Uzay Radyasyonu Sessizce Bizi İnsan Göndermekten Mars'a Göndermeyi Durduruyor

İnanılmaz tehlikeler, derin uzayda yolculuk yapan insan astronotlarını tehdit ediyor. Bunlardan bazıları, asteroitler gibi, açık ve belirgin bir LIDAR ile önlenebilir. Diğerleri değil. Çok fazla olmayan listenin başında uzay radyasyonu var, NASA şu anda kaşifleri Mars'a feribotla doldururken korumak için hazır bir şey. Manyetosferin dışındaki radyasyon ortamı hayata elverişli değildir, yani orada koruma olmadan astronotların gönderilmesi onları mahkumlarına göndermeye eşdeğerdir.

Şimdi yarım asırdan fazla bir süredir astronotları uzaya yollamış olsak da, bu görevlerin büyük çoğunluğu alçak Dünya yörüngesine seyahat etmekle sınırlı kaldı; Dünya'nın binlerce milini uzaya kadar uzanan manyetik alanı, gezegenin saatte bir milyon milden fazla seyahat eden yüksek enerjili güneş parçacıkları tarafından çarpılmasını önler.

Üç büyük uzay radyasyonu kaynağı vardır ve bunların tümü, her zaman tahmin edilemeyeceği veya korunamayacağı belli bir risk oluşturur. Birincisi, kapana kısılmış radyasyon. Bazı parçacıklar, Dünya'nın manyetik alanı tarafından saptırılmıyor. Bunun yerine, Dünyayı çevreleyen büyük iki manyetik halkadan birine hapsoluyorlar ve Van Allen radyasyon kayışlarının bir parçası olarak bir araya geliyorlar. NASA, Apollo misyonları sırasında sadece Van Allen kemerleri ile mücadele etmek zorunda kaldı.

İkinci kaynak, güneş sisteminin dışından kaynaklanan galaktik kozmik radyasyon veya GCR'dir. Bu iyonize atomlar temelde ışık hızında hareket eder, ancak Dünya'nın manyetik alanı aynı zamanda düşük Dünya yörüngesindeki gezegeni ve nesneleri GCR'den koruyabilir.

Son kaynak, güneş tarafından üretilen enerjik parçacıklar olan büyük enjeksiyonlar olan güneş parçacık olaylarından kaynaklanmaktadır. Normalde Güneş'ten yayılan, Dünya'ya gelmesi yaklaşık bir gün süren güneş rüzgarları ve bize 10 dakika içinde vuran bu yüksek yoğunluklu olaylar arasında bir ayrım var. Astronotlar için potansiyel olarak ölümcül miktarda radyasyon üretmenin yanı sıra, SPE bazen NASA bilim insanlarının ve mühendislerinin onlara karşı koruyucu önlemler geliştirmelerini zorlaştıracak kadar çılgınca tahmin edilemez olabilir.

NASA, alan radyasyonunu, işverenlerin çalışanları için kabul edilebilir riskleri belirleme şeklini inceler; astronotları belirli bir eşiğin ötesinde bir kanser gelişimi riskine maruz bırakmazlar. NASA, bu değerlendirmeyi geliştirmek için, bir ekibin nereye gideceği, güneşten ne kadar uzakta olacakları, bu süre zarfında güneş döngüsünün nasıl bir gemiye ve bunların korunmasına benzeyecekleri gibi farklı faktörler ele alıyor. ile çalışıyorum. Bir biyolog ekibi, herhangi bir seyahatte fizyolojik etkilerin neler olabileceğini araştırır ve mesleki risk değerlendirmelerini tükürmek için bilgisayar modellerini kullanır.

NASA için kabul edilebilir risk, ömür boyu yüzde üç aşırı kanser riski anlamına gelir.

Ancak kanser riskini azaltmak tek sorun değil. En sık karşılaşılan sorun mide bulantısıdır - yakınınızda çuval poşetli bir uzay aracındaysanız çok kötü değil, ama bir uzay yürüyüşüne çıktıysanız çok tehlikelisiniz ve tüm sahip olduğunuz kusmunuzu yakalamak için bir uzay giysisi. Birinin bağışıklık sistemi de birkaç gün veya haftalarca etkilenebilir ve orada her şeyin ölümü altında bir enfeksiyon yakalamak bueno değildir.

Şu anda, astronotları uzay radyasyonundan - özellikle de GCR'den korumak için sahip olduğumuz en büyük şey malzeme koruması. Bu oldukça iyi çalışıyor, ancak ekranlamanın Mars'a bağlı bir gemide ne kadar kalın olması gerektiğini bilmiyoruz. Çok kalın ve tek başına stratosfere boşaltılarak, gemiyi uzaya çıkarmak maliyetini düşürüyor. Çok zayıf ve mürettebat acı çekiyor. Aslında, ince kalkanlar aslında artan miktarda ikincil radyasyona neden olabilir. Bu nedenle alüminyum tercih edilen malzeme olmuştur - kozmik ışın parçacıklarını parçalamak için yeterince sağlamdır, ancak uzay aracının verimli bir şekilde seyahat edebilmesi için yeterince hafiftir.

