Когда дело доходит до планирования миссий на Марс и в другие отдаленные места в Солнечной системе, угроза, создаваемая радиацией, становится чем-то вроде слона в комнате. Является ли это предложенным НАСА «Путешествием на Марс», планами SpaceX проводить регулярные полеты на Марс или любым другим планом по отправке командированных миссий за пределы низкой околоземной орбиты (LEO), долгосрочным воздействием космической радиации и рисками для здоровья, которые это создает, неоспоримая проблема.
Но, как гласит старая поговорка, «для каждой проблемы есть решение»; не говоря уже о том, что «необходимость - мать изобретательности». И, как недавно отметили представители Программы исследований человека НАСА, проблема, создаваемая космической радиацией, не отпугнет агентство от его целей исследования. Между защитой от радиации и усилиями, направленными на смягчение, НАСА планирует продолжить миссию на Марс и далее.
С самого начала космической эры ученые поняли, как за пределами магнитного поля Земли пространство пронизано радиацией. Это включает в себя галактические космические лучи (GCR), солнечные частицы (SPE) и радиационные пояса Ван Аллена, которые содержат захваченное космическое излучение. Многое было также изучено благодаря МКС, которая продолжает предоставлять возможности для изучения последствий воздействия космической радиации и микрогравитации.
Например, хотя он вращается внутри магнитного поля Земли, астронавты получают в десять раз больше радиации, чем люди в среднем здесь, на Земле. НАСА может защитить экипажи от SPE, посоветовав им искать убежище в более защищенных районах станции, таких как российский сервисный модуль "Звезда" или американская лаборатория "Дестини".
Тем не менее, GCR являются более сложной задачей. Эти энергетические частицы, которые в основном состоят из высокоэнергетических протонов и атомных ядер, могут поступать из любой точки нашей галактики и способны проникать даже в металл. Что еще хуже, когда эти частицы прорезают материал, они генерируют каскадную реакцию частиц, отправляя нейтроны, протоны и другие частицы во всех направлениях.
Это «вторичное излучение» иногда может представлять больший риск, чем сами GCR. А недавние исследования показали, что угроза, которую они представляют для живой ткани, может также иметь каскадный эффект, когда повреждение одной клетки может затем распространиться на другие. Как объяснила доктор Лиза Симонсен, ученый по космическим радиационным элементам из HRP НАСА:
«Одним из наиболее сложных этапов путешествия человека на Марс является риск радиационного облучения, а также последствия облучения в полете и долгосрочные последствия для здоровья. Это ионизирующее излучение проходит через живые ткани, откладывая энергию, которая вызывает структурное повреждение ДНК и изменяет многие клеточные процессы ».
Чтобы устранить этот риск, НАСА в настоящее время оценивает различные материалы и концепции для защиты экипажей от GCR. Эти материалы станут неотъемлемой частью будущих космических миссий. Эксперименты с этими материалами и их включением в транспортные средства, места обитания и скафандры в настоящее время проводятся в Лаборатории космической радиации НАСА (NSRL).
В то же время НАСА также исследует фармацевтические контрмеры, которые могут оказаться более эффективными, чем защита от излучения. Например, йодид калия, диэтилентриаминпентаацетиновая кислота (DTPA) и краситель, известный как «прусская голубая», десятилетиями использовались для лечения лучевой болезни. Во время долгосрочных полетов астронавтам, вероятно, придется принимать ежедневные дозы радиационных препаратов для смягчения воздействия радиации.
Технологии обнаружения и уменьшения космической радиации также разрабатываются Отделом перспективных систем НАСА. К ним относятся гибридный электронный радиационный измеритель для космического корабля «Орион» и серия персональных и эксплуатационных дозиметров для МКС. Существуют также инструменты, которые, как ожидается, будут играть важную роль, когда начнется полет экипажа на Марс.
Кто может забыть детектор оценки радиации (RAD), который был одним из первых инструментов, отправленных на Марс с конкретной целью информирования будущих усилий по исследованию человека. Этот прибор отвечает за идентификацию и измерение излучения на поверхности Марса, будь то излучение из космоса или вторичное излучение, создаваемое космическими лучами, взаимодействующими с атмосферой и поверхностью Марса.
Из-за этих и других приготовлений многие в НАСА, естественно, надеются, что риски космического излучения могут и будут устранены. Как заявил в недавнем заявлении для прессы НАСА Пэт Траутман, руководитель стратегического анализа исследования человеческих ресурсов НАСА:
«Некоторые люди думают, что радиация не позволит НАСА отправлять людей на Марс, но это не текущая ситуация. Когда мы добавим различные методы смягчения, мы надеемся, что это приведет к успешной миссии на Марс со здоровой командой, которая будет жить очень долго и продуктивно после возвращения на Землю.
Ученые также участвуют в постоянных исследованиях космической погоды с целью разработки более совершенных инструментов прогнозирования и принятия контрмер. Наконец, но не в последнюю очередь, несколько организаций стремятся разработать меньшие, более быстрые космические аппараты, чтобы сократить время в пути (и, следовательно, воздействие радиации). Взятые вместе, все эти стратегии необходимы для длительных космических полетов на Марс и в другие места по всей Солнечной системе.
Конечно, еще предстоит провести серьезное исследование, прежде чем мы сможем с уверенностью сказать, что миссии с экипажем на Марс и далее будут безопасными или, по крайней мере, не будут представлять каких-либо неуправляемых рисков. Но тот факт, что НАСА занимается удовлетворением этих потребностей с разных сторон, демонстрирует, насколько они преданы тому, чтобы такая миссия произошла в ближайшие десятилетия.
«Марс - лучший вариант, который у нас есть сейчас, для расширения долгосрочного человеческого присутствия», - сказал Траутман. «Мы уже нашли ценные ресурсы для поддержания человека, такие как водяные льды чуть ниже поверхности и прошлые геологические и климатические доказательства того, что на Марсе когда-то были условия, подходящие для жизни. То, что мы узнаем о Марсе, расскажет нам больше о прошлом и будущем Земли и может помочь ответить на вопрос, существует ли жизнь за пределами нашей планеты ».
Помимо НАСА, Роскосмос, Китайское национальное космическое агентство (CSNA) также проявило интерес к выполнению миссии с экипажем на Красную планету, возможно, в период с 2040-х годов или вплоть до 2060-х годов. Хотя Европейское космическое агентство (ЕКА) не имеет активных планов по отправке астронавтов на Марс, они рассматривают создание Международной лунной деревни как важный шаг к этой цели.
Помимо государственного сектора, такие компании, как SpaceX и некоммерческие организации, такие как MarsOne, также изучают возможные стратегии защиты от космического излучения и смягчения его последствий. Элон Маск довольно открыто (особенно в последнее время) рассказывает о своих планах по проведению регулярных поездок на Марс в ближайшем будущем с использованием Межпланетной транспортной системы (ITS), также известной как BFR, не говоря уже о создании колонии на планете.
И Баас Ландсдорп указал, что организация, которую он основал, чтобы установить присутствие человека на Марсе, найдет способы противостоять угрозе, создаваемой радиацией, независимо от того, что говорится в определенном отчете MIT! Независимо от проблем, просто нет недостатка в людях, которые хотят, чтобы человечество отправилось на Марс и, возможно, даже осталось там!
И обязательно посмотрите это видео о Программе исследований человека, любезно предоставленное НАСА:
