V obrovské prázdnotě vesmíru existují dvě formy kosmonautů ohrožujících záření: Kosmické paprsky se zipují galaxií rychlostí blízkou světlu, zatímco sluneční aktivita produkuje utlumenější formu záření. Oba jsou problémem pro cestovatele ve vesmíru a způsobují podmínky od zhoršeného vidění po rakovinu.
Toto záření není na Zemi problémem díky ochranné atmosféře planety, která blokuje to nejhorší. Inženýři však stále nemají účinné metody, jak chránit astronauty před těmito nebezpečími, a to zvyšuje riziko již tak riskantních plánů poslat lidi na Mars na tříletou cestu do 30. let 20. století.
"Mohou existovat rizika na úrovni misí, která doslova ohrožují misi - celá mise, nejen jednotliví astronauti - pokud bude jeden nebo více členů posádky nezpůsobilých, " říká radiační expert Ron Turner, vedoucí vědecký poradce institutu NASA pro Pokročilé koncepty v Atlantě, která studuje strategie řízení rizik pro lidské vesmírné mise. "Je důležité, abychom tato data získali v příštích deseti letech, abychom byli schopni rozvážně naplánovat budoucí misi na Marsu."
Slunce neustále vrhá energetické částice přes sluneční vítr. A hladiny těchto částic stoupají a klesají během slunečního 22letého slunečního cyklu. Sluneční bouře mohou také vrhat do vesmíru masivní kuličky nabitých částic, přičemž nejvyšší aktivita produkuje 11 let. Silné záření může nejen zvýšit dlouhodobá rizika rakoviny, ale také způsobit okamžité problémy, jako jsou zvracení, únava a problémy se zrakem.
Stejně jako sluneční aktivita mají kosmické paprsky potenciál způsobovat rakovinu. Tyto vysoce energetické, vysokorychlostní částice pocházejí z vně sluneční soustavy a mohou vážně poškodit lidské buňky. Na rozdíl od záření ze slunce však mohou kosmické paprsky vyvolat dlouhodobé degenerativní účinky, i když jsou stále ve vesmíru, včetně srdečních chorob, snížené účinnosti imunitního systému a neurologických symptomů připomínajících Alzheimerovu chorobu.
Bez zemské atmosféry, která je chrání, se astronauti na palubě Mezinárodní vesmírné stanice již musí vypořádat s těmito nebezpečími záření. Mohou hledat útočiště v silně stíněné části lodi, když slunce uvolní zvláště silný výboj záření. Ale vyhnout se neustálému a stálému napadení kosmickým zářením představuje větší výzvu. A nikdo na ISS dosud nezažil všechna radiační nebezpečí, která by byla vidět při tříleté misi na Mars a zpět; maximální doba, kterou někdo strávil na vesmírné stanici, je 14 měsíců.
Silnější trup může pomoci blokovat kosmické paprsky s nízkou energií, ale jakékoli vysoko výkonné paprsky mohou snadno projít, poznamenává Turner. Navíc zdvojnásobení jmenovité tloušťky trupu kosmické lodi snižuje nebezpečí pro astronauty pouze o 10 procent, což je číslo, které závisí na povaze paprsků i stínění. Toto zvláštní stínění také zvyšuje váhu kosmické lodi, což omezuje to, co lze věnovat zásobám pro vědu a přežití.
Turner říká, že nejlepší způsob, jak zmírnit nebezpečí z kosmického záření, nepochází z stínění. Místo toho si myslí, že řešení přijde ze zkrácení času, který astronauti tráví cestováním do az jiných světů. Jakmile se lidé dotknou Marsu, bude velká část planety poskytovat významnou ochranu a účinně sníží množství záření, které je prochází, na polovinu. Zatímco tenká atmosféra Marsu nebude poskytovat stejný štít jako silná vrstva plynů Země, také to omezí kosmické paprsky, které se dostanou k průzkumníkům na povrchu.
Aby vědci pochopili, jak kosmické paprsky ovlivní lidské průzkumníky, budou nejprve muset měřit vlastnosti slunečního magnetického pole v daném čase. "Čím lépe známe prostředí galaktického kosmického záření, do kterého vysíláme naše astronauty, tím lépe můžeme plánovat mise a porozumět dopadu mise na astronauty, " říká Turner. Na základě těchto informací by vědci mohli předpovědět účinky kosmického záření rok nebo dva před zahájením mise, což umožní lepší plánování konkrétního kosmického počasí. Bylo by to jako vědět, zda se blížící se bouře na Zemi stala hurikánem nebo bouřkou; informace mohou pomoci při přizpůsobení ochranných opatření.
Vědci nyní získávají lepší pochopení toho, jak kosmické paprsky vypadají mimo sluneční ochranný štít pomocí dat shromážděných kosmickou lodí Voyager 1, která opustila sluneční soustavu v roce 2012. To by jim mělo pomoci lépe pochopit, jak měnící se sluneční aktivita ovlivňuje paprsky.
Uvnitř heliosféry je sluneční soustava částečně chráněna před kosmickými paprsky. (Konceptuální obrazová laboratoř Walta Feimera / NASA GSFC) Voyager 1 "je jediný nástroj, který lidstvo vytvořilo a které se dokázalo dostat do mezihvězdného média, jedné části, kde jsme mimo vliv slunečního magnetického pole, " říká Ilias Cholis, postdoktorandský výzkumník na Johns Hopkins University v Maryland.
Zatímco Voyager 1 snímá kosmické záření mimo dosah Slunce, na palubě ISS se vzorkují přístroje jako ruské satelitní užitečné zatížení pro zkoumání antihmoty a astrofyziku světelných jader (PAMELA) a alfa magnetický spektrometr (AMS). Systém. Porovnání měření z každého z těchto zdrojů pomáhá společnosti Cholis a dalším vědcům pochopit, jak aktivita slunce změnila nebezpečné záření v minulosti a jak by mohla změnit záření v budoucích slunečních cyklech. Společně tyto kosmické lodě a nástroje zvyšují množství informací o kosmických paprscích, a to se zlepší pouze s postupem času.
Cholis a jeho kolegové například nedávno použili nová data z Voyager 1 k úpravě stávajících vzorců, které popisují, jak magnetické pole slunce ovlivňuje kosmické paprsky. Mnoho kosmických paprsků pochází ze supernov - exploze masivní hvězdy, která vysílá nabité částice střílení směrem ven. Na rozdíl od světla z exploze energetický materiál necestuje v přímé linii, ale místo toho odrazí plyn a prach ve vesmíru v tom, co Cholis označil jako „velmi klikatá cesta“. To může ztížit určení, odkud jednotlivé kosmické paprsky pocházejí, zejména jakmile vstoupí do sluneční soustavy.
Cholis a jeho kolegové tím, že odstoupili od vlivu slunce, doufali, že budou lépe identifikovat zdroj a vlastnosti paprsků. To jim nejen pomůže dozvědět se více o tom, odkud energetické částice pocházejí, ale může to také zlepšit porozumění jejich účinkům na člověka, zejména na ty, kteří cestují ve vesmíru.
Záření je „riziko, o kterém se musíme v příštích deseti letech dozvědět více, abychom mohli udělat správné zmírnění, abychom mohli udělat to nejlepší, co můžeme pro astronauty, kteří budou ohrožovat své životy pro řadu různých hrozeb. "Turner říká. Ale optimálním řešením by mohlo být řešení, které se prozatím jeví jako obtížné - jde rychleji a vyhýbá se co největšímu vyzařování. Říká:" Nejlepší třesk za babku je pokročilý pohon, nikoli stínění. "
