Fotoğraf kredisi: NASA
NASA'nın çözmesi gereken bir gizem var: İnsanlar Mars'a gidebilir mi değil mi?
Johnson Uzay Merkezi'ndeki NASA'nın Uzay Radyasyon Sağlık Projesi'nden Frank Cucinotta “Bu bir radyasyon sorunu” diyor. “Dünya ile Mars arasında bizi bekleyen ne kadar radyasyon olduğunu biliyoruz, ancak insan vücudunun buna nasıl tepki vereceğinden emin değiliz.”
NASA astronotları 45 yıldır uzayda, kapalı ve açık. Bununla birlikte, aya hızlı birkaç seyahat dışında, Dünya'dan çok fazla zaman geçirmediler. Derin uzay güneş patlamaları protonları, yeni doğan kara deliklerden gama ışınları ve patlayan yıldızlardan gelen kozmik ışınlarla doludur. Bu radyasyonu engellemek veya saptırmak için yakınlarda büyük bir gezegen bulunmayan Mars'a uzun bir yolculuk yeni bir macera olacak.
NASA, kanser riski birimlerinde radyasyon tehlikesini tartar. Sağlıklı, 40 yaşında, sigara içmeyen bir Amerikalı erkek% 20'lik bir olasılıkla kanserden ölme şansına sahiptir. Yeryüzünde kalırsa. Mars'a seyahat ederse risk artar.
Soru ne kadar?
“Emin değiliz,” diyor Cucinotta. 2001 yılında yapılan bir araştırmaya göre, yüksek dozda radyasyona maruz kalan insanlar (ör. Hiroşima atom bombası mağdurları ve ironik olarak, radyasyon tedavisi gören kanser hastaları) 1000 günlük Mars misyonunun ek riski% 1 ile% 19 arasında bir yerde yatıyor . “En olası cevap% 3,4” diyor Cucinotta, “ancak hata çubukları geniş.”
Kadınlara göre oranlar daha da kötü. “Göğüsler ve yumurtalıklar nedeniyle, kadın astronotların riski erkeklerin riskinin neredeyse iki katıdır.”
Araştırmayı yapan araştırmacılar, Mars gemisini “eski bir Apollo komuta modülü gibi çoğunlukla alüminyumdan” inşa edeceğini varsaydı Cucinotta. Uzay gemisinin derisi, ona çarpan radyasyonun yaklaşık yarısını emer.
“Ekstra risk sadece yüzde birkaç ise? biz iyiyiz. Alüminyum kullanarak bir uzay gemisi inşa edebiliriz ve Mars'a doğru yola çıkabiliriz. ” (Alüminyum uzay gemisi yapımı için favori bir malzemedir, çünkü hafif, güçlü ve havacılık endüstrisinde uzun yıllardır kullanımdan mühendislere aşinadır.)
“Ama% 19 ise? 40'lık bir şey olan astronotumuz Dünya'ya döndükten sonra% 20 +% 19 =% 39 oranında hayat sonu kanser geliştirme şansı ile karşı karşıya kalacaktı. Bu kabul edilemez. ”
Cucinotta, hata çubuklarının büyük olduğunu söylüyor. Uzay radyasyonu, gama ışınları, yüksek enerjili protonlar ve kozmik ışınların eşsiz bir karışımıdır. Birçok çalışmanın temeli olan atom bombası patlamaları ve kanser tedavileri, “gerçek şeyin” yerini tutmaz.
Mars'a giderken astronotlar için en büyük tehdit kısaca galaktik kozmik ışınlar –veya “GCR'ler” dir. Bunlar uzak süpernova patlamaları ile neredeyse ışık hızına hızlanan parçacıklar. En tehlikeli GCR'ler Fe + 26 gibi ağır iyonize çekirdeklerdir. “Güneş patlamaları tarafından hızlanan tipik protonlardan (onlarca yüze kadar MeV) çok daha enerjik (milyonlarca MeV),” diyor Cucinotta. GCR'ler uzay gemilerinin derisinden ve küçük top topları gibi insanlardan, DNA moleküllerinin ipliklerini kırmak, genlere zarar vermek ve hücreleri öldürmek için varırlar.
