Kosmose suures tühjuses ähvardavad astronaute kahesugused kiirgusvormid: Kosmilised kiired libisevad galaktikat läbi peaaegu valguse kiirusega, samal ajal kui päikese aktiivsus tekitab madalama kiirgusvormi. Mõlemad on kosmosereisijate probleemiks, põhjustades nägemise halvenemisest vähini.
Kiirgus pole siin Maa peal probleemiks tänu planeedi kaitsvale atmosfäärile, mis blokeerib selle halvima osa. Kuid inseneridel pole endiselt tõhusaid meetodeid astronautide kaitsmiseks nende ohtude eest ja see lisab täiendava riskitaseme juba riskantsele plaanile saata inimesed Marsile kolmeaastasele teekonnale 2030. aastateks.
"Võib esineda missioonitaseme riske, mis otseses mõttes seavad missiooni ohtu - kogu missioon, mitte ainult üksikud astronaudid -, kui üks või mitu meeskonnaliiget on töövõimetud, " ütleb kiirgusekspert Ron Turner, NASA instituudi vanemnõunik Advanced Concepts Atlanta, kes uurib inimeste kosmosemissioonide riskijuhtimise strateegiaid. "On oluline, et saaksime need andmed järgmise kümne aasta jooksul, et saaksime tulevase Marsi missiooni kaalutletult kavandada."
Päike varjab päikesetuule kaudu pidevalt energeetilisi osakesi. Ja nende osakeste tase tõuseb ja langeb päikese 22-aastase päikesetsükli ajal. Päikesetormid võivad ka laetud osakeste massilisi plekke kosmosesse heita, 11-aastase tipu tulemus on kõige suurem. Võimas kiirgus ei suurenda mitte ainult pikaajalisi vähiriske, vaid põhjustab ka viivitamatuid probleeme nagu oksendamine, väsimus ja nägemisprobleemid.
Nagu päikese aktiivsus, võivad ka kosmilised kiired põhjustada vähki. Need suure energiatarbega, suure kiirusega osakesed on pärit Päikesesüsteemist väljastpoolt ja võivad tõsiselt kahjustada inimese rakke. Erinevalt päikesekiirgusest võivad kosmilised kiired kosmoses viibides siiski esile kutsuda ka pikaajalisi degeneratiivseid mõjusid, sealhulgas südamehaigused, vähenenud immuunsussüsteemi tõhusus ja Alzheimeri tõbe meenutavad neuroloogilised sümptomid.
Ilma Maa atmosfäärita, et neid kaitsta, peavad rahvusvahelise kosmosejaama pardal olevad astronaudid nende kiirgusohtudega juba toime tulema. Nad võivad otsida varju laeva tugevamalt varjestatud osas, kui päike eraldab eriti suure võimsusega kiirguspurset. Kuid kosmilise kiirguse pideva ja ühtlase rünnaku vältimine on suurem väljakutse. Ja veel ükski ISS-i liige ei ole veel kogenud kõiki kiirgusohte, mida näeks kolmeaastase missiooni ajal Marsile ja tagasi; maksimaalne aeg, mis keegi on kosmosejaamas veetnud, on 14 kuud.
Paksem kere võib aidata blokeerida madalama energiaga kosmilisi kiirte, kuid kõik suure võimsusega kiired pääsevad kergesti läbi, märgib Turner. Lisaks vähendab kosmoselaeva kere nominaalse paksuse kahekordistamine ainult astronautide ohtu umbes 10 protsenti - arv, mis sõltub nii kiirte kui ka varjestuse olemusest. See lisavarjestus lisab ka kosmoselaevale kaalu, piirates teaduse ja ellujäämise tarbeks ette nähtud varusid.
Turner ütleb, et parim viis kosmiliste kiirte ohu leevendamiseks ei tule varjestusest. Selle asemel leiab ta, et lahendus tuleneb sellest, kui vähendatakse astronautide aega, kes veedavad reisides teistesse maailmadesse ja tagasi. Kui inimesed Marsil kokku puutuvad, pakub suurem osa planeedist olulist kaitset, vähendades efektiivse radiatsiooni kogust poole võrra. Ehkki Marsi õhuke atmosfäär ei anna sama kilpi kui Maa paks gaasikiht, vähendab see ka kosmilisi kiiri, mis maadeavastajateni jõuavad.