Fakat NASA, Van Allen kemerleri aracılığıyla aya daha az astronot gönderdi ve geri döndü - kimse ölmedi. Bu, zaten tüm kozmik ışın olayını çözdüğümüz anlamına gelmiyor mu?

Tam değil. Uzay radyasyonunun etkileri maruz kalmaya bağlıdır - uzayda ne kadar uzun kalırsanız, riskiniz de o kadar artar. Apollo görevlerinin aya ulaşması yaklaşık üç gün sürdü. Ekibi Apollo 11 Kalkıştan sekiz gün sonra evdeydi. Mars misyonları için zaman aralığı bir ölçekte yıl. Uzay radyasyonunun fizyolojik etkileri konusunda uzmanlaşmış Loma Linda Üniversitesi'nde araştırmacı olan Gregory Nelson, “İki farklı Mars misyonu sınıfı var” diyor. “Bunlardan biri oraya daha hızlı varacak, böylece Mars yüzeyinde daha uzun süre kalabileceksiniz. Bence bu 500 gün ve hızlıca geri dönüyorsun. Diğer versiyonda, 900 gündür bazı günlere gittiniz. ”Nelson, Mars'a giden bir mürettebatın muhtemelen bir yıl boyunca radyasyona maruz kalacağını - yani, normal yılda radyasyona maruz kalmanın 277 katının Dünya'ya maruz kaldığını söylüyor.

Kanser geliştirme veya ölümcül miktarda radyasyona maruz kalma riskleri bu zaman diliminde katlanarak artmaktadır. Basit alüminyum koruma onu kesmez. Bununla birlikte, bilim adamlarının araştırmaya ve test etmeye yardımcı olacak bazı kanıtlamalar var.

Biri, süper iletken mıknatıslar aracılığıyla yapay bir manyetik alan yarattığınız “aktif ekranlama” olarak adlandırılan bir kavramdır. Ne yazık ki, Nelson'un dediği gibi, bu teknolojiler çok fazla güç gerektiriyordu. “Çalışması için diğer bir ağır uzay gemisini ve güç kaynağını uçmanız gerekecek” diyor. Bireyleri veya kara taşıtlarını korumak için daha küçük alanlar oluşturmaya çalışan bilim adamları var. Fakat Nelson’a göre aktif ekranlama “kanıtlanmamış”.

“Sorun” diyor, “parçacıklar aynı anda her yöne geliyorlar, bu yüzden elinizi dışarı atmak ve güneş hakkındaki görüşünüzü engellemeniz yeterli olmaz” dedi.

Başka bir fikir aslında biyolojik seviyenin kendisine müdahale etmektir. Halen çalışılmakta ve test edilmekte olan bir fikir, kötü bir güneş olayından sonra uygulanabilecek büyük konsantrasyonlarda antioksidanların kullanılmasıdır. Nelson, yaban mersini, çilek ya da kırmızı şarapta bulunan E vitamini bileşiklerini ya da besinleri kullanmak için yapılan çalışmaları belirtir. Ulusal Uzay Biyomedikal Araştırma Enstitüsü baş bilim adamlarından yardımcısı Dorit Donoviel, geç evre kanser hastaları üzerinde yapılan klinik denemeler yoluyla, spesifik radyasyon olayları nedeniyle lokal tümör oluşumunu önleyebilecek potansiyel bileşikleri tanımlayarak benzer bir şey üzerinde çalışıyor.

Ne yazık ki, bu çalışmaların çoğu, neredeyse tüm astronotları tanımlayan sağlıklı, formda fiziği temsil etmeyen fare modellerine veya insanlara dayanmaktadır. Genel olarak, Nelson, kozmik radyasyonda bulunan yüksek miktarda yüklü parçacık nedeniyle, bu yöntemlerin şimdiye kadar verimsiz olduğunu düşünüyor. Bu, biyolojik müdahalelerin korkunç yan etkiler yaratabileceği gerçeğiyle birleşiyor - ve astronotların vücutlarına korkunç bir şeyi haftada bir enjekte etmek zorunda kalmak istemiyorsunuz.

Hem Nelson hem de Donoviel, NASA'nın şu anda insanları Mars'a gönderemediğini ve yine de yaşamda daha sonra kanser gelişme riskinin yüzde üçüne bağlı kalmayacağını yineledi. Bu kesinlikle araştırmanın duracağı anlamına gelmez - ancak eğer ajans 2030'ların sonuna kadar kırmızı gezegene çizme yapmak istiyorsa, uzay radyasyonu yapbozunu çözmek için yapacak daha çok işi var.