У огромној празнини простора, астронаути прете два облика зрачења: Космички зраци пролазе кроз галаксију при скоро светлосним брзинама, док соларна активност производи подмукли облик зрачења. Обоје представљају проблем за свемирске путнике, што узрокује услове у распону од оштећеног вида до рака.
Ово зрачење није проблем овде на Земљи захваљујући заштитној атмосфери планете, која блокира оно најгоре. Али инжењери још увек немају ефикасне методе да се астронаути заштите од тих опасности, а то додаје додатни ниво ризика већ ризичним плановима да људи пошаљу на Марс на трогодишње путовање до 2030-их.
"Можда постоје ризици на нивоу мисије који дословно доводе у опасност мисију - читава мисија, а не само појединачни астронаути - ако је један или више чланова посаде онеспособљено, " каже стручњак за радијацију Рон Турнер, виши саветник за науку у НАСА-овом институту за Напредни појмови у Атланти који проучавају стратегије управљања ризиком за људске свемирске мисије. „Важно је да те податке добијемо у наредних десет година, како бисмо били у стању да направимо разборито планирање за будућу мисију на Марсу.“
Сунце непрестано избацује енергетске честице кроз соларни ветар. А нивои ових честица расту и падају током сунчевог 22-годишњег соларног циклуса. Соларне олује такође могу бацити масивне мрље набијених честица у свемир, а 11-годишњи врхунац производи највише активности. Снажно зрачење може не само повећати дугорочне ризике од рака, већ и изазвати тренутне проблеме попут повраћања, умора и проблема са видом.
Попут соларне активности, космичке зраке могу потенцијално да изазову рак. Ове честице велике брзине енергије потичу изван сунчевог система и могу озбиљно оштетити људске ћелије. За разлику од зрачења из сунца, космичке зраке би такође могле изазвати дуготрајне дегенеративне ефекте док су још у свемиру, укључујући срчане болести, смањену ефикасност имунолошког система и неуролошке симптоме који подсећају на Алзхеимерову болест.
Без атмосфере Земље која би их заштитила, астронаути на броду Међународне свемирске станице већ се морају носити са тим опасностима од зрачења. Они могу потражити заклон у већем заштићеном делу брода када сунце ослобађа посебно снажан прашак зрачења. Али избегавање сталног, сталног напада космичког зрачења представља већи изазов. А нико на ИСС-у још увек није доживео пуну опасност од зрачења која би се видела током трогодишње мисије на Марс и назад; максимално време које је неко провео на свемирској станици је 14 месеци.
Дебљи труп може помоћи у блокирању космичких зрака ниже енергије, али било какви зраци велике снаге лако могу проћи кроз њега, напомиње Турнер. Поред тога, удвостручење номиналне дебљине трупа свемирског брода само смањује претњу астронаутима за око 10 процената, што је број који зависи од природе и зрака и оклопа. Тај додатни оклоп такође даје тежину свемирској летелици, ограничавајући оно што се може посветити залихама за науку и опстанак.
Турнер каже да најбољи начин за ублажавање опасности од космичких зрака неће доћи од оклопа. Уместо тога, он мисли да ће решење доћи из смањења времена које астронаути проводе путујући до других света. Једном када се људи спусте на Марс, највећи део планете ће пружити значајну заштиту, ефикасно преполовивши количину зрачења која пролази кроз њега. Док Марсова танка атмосфера неће пружити исти штит као Земљин дебели слој гасова, такође ће смањити космичке зраке које дођу до истраживача на површини.
Да би разумели како ће космички зраци утицати на људске истраживаче, научници ће прво морати да мере својства сунчевог магнетног поља у датом тренутку. "Што боље познајемо окружење галактичких космичких зрака у које шаљемо наше астронауте, то боље можемо планирати мисије и разумети утицај мисије на астронауте", каже Турнер. Помоћу тих информација, истраживачи би могли да предвиде ефекте космичког зрачења за годину или две пре него што се мисија покрене, омогућавајући боље планирање специфичног свемирског времена. То би било као да знамо да ли се приближава олуја на Земљи ураган или грмљавина; информације могу бити од помоћи приликом прилагођавања заштитних мера.
Научници сада добијају боље разумевање како изгледају космички зраци изван сунчевог заштитног штита помоћу података прикупљених од свемирске летелице Воиагер 1, која је напустила Сунчев систем 2012. То би им требало помоћи да боље разумеју како промена соларне активности утиче на зраке.
Унутар хелиосфере, Сунчев систем је делимично заштићен од космичких зрака. (Валт Феимер / НАСА ГСФЦ-ова концептуална слика) Воиагер 1 "је једини инструмент који је човечанство направило и успело да уђе у међузвездни медијум, онај део у коме смо изван утицаја соларног магнетног поља", каже Илиас Цхолис, постдокторски истраживач са Универзитета Јохнс Хопкинс у Мариланд
Док Воиагер 1 истражује космичко зрачење ван досега сунца, инструменти попут руског сателитског корисног оптерећења за истраживање антиматерије и астрофизике светлосних језгара (ПАМЕЛА) и Алфа магнетног спектрометра (АМС) на ИСС-у га узоркују из Сунца систем. Упоређивање мерења из сваког од ових извора помаже Чолису и другим истраживачима да разумеју како је сунчева активност променила опасно зрачење у прошлости и како би могла да модификује зрачење у будућим соларним циклусима. Заједно, ове свемирске летелице и инструменти повећавају количину информација о космичким зракама и то ће се побољшавати само како време пролази.
Цхолис и његови колеге, на пример, недавно су користили нове податке из Воиагера 1 да би модификовали постојеће формуле које описују како магнетно поље сунца утиче на космичке зраке. Многи космички зраци потичу од супернова - експлозија огромне звезде која шаље набијене честице које пуцају према споља. За разлику од светлости од експлозије, енергетски материјал не путује равно, већ уместо тога одбија плин и прашину у свемиру, што је Чолис описао као "врло цик-цак врсту стазе". То може отежати одређивање одакле долазе поједини космички зраци, поготово када прођу у Сунчев систем.
Излазећи изван утицаја сунца, Цхолис и његове колеге надали су се бољем послу у идентификацији извора и својстава зрака. Не само што ће им ово помоћи да науче више о томе одакле потичу енергетске честице, већ такође може побољшати разумевање њихових ефеката на људе, посебно оне који путују у свемир.
Зрачење је „ризик о којем треба да сазнамо више у наредној деценији како бисмо правилно ублажили, тако да можемо учинити најбоље што можемо за астронауте који ће ризиковати свој живот због низа различитих претњи ", Каже Турнер. Али оптимално решење може бити оно које се, за сада, чини тешким - ићи брже и избегавати што више зрачења. Он каже, " Најбољи ударац за долар је напредни погон, а не оклопање. "
