Tähtitiede

Voimmeko matkustaa planeetalle Mars?

Voimmeko matkustaa planeetalle Mars?

NASA: lla on mysteeri ratkaistavana: Voimmeko lähettää ihmisiä Marsille vai ei? Se on säteilyn kysymys. Tiedämme, kuinka paljon säteilyä on odottamassa meitä maan ja Marsin välillä, mutta emme ole varmoja siitä, kuinka ihmiskeho reagoi siihen.

NASAn astronautit ovat olleet avaruudessa ajoittain 45 vuotta. Muutamia nopeita kuun matkoja lukuun ottamatta, he eivät ole koskaan olleet maasta poissa pitkään aikaan. Syvä avaruus on täynnä aurinkokeilan aiheuttamia protoneja, vastasyