotykis.
NASA įvertina radiacijos pavojų vėžio rizikos vienetais. Sveikam 40 metų nerūkančiam amerikiečių vyrui yra 20% tikimybė mirti nuo vėžio (didžiulė). Tai yra, jei jis liks Žemėje. Jei jis keliauja į Marsą, rizika didėja.
Kyla klausimas, kiek?
„Mes nesame tikri“, - sako Cucinotta. Remiantis 2001 m. Atliktu žmonių, veikiančių didelėmis radiacijos dozėmis, tyrimais, pvz., Išgyvenusiais po Hirosimos atominės bombos ir, ironiškai, vėžiu sergantiems pacientams, kuriems buvo atlikta radiacijos terapija, papildoma 1000 dienų Marso misijos rizika yra nuo 1% iki 19%. . „Greičiausias atsakymas yra 3,4 proc., - sako Cucinotta, - tačiau klaidų juostos yra plačios“.
Moterims šansai dar blogesni, priduria jis. „Dėl krūties ir kiaušidžių rizika astronautėms moterims yra beveik dvigubai didesnė nei vyrams.“
Tyrimą atlikę tyrėjai manė, kad „Mars“ laivas bus pastatytas „daugiausia iš aliuminio, kaip senas„ Apollo “komandos modulis“, - sako Cucinotta. Erdvėlaivio oda sugertų maždaug pusę ją veikiančios radiacijos.
„Jei papildoma rizika yra tik keli procentai? mums viskas gerai. Mes galėtume pastatyti erdvėlaivį iš aliuminio ir nukreipti į Marsą. “ (Aliuminis yra mėgstama medžiaga kosminių laivų statybai, nes jis yra lengvas, stiprus ir inžinieriams pažįstamas nuo ilgų dešimtmečių naudojimo aviacijos ir kosmoso pramonėje.)
„Bet jei tai 19%? mūsų 40-ies astronautų, grįšiančių į Žemę, turės 20% + 19% = 39% tikimybę susirgti gyvenimo pabaigos vėžiu. Tai nepriimtina. “
Klaidų juostos yra didelės, sako „Cucinotta“, dėl pateisinamos priežasties. Kosminė spinduliuotė yra unikalus gama ir aukštos energijos protonų bei kosminių spindulių derinys. Atominės bombos sprogdinimas ir vėžio gydymas, daugelio tyrimų pagrindas, nepakeičia „tikrojo dalyko“.
Didžiausia astronautų, keliaujančių į Marsą, grėsmė yra galaktikos kosminiai spinduliai arba trumpai „GCR“. Tai yra dalelės, pagreitintos beveik šviesos greičiu dėl tolimų supernovų sprogimų. Pavojingiausi GCR yra sunkieji jonizuoti branduoliai, tokie kaip Fe + 26. „Jie yra daug energingesni (milijonai MeV) nei tipiški protonai, pagreitinti saulės spindulių (nuo dešimčių iki šimtų MeV)“, - pažymi Cucinotta. GCR barasi pro erdvėlaivių odą ir žmonėms patinka mažyčiai patrankų rutuliai, sulaužantys DNR molekulių sruogus, sugadinantys genus ir žudantys ląsteles.
Astronautai retai yra patyrę visą dozę šių giliųjų kosminių GCR. Apsvarstykite Tarptautinę kosminę stotį (ISS): ji skrieja tik 400 km virš Žemės paviršiaus. Mūsų planetos kūnas, stulbinantis didelis, perima maždaug trečdalį GCR, kol jie pasiekia TKS. Dar trečdalį nukreipia Žemės magnetinis laukas. Kosminių šaudmenų kosmonautai naudojasi panašiais sumažinimais.
„Apollo“ astronautai, keliaujantys į Mėnulį, absorbavo didesnes dozes - maždaug 3 kartus daugiau nei ISS, tačiau tik keletą dienų Žemės ir Mėnulio kruizo metu. GCR galėjo sugadinti akis, pažymi Cucinotta. Pakeliui į Mėnulį „Apollo“ ekipažai pranešė matę kosminius spindulius savo tinklainėje, o dabar, praėjus daugeliui metų, kai kuriems iš jų išsivystė katarakta. Priešingu atveju neatrodo, kad jie daug nukentėjo. „Kelios dienos ten„ tikriausiai “yra saugios“, - daro išvadą Cucinotta.
Tačiau astronautai, keliaujantys į Marsą, bus „ten“ dar metus ar ilgiau. „Kol kas negalime patikimai įvertinti, ką kosminiai spinduliai padarys mums, kai taip ilgai būsime veikiami“, - sako jis.
Tai sužinoti yra naujos NASA kosminės radiacijos laboratorijos (NSRL), esančios JAV Energetikos departamento Brookhaveno nacionalinėje laboratorijoje Niujorke, misija. Jis atidarytas 2003 m. Spalio mėn. „NSRL turime dalelių greitintuvus, kurie gali imituoti kosminius spindulius“, - aiškina Cucinotta. Tyrėjai atskleidžia žinduolių ląsteles ir audinius dalelių pluoštu, o po to patikrina žalą. „Tikslas yra iki 2015 m. Sumažinti tik kelių procentų neapibrėžtumą mūsų rizikos įvertinimuose.“
Sužinojusi riziką, NASA gali nuspręsti, kokį kosminį laivą statyti. Gali būti, kad įprastos statybinės medžiagos, tokios kaip aliuminis, yra pakankamai geros. Jei ne, „mes jau nustatėme keletą alternatyvų“, - sako jis.
O kaip kosminis laivas, pagamintas iš plastiko?
„Plastikuose gausu vandenilio - elementas, kuris gerai atlieka kosminių spindulių sugertį“, - aiškina Cucinotta. Pavyzdžiui, iš tos pačios medžiagos šiukšlių maišų pagamintas polietilenas sugeria 20% daugiau kosminių spindulių nei aliuminis. Maršalo kosminių skrydžių centre sukurta armuoto polietileno forma yra 10 kartų stipresnė nei aliuminis ir lengvesnė. Tai gali tapti pasirinkta kosminio laivo pastato medžiaga, jei ją galima pagaminti pakankamai pigiai. „Net jei mes nekonstruojame viso kosminio laivo iš plastiko“, - pažymi Cucinotta, - mes vis tiek galėtume jį naudoti ekranuoti svarbiausias vietas, tokias kaip įgulos kabinetai. Iš tikrųjų tai jau padaryta TKS.
Jei plastikas nėra pakankamai geras, gali reikėti gryno vandenilio. Svaras, svaras, skystas vandenilis blokuoja kosminius spindulius 2,5 karto geriau nei aliuminis. Kai kurie pažangūs erdvėlaivių projektai reikalauja didelių skysto vandenilio degalų bakų, taigi „mes galėtume apsaugoti įgulą nuo radiacijos, apvyniodami degalų baką aplink jų gyvenamąją erdvę“, - spėlioja Cucinotta.
Ar žmonės gali vykti į Marsą? Cucinotta taip tiki. Bet pirmiausia: „mes turime išsiaiškinti, kiek radiacijos gali patenkinti mūsų kūnai ir kokį erdvėlaivį turime sukurti“. Laboratorijose visoje šalyje darbas jau pradėtas.
Originalus šaltinis: NASA mokslo istorija