Astronotlar nadiren bu derin uzay GCR'lerinin tam dozunu deneyimlemişlerdir. Uluslararası Uzay İstasyonu'nu (ISS) düşünün: Dünya yüzeyinin sadece 400 km üzerinde yörüngede. Gezegenimizin gövdesi, büyük bir görünüme sahipken, GCR'lerin ISS'ye ulaşmadan üçte birini önler. Diğer üçte biri Dünya'nın manyetik alanı tarafından saptırıldı. Uzay mekiği astronotları benzer indirimlerin tadını çıkarır.
Aya seyahat eden Apollo astronotları, ISS seviyesinin yaklaşık 3 katı olan daha yüksek dozları emdi, ancak Dünya-ay gezisi sırasında sadece birkaç gün boyunca. GCR'ler gözlerine zarar vermiş olabilir, diyor Cucinotta. Aya giderken, Apollo ekipleri retinalarında kozmik ışınların yanıp söndüğünü bildirdi ve şimdi, yıllar sonra, bazıları katarakt geliştirdi. Aksi takdirde çok fazla acı çekmediler. Cucinotta, “Birkaç gün“ orada ”muhtemelen güvenlidir,” dedi.
Ancak Mars'a seyahat eden astronotlar bir yıl veya daha uzun süre “dışarıda” olacak. “Çok uzun süre maruz kaldığımızda kozmik ışınların bize ne yapacağını henüz güvenilir bir şekilde tahmin edemiyoruz” diyor.
Bunu bulmak, ABD Enerji Bakanlığı'nın New York'taki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'nda bulunan NASA'nın yeni Uzay Radyasyon Laboratuvarı'nın (NSRL) misyonudur. Ekim 2003'te açıldı. “NSRL'de kozmik ışınları simüle edebilen parçacık hızlandırıcılarımız var” diye açıklıyor Cucinotta. Araştırmacılar, memeli hücrelerini ve dokularını parçacık ışınlarına maruz bırakır ve daha sonra hasarı inceler. “Hedef, risk tahminlerimizdeki belirsizliği 2015 yılına kadar sadece yüzde birkaçına düşürmektir.”
Riskler bilindikten sonra NASA ne tür bir uzay gemisi inşa edeceğine karar verebilir. Alüminyum gibi sıradan yapı malzemelerinin yeterince iyi olması mümkündür. Değilse, “zaten bazı alternatifler belirledik” diyor.
Plastikten yapılmış bir uzay gemisine ne dersiniz?
“Plastikler hidrojen bakımından zengindir — kozmik ışınları emen iyi bir iş yapan bir element” diye açıklıyor Cucinotta. Örneğin, aynı malzeme çöp torbalarından yapılan polietilen, alüminyumdan% 20 daha fazla kozmik ışın emer. Marshall Uzay Uçuş Merkezi'nde geliştirilen bir çeşit güçlendirilmiş polietilen, alüminyumdan 10 kat daha güçlü ve daha hafiftir. Bu, yeterince ucuza yapılabilirse, uzay gemisi binası için tercih edilen bir malzeme olabilir. Cucinotta, “Uzay aracının tamamını plastikten inşa etmesek bile,” diye belirtiyor Cucinotta. Gerçekten de, bu zaten ISS'de yapılmaktadır.
Plastik yeterince iyi değilse, saf hidrojen gerekebilir. Pound için pound, sıvı hidrojen kozmik ışınları alüminyumdan 2.5 kat daha iyi engeller. Bazı gelişmiş uzay aracı tasarımları büyük sıvı hidrojen yakıt tankları gerektirir, bu nedenle “mürettebatı yakıt tanklarını yaşam alanlarına sararak radyasyondan koruyabiliriz” diyor Cucinotta.
İnsanlar Mars'a gidebilir mi? Cucinotta buna inanıyor. Ama önce, “bedenlerimizin ne kadar radyasyonla başa çıkabileceğini ve ne tür bir uzay gemisi inşa etmemiz gerektiğini bulmalıyız.” Ülke genelindeki laboratuvarlarda, çalışmalar çoktan başladı.
Orijinal Kaynak: NASA Bilim Hikayesi
