Credit de imagine: NASA
NASA are un mister de rezolvat: Oamenii pot merge sau nu pe Marte?
„Este o problemă de radiații”, spune Frank Cucinotta, din cadrul proiectului de sănătate al radiațiilor spațiale al NASA de la Centrul Spațial Johnson. „Știm cât de multă radiație există, așteptându-ne între Pământ și Marte, dar nu suntem siguri cum va reacționa corpul uman la ea.”
Astronauții NASA sunt în spațiu, oprit și pornit, de 45 de ani. Cu toate că, cu excepția câtorva călătorii rapide pe Lună, nu au petrecut niciodată mult timp departe de Pământ. Spațiul adânc este umplut cu protoni din rafale solare, raze gamma de la găurile negre nou-născuți și raze cosmice de la stele care explodează. O călătorie lungă către Marte, fără o planetă mare în apropiere care să blocheze sau să devieze radiația, va fi o nouă aventură.
NASA cântărește pericolul de radiații în unitățile de risc de cancer. Un bărbat american care nu fumează în vârstă de 40 de ani, sănătos, are o șansă (de mare) 20% de a muri în cele din urmă de cancer. Asta dacă rămâne pe Pământ. Dacă călătorește pe Marte, riscul crește.
Întrebarea este, cât de mult?
„Nu suntem siguri”, spune Cucinotta. Conform unui studiu din 2001 asupra persoanelor expuse la doze mari de radiații - de exemplu, supraviețuitorii bombei atomice de la Hiroshima și, în mod ironic, pacienți cu cancer care au suferit o radioterapie - riscul suplimentar al unei misiuni de 1000 de zile pe Marte se situează undeva între 1% și 19% . „Cel mai probabil răspuns este 3,4%”, spune Cucinotta, „dar barele de eroare sunt largi.”
Șansele sunt și mai proaste pentru femei, adaugă el. Din cauza sânilor și a ovarelor, riscul pentru astronauți de sex feminin este aproape dublul riscului pentru bărbați.
Cercetătorii care au făcut studiul au presupus că nava Marte va fi construită „în cea mai mare parte din aluminiu, precum un vechi modul de comandă Apollo”, spune Cucinotta. Pielea navei spațiale ar absorbi aproximativ jumătate din radiația lovind-o.
„Dacă riscul suplimentar este de doar câteva procente? suntem bine Am putea construi o navă spațială folosind aluminiu și să ne îndreptăm spre Marte. ” (Aluminiul este un material preferat pentru construcția navelor spațiale, deoarece este ușor, puternic și familiar inginerilor din decenii îndelungate de utilizare în industria aerospațială.)
„Dar dacă este 19%? Astronautul nostru de 40 de ori s-ar confrunta cu 20% + 19% = 39% șansă de a dezvolta cancer care se încheie viață după ce se va întoarce pe Pământ. Nu este acceptabil. ”
Barele de eroare sunt mari, spune Cucinotta, dintr-un motiv întemeiat. Radiația spațială este un amestec unic de raze gamma, protoni cu energie mare și raze cosmice. Exploziile cu bombe atomice și tratamentele împotriva cancerului, la baza multor studii, nu sunt un substitut pentru „lucrul real”.
Cea mai mare amenințare pentru astronauți care se îndreaptă spre Marte sunt razele cosmice galactice - sau „GCR-urile” pe scurt. Acestea sunt particule accelerate până la viteza aproape ușoară prin explozii la distanță de supernova. Cele mai periculoase GCR sunt nucleele ionizate grele, cum ar fi Fe + 26. „Sunt mult mai energici (milioane de MeV) decât protonii tipici accelerați de raze solare (zeci până la sute de MeV)”, notează Cucinotta. GCR-urile se bat prin pielea navelor spațiale, iar oamenii ca niște bile de tun minuscule, care rup firele moleculelor de ADN, dăunează genelor și ucid celulele.
Astronauții au experimentat rareori o doză completă de aceste GCR-uri spațiale profunde. Luați în considerare Stația Spațială Internațională (ISS): orbitează la doar 400 km de suprafața Pământului. Corpul planetei noastre, care se înmulțește, interceptează aproximativ o treime din GCR înainte de a ajunge la ISS. O altă treime este deviată de câmpul magnetic al Pământului. Astronauții navetei spațiale se bucură de reduceri similare.
Astronauții Apollo care călătoresc pe Lună au absorbit doze mai mari - de aproximativ 3 ori mai mari decât nivelul ISS - dar numai câteva zile în timpul croazierei pe Pământ. Poate că GCR-urile și-au deteriorat ochii, observă Cucinotta. În drum spre lună, echipajele Apollo au raportat că au văzut licăriri de raze cosmice în retinele lor, iar acum, mulți ani mai târziu, unele dintre ele au dezvoltat cataractă. În caz contrar, nu par să fi suferit prea mult. „Câteva zile,„ acolo afară ”este probabil în siguranță”, conchide Cucinotta.
Astronauții care călătoresc pe Marte vor fi „acolo” pentru un an sau mai mult. „Încă nu putem estima, în mod fiabil, ce ne vor face razele cosmice atunci când suntem expuși atât de mult timp”, spune el.
Aflarea este misiunea noului laborator de radiații spațiale (NSRL) al NASA, situat la Laboratorul Național Brookhaven din Departamentul de Energie al SUA din New York. S-a deschis în octombrie 2003. „La NSRL avem acceleratoare de particule care pot simula razele cosmice”, explică Cucinotta. Cercetătorii expun celulele și țesuturile mamiferelor în fasciculele de particule și apoi examinează deteriorarea. „Scopul este de a reduce incertitudinea în estimările riscurilor noastre la doar câteva procente până în anul 2015.”
Odată ce riscurile sunt cunoscute, NASA poate decide ce fel de navă spațială să construiască. Este posibil ca materialele de construcție obișnuite, cum ar fi aluminiu, să fie suficient de bune. Dacă nu, „am identificat deja unele alternative”, spune el.
Ce zici de o navă spațială din plastic?
„Materialele plastice sunt bogate în hidrogen - un element care face o treabă bună absorbind razele cosmice”, explică Cucinotta. De exemplu, polietilena, din care sunt fabricate aceleași pungi de gunoi, absoarbe cu 20% mai multe raze cosmice decât aluminiu. O formă de polietilenă întărită dezvoltată la Marshall Space Flight Center este de 10 ori mai puternică decât aluminiul și mai ușoară. Aceasta ar putea deveni un material la alegere pentru construirea navelor spațiale, dacă poate fi realizată suficient de ieftin. „Chiar dacă nu construim întreaga navă spațială din plastic”, remarcă Cucinotta, „am putea folosi-o în continuare pentru a proteja zonele cheie precum cartierele echipajului.” Într-adevăr, acest lucru este deja făcut la bordul ISS.
Dacă plasticul nu este suficient de bun, atunci ar putea fi necesar hidrogen pur. Lira pentru lire, hidrogenul lichid blochează razele cosmice de 2,5 ori mai bune decât aluminiu. Unele proiecte avansate de nave spațiale apelează la rezervoarele mari de combustibil cu hidrogen lichid, așa că „am putea proteja echipajul de radiații prin înfășurarea rezervorului de combustibil în jurul spațiului lor de locuit”, speculează Cucinotta.
Oamenii pot merge pe Marte? Cucinotta crede așa. Dar mai întâi, „trebuie să aflăm cât de multă radiație poate trata corpul nostru și ce fel de navă spațială trebuie să construim.” În laboratoarele din toată țara, lucrările au început deja.
Sursa originală: Povestea științei NASA
