A tér hatalmas ürességében a sugárzás két formája fenyegeti az űrhajósokat: A kozmikus sugarak közel fénysebességgel csúsznak át a galaxison, míg a naptevékenység enyhébb formájú sugárzást eredményez. Mindkettő problémát jelent az űrutazók számára, a káros látástól a rákig terjedő állapotokat okozva.
Ez a sugárzás nem jelent problémát itt a Földön, a bolygó védő légkörének köszönhetően, amely blokkolja a legrosszabbat is. A mérnökök azonban még mindig nem rendelkeznek hatékony módszerekkel, hogy megóvják az űrhajósokat e veszélyektől, és ez további kockázatot jelent a már kockázatos terveknek arra, hogy az embereket Marsba küldjék egy hároméves útra a 2030-as évekre.
"Előfordulhatnak olyan küldetési szintű kockázatok, amelyek szó szerint a küldetést veszélyeztetik - az egész küldetést, nem csak az egyes űrhajósokat -, ha egy vagy több személyzet tagja képességtelen" - mondja Ron Turner sugárzási szakértő, a NASA Intézetének vezető tudományos tanácsadója. Advanced Concepts Atlanta, aki az emberi űrbevetések kockázatkezelési stratégiáit tanulmányozza. "Fontos, hogy ezeket az adatokat a következő tíz évben megkapjuk, így körültekintően tudunk tervezni egy jövőbeli Mars-missziót."
A nap folyamatosan szétszórja az energetikai részecskéket. És ezen részecskék szintje emelkedik és esik a nap 22 éves napenergia-ciklusa során. A napsütéses viharok a töltött részecskék hatalmas blobjait is az űrbe vezethetik, és a 11 éves csúcs okozza a legnagyobb aktivitást. Az erős sugárzás nemcsak növeli a rák hosszú távú kockázatait, hanem azonnali problémákat is okozhat, például hányást, fáradtságot és látási problémákat.
A napsugárzáshoz hasonlóan a kozmikus sugarak rákot is okozhatnak. Ezek a nagy energiatartalmú, nagy sebességű részecskék a Naprendszeren kívülről származnak, és súlyosan károsíthatják az emberi sejteket. A napsugárzástól eltérően, a kozmikus sugarak az űrben tartózkodás közben is hosszú távú degeneratív hatásokat idézhetnek elő, ideértve a szívbetegségeket, az immunrendszer csökkent hatékonyságát és az Alzheimer-kórhoz hasonló neurológiai tüneteket.
A Föld légköre nélkül, hogy megvédje őket, a Nemzetközi Űrállomás fedélzetén lévő űrhajósoknak már foglalkozniuk kell ezekkel a sugárzási veszélyekkel. Menedéket kereshetnek a hajó erősen árnyékolt részében, amikor a nap egy különösen nagy teljesítményű sugárzást bocsát ki. A kozmikus sugárzás állandó, folyamatos támadásának elkerülése azonban nagyobb kihívást jelent. És még az ISS-en senki sem élvezte meg a teljes sugárzási veszélyt, amelyet a Marsra és vissza tartó hároméves küldetés során észlelnének; az az idő, amelyet bárki az űrállomáson töltött, 14 hónap.
A vastagabb test segíthet az alacsonyabb energiájú kozmikus sugarak blokkolásában, de a nagy teljesítményű sugarak könnyen áthaladhatnak - jegyzi meg Turner. Ráadásul az űrhajó névleges vastagságának megkétszerezése csak körülbelül 10 százalékkal csökkenti az űrhajósok veszélyét, ami mind a sugarak, mind az árnyékolás természetétől függ. Ez az extra árnyékolás növeli az űrhajó súlyát, korlátozva azt, amit tudományos és túlélési célú készletekre lehet fordítani.
Turner szerint a kozmikus sugarak által okozott veszély csökkentésének legjobb módja nem az árnyékolás. Ehelyett úgy gondolja, hogy a megoldás az az idő, amelyet az űrhajósok más világokba utazva és onnan eltöltve csökkentik. Miután az emberek megérintették a Marsot, a bolygó nagy része jelentős védelmet fog biztosítani, hatékonyan felére csökkentve a sugárzást, amely azt átengedi. Míg a Mars vékony atmoszférája nem fogja ugyanazt a pajzsot biztosítani, mint a Föld vastag gázrétege, ugyanakkor csökkenti a felszín felfedezőinek elérő kozmikus sugarakat is.