Et mõista, kuidas kosmilised kiired mõjutavad inimese maadeavastajaid, peavad teadlased esmalt mõõtma päikese magnetvälja omadusi antud ajahetkel. "Mida paremini tunneme galaktilist kosmilist kiirguskeskkonda, kuhu me oma astronaudid saadame, seda paremini suudame planeerida missioone ja mõista missiooni mõju astronautidele, " ütleb Turner. Selle teabe abil võivad teadlased prognoosida kosmilise kiirguse mõju aasta või kaks enne missiooni algust, võimaldades konkreetsemat kosmose ilma paremini planeerida. See oleks nagu teadmine, kas Maal lähenev torm on orkaan või äike; see teave võib aidata kaitsemeetmete kohandamisel.
Teadlased saavad 2012. aastal päikesesüsteemist lahkunud kosmoselaeva Voyager 1 kogutud andmete abil parema ülevaate kosmiliste kiirte väljanägemisest väljaspool päikesekaitsekilpi. See peaks aitama neil paremini mõista, kuidas muutuv päikese aktiivsus mõjutab kiired.
Heliosfääri sees on päikesesüsteem osaliselt kaitstud kosmiliste kiirte eest. (Walt Feimer / NASA GSFC kontseptuaalse pildi labor) Voyager 1 "on inimkonna ainus instrument, mis on suutnud pääseda tähtedevahelisse keskkonda, see osa, kus oleme väljaspool päikese magnetvälja mõju, " ütleb Ilias Cholis, Johns Hopkinsi ülikooli järeldoktor Maryland.
Kui Voyager 1 proovib kosmilist kiirgust väljaspool päikese kätte jõudmist, proovivad ISS-i pardal olevad instrumendid, näiteks Venemaa satelliidipõhine antimaterjalide uurimise ja valgusetuumade astrofüüsika (PAMELA) ja alfa-magnetiline spektromeeter (AMS), seda ka Päikese seest. süsteem. Kõigi nende allikate mõõtmiste võrdlemine aitab Cholisel ja teistel teadlastel mõista, kuidas päikese aktiivsus on minevikus ohtlikku kiirgust muutnud ja kuidas see võib radiatsiooni tulevastes päikesetsüklites muuta. Need kosmoseaparaadid ja -instrumendid suurendavad kosmiliste kiirte kohta teabe kogust ja aja möödudes see ainult paraneb.
Näiteks Cholis ja tema kolleegid kasutasid hiljuti Voyager 1 uusi andmeid olemasolevate valemite muutmiseks, mis kirjeldavad, kuidas päikese magnetväli mõjutab kosmilisi kiirte. Paljud kosmilised kiired pärinevad supernoovidest - massiivse tähe plahvatus, mis saadab laetud osakesi väljapoole. Erinevalt plahvatuse valgusest ei liigu energeetiline materjal sirgjooneliselt, vaid põrkab selle asemel kosmoses gaasi ja tolmu läbi, mida Cholis kirjeldas kui "väga siksakilist laadi rada". See võib muuta keerukaks kosmiliste kiirte kindlaksmääramise, eriti kui need satuvad Päikesesüsteemi.
Päikese mõjust välja astudes lootsid Cholis ja tema kolleegid teha paremini ära kiirte allika ja omaduste väljaselgitamise. See mitte ainult ei aita neil rohkem teada saada, kust energeetilised osakesed pärinevad, vaid aitab ka mõista nende mõju inimestele, eriti kosmoses liikuvatele inimestele.
Kiirgus on „risk, mille kohta peame järgmise kümnendi jooksul rohkem teada saama, et saaksime teha nõuetekohaseid leevendusi, et saaksime anda oma parima astronautide jaoks, kes seavad oma elu ohtu mitme erineva ohu korral. "" Turner ütleb. Kuid optimaalne lahendus võib olla see, mis praegu tundub keeruline - kiirem liikumine ja võimalikult suure kiirguse vältimine. Tema sõnul on parimaks pauguks edasijõudnud tõukejõud, mitte varjestus. "
