קרינה בחלל הוא בשקט לעצור אותנו משליחת בני אדם למאדים

סכנות בלתי פוסקות מאיימות על אסטרונאוטים אנושיים המגיעים לחלל עמוק. כמה מהם, כמו אסטרואידים, הם ברורים ובלתי נמנעים עם כמה LIDAR הגון. אחרים אינם. בחלק העליון של הרשימה לא כל כך הרבה קרינה בחלל, משהו נאס"א הוא מוכן עכשיו להגן על חוקרים מן מעביר אותם למאדים. סביבת הקרינה מעבר למגנטוספירה אינה תורמת לחיים, כלומר שליחת אסטרונאוטים החוצה ללא הגנה שווה לשליחתם לאובדן.

בזמן ששלחנו אסטרונאוטים לחלל כבר יותר מחצי מאה, הרוב המכריע של המשימות הללו הוגבל לנסיעה למסלול כדור הארץ הנמוך - בין 99 ל -1,200 ק"מ בגובה. השדה המגנטי של כדור הארץ - המשתרע על פני אלפי קילומטרים לחלל - מגן על כדור הארץ מפני פגיעה ראשונית של חלקיקים סולאריים בעלי אנרגיה גבוהה, הנעים על פני מיליון קילומטרים לשעה.

ישנם שלושה מקורות גדולים של קרינת חלל, והם כולם מהווים כמות מסוימת של סיכון כי לא תמיד ניתן לצפות או מוגן מפני. הראשון הוא לכוד קרינה. חלקיקים לא מקבלים מוטה על ידי השדה המגנטי של כדור הארץ. במקום זאת, הם לכודים באחת משני הטבעות המגנטיות הגדולות סביב כדור הארץ, ומצטברים יחד כחלק מחגורות הקרינה של ואן אלן. נאס"א נאלצה להתמודד רק עם חגורות ואן אלן במהלך משימות אפולו.

המקור השני הוא קרינה קוסמית גלקטית, או GCR, שמקורו מחוץ למערכת השמש. אלה אטומים מיונן לנסוע בעצם את מהירות האור, למרות השדה המגנטי של כדור הארץ הוא גם מסוגל להגן על כדור הארץ וחפצים במסלול כדור הארץ נמוך מ GCR.

המקור האחרון הוא מאירועי חלקיקים סולריים, שהם חלקיקים אנרגטיים ענקיים המיוצרים על ידי השמש. יש הבחנה בין רוחות השמש בדרך כלל הנפלטת על ידי השמש, אשר לוקחים על יום להגיע אל כדור הארץ, ואת אלה אירועים בעוצמה גבוהה יותר, כי הכה אותנו בתוך 10 דקות. בנוסף להפקת כמות קרינה קטלנית של אסטרונאוטים, SPE יכול לפעמים להיות בלתי צפוי באופן בלתי צפוי, מה שמקשה על מדעני ומהנדסי נאס"א לפתח אמצעי הגנה נגדם.

נאס"א בוחנת את קרינת החלל כפי שמעסיקים קובעים סיכונים מקובלים לעובדיהם - הם לא יכפו על אסטרונאוטים את הסיכון התעסוקתי לפתח סרטן מעבר לסף מסוים. כדי לפתח את ההערכה הזו, נאס"א תסתכל לתוך חבורה של גורמים שונים, מהמקום שבו הצוות ילך, כמה רחוק מהשמש הם יהיו, איך מחזור השמש ייראה בזמן הזה לאילו סוג של ספינה, עובד עם. צוות של ביולוגים בוחן את ההשפעות הפיזיולוגיות על כל טיול נתון ומשתמש במודלי מחשב כדי לפלוט הערכות סיכון תעסוקתי.

עבור נאס"א, הסיכון המקובל פירושו סיכון של עודף חיים של שלושה אחוזים לסרטן.

אבל הפחתת הסיכון לסרטן אינה הבעיה היחידה. הבעיה הנפוצה ביותר היא בחילה - לא כל כך רע אם אתה בחללית עם שקיות ברף קרוב, אבל מסוכן למדי אם אתה בחוץ על מרחק הליכה וכל מה שיש לך הוא חליפת חלל לתפוס את הקיא. המערכת החיסונית של אחד עלול גם לקחת להיט במשך כמה ימים או שבועות, ותפיסת זיהום שם המתים של כל דבר לא bueno.

נכון לעכשיו, הדבר הגדול ביותר שיש לנו להגן על האסטרונאוטים מקרינת החלל - במיוחד GCR - הוא חומר מיגון. זה עובד די טוב, אבל אנחנו לא יודעים כמה סמיך מיגון צריך להיות על ספינה מאדים קשורה. עבה מדי, וזה עולה אוסרני כדי לקבל את הספינה אל החלל, שלא לדבר על הסטרטוספירה. רזה מדי והצוות סובל. למעשה, מגן דק יכול למעשה לגרום כמות מוגברת של קרינה משנית. לכן האלומיניום היה חומר הבחירה - הוא חזק מספיק כדי לשבור חלקיקי קרינה קוסמית זה מזה, אבל קל מספיק עבור החללית לנסוע ביעילות עם.

אבל נאס"א שלחה אסטרונאוטים לירח ובחזרה - דרך חגורות ואן אלן, לא פחות - ואף אחד לא מת. זה לא אומר שכבר יש לנו את כל העניין הקוסמי ריי הבנתי?

לא בדיוק. ההשפעות של קרינת החלל תלויים בחשיפה - ככל שאתה נמצא יותר בחלל, כך אתה בסיכון גבוה יותר. משימות אפולו נמשכו כשלושה ימים כדי להגיע לירח. הצוות עבור אפולו 11 חזר הביתה שמונה ימים לאחר ההמראה. מסגרת הזמן של משימות מאדים היא בקנה מידה של שנים. "ישנם שני סוגים שונים של משימות מאדים", אומר גרגורי נלסון, חוקר באוניברסיטת לומה לינדה המתמחה בהשפעות הפיזיולוגיות של קרינת החלל. "אחד מהם יגיע לשם מהר יותר כדי שתוכל להישאר עוד על פני מאדים. אני חושב שזה 500 ימים ואתה חוזר מהר. בגרסה אחרת, אתה נעלם כמו 900 - כמה ימים. "נלסון אומר צוות יוצאים למאדים יהיה כנראה נחשף על אפור אחד של קרינה - מעל 277 פעמים את המינון של ערך שווה של חשיפה לקרינה בשנה על כדור הארץ.

הסיכונים להתפתחות סרטן או חשיפה לכמות קרינה קטלנית עולים באופן אקספוננציאלי באותה תקופה. פשוט אלומיניום סיכוך לא לחתוך אותו. יש כמה טכנולוגיות מתפתחות מדענים לומדים ובדיקות שעשויות להיות מועילות, עם זאת.

אחד הוא מושג שנקרא "מגן פעיל" שבו אתה יוצר שדה מגנטי מלאכותי באמצעות מגנטים מוליך. למרבה הצער, כמו נלסון אומר, טכנולוגיות אלה נדרשו יותר מדי כוח. "יהיה עליך להטיס מלאכה אחרת של חלל כבד ואספקת חשמל כדי שזה יעבוד", הוא אומר. ישנם מדענים העוסקים בייצור שדות קטנים יותר כדי להגן על יחידים או על כלי רכב קרקעיים. אבל לדברי נלסון, מיגון פעיל הוא "מוכח".

"הבעיה," הוא אומר, "האם החלקיקים מגיעים לכל הכיוונים בו זמנית, אז זה לא כמו לשים את היד שלך לחסום את השקפת השמש שלך יהיה מספיק."

רעיון נוסף הוא להתערב בפועל ברמה הביולוגית עצמה. רעיון שנלמד ונבדק הוא שימוש בחומרים נוגדי חמצון בריכוז גדול, שיכול להינתן לאחר אירוע שמש רע. נלסון מביא מחקרים לרתום תרכובות ויטמין E, או חומרים מזינים שנמצאו אוכמניות, תותים או יין אדום. דורית דנוביאל, סגנית המדען הראשי במכון לחקר הביו-רפואה הלאומית, פועלת על-ידי זיהוי תרכובות פוטנציאליות שיכולות למנוע את היווצרותם של גידולים מקומיים כתוצאה מאירועי קרינה ספציפיים, באמצעות ניסויים קליניים בחולי סרטן בשלב מאוחר.

למרבה הצער, רוב המחקרים הללו מסתמכים על מודלים של עכברים או בני אדם שאינם מייצגים את הגוף הבריא והמתאים שמגדיר כמעט את כל האסטרונאוטים. בסך הכל, נלסון סבור ששיטות אלו אינן יעילות עד כה, בשל כמויות גבוהות של חלקיקים טעונים הנמצאים בקרינה קוסמית. זה מורכב על ידי העובדה כי התערבויות ביולוגיות יכול ליצור תופעות לוואי נורא - ואתה רוצה לשמור אסטרונאוטים מלהזריק משהו נורא לגוף שלהם על בסיס שבועי.

הן נלסון והן דנוביאל מדגישים כי כיום, נאס"א אינה מסוגלת לשלוח אנשים למאדים ועדיין דבקה בביטחון בשלושה אחוזים בסיכון לפתח סרטן בשלב מאוחר יותר בחיים. זה בהחלט לא אומר שהמחקר יפסיק - אבל אם הסוכנות מתכוונת לשים את המגפיים על כוכב הלכת האדום עד סוף 2030, יש להם הרבה יותר עבודה לעשות כדי לפתור את הפאזל קרינה בחלל.