Annak megértése érdekében, hogy a kozmikus sugarak hogyan befolyásolják az emberi felfedezőket, a tudósoknak először meg kell mérniük a nap mágneses mezőjének tulajdonságait egy adott időben. "Minél jobban megismerjük a galaktikus kozmikus sugárkörnyezetet, ahová az űrhajósainkat küldjük, annál jobban tudunk küldetéseket megtervezni és megérteni a küldetésnek az űrhajósokra gyakorolt hatását" - mondja Turner. Ezzel az információval a kutatók képesek lehetnek előre jelezni a kozmikus sugárzás hatásait egy-két évvel a misszió indulása előtt, lehetővé téve a pontosabb időjárási terveket. Ez olyan, mintha tudnánk, ha a Földön közeledő vihar hurrikán vagy zivatar; az információ segíthet a védőintézkedések testreszabásában.
A tudósok jobban megértik, hogy a kozmikus sugarak miként néznek ki a napvédő pajzsán kívül, a Voyager 1 űrhajó által gyűjtött adatok felhasználásával, amelyek 2012-ben távoztak a Naprendszerből. Ez segít nekik jobban megérteni, hogy a változó napsugárzás hogyan befolyásolja a sugarak.
A helioszférában a Naprendszer részlegesen védett a kozmikus sugarakkal szemben. (Walt Feimer / NASA GSFC Koncepcionális Képlabor) A Voyager 1 "az egyetlen eszköz, amelyet az emberiség elkészített és sikerült bejutnia a csillagközi közegbe, azon a részen, ahol kívül esünk a napenergia mágneses mező hatásain" - mondta Ilias Cholis, a Johns Hopkins Egyetem posztdoktori kutatója. Maryland.
Miközben a Voyager 1 a kozmikus sugárzást a napfénytől távol tartja, olyan eszközök, mint például az orosz műholdas alapú anyagterhelés az éghajlati vizsgálatokhoz és a fénymagos asztrofizika (PAMELA) és az alfa-mágneses spektrométer (AMS) az ISS fedélzetén, a napfény belsejéből veszik a mintát. rendszer. Az egyes források méréseinek összehasonlítása segíti Cholis-t és más kutatókat abban, hogy megértsék, hogyan változtatta meg a nap aktivitása a múlt veszélyes sugárzását, és hogyan változtathatja meg a sugárzást a jövőbeli napi ciklusokban. Ezek az űrhajók és műszerek együttesen növelik a kozmikus sugarakkal kapcsolatos információ mennyiségét, és ez csak az idő múlásával javul.
Cholis és munkatársai például a közelmúltban a Voyager 1 új adatait használják a meglévő képletek módosítására, amelyek leírják, hogyan hat a Nap mágneses tere a kozmikus sugarakra. Számos kozmikus sugarat szupernóvákból származnak - egy hatalmas csillag felrobbant, amely kifelé lövött töltött részecskéket küld. A robbanás fényétől eltérően az energetikai anyag nem egyenes vonalban halad, hanem a földgázt és port repül ki az űrben, amit Cholis "nagyon cikcakk jellegű útnak" nevez. Ez megnehezítheti annak meghatározását, hogy honnan származnak az egyes kozmikus sugarak, különösen, ha azok átjutnak a Naprendszerbe.
A nap befolyásán kívül lépve Cholis és kollégái abban reménykedtek, hogy jobb munkát végeznek a sugarak forrásának és tulajdonságainak azonosításában. Ez nem csak segít nekik többet megtudni arról, hogy honnan származnak az energetikai részecskék, hanem javíthatja az emberekre gyakorolt hatásukat, különösen az űrben utazókat.
A sugárzás „egy olyan kockázat, amelyről többet kell megtudnunk az elkövetkező évtizedben, hogy meg tudjuk tenni a megfelelő mérséklést, így mindent megtehetünk az űrhajósok számára, akik életét számos különböző veszély veszélyeztetik. "- mondja Turner. De az optimális megoldás lehet az, amely egyelőre nehéznek tűnik - gyorsabban halad, és elkerüli a lehető legtöbb sugárzást. Azt mondja:" A dollár számára a legjobb ütés a fejlett meghajtás, nem az árnyékolás. "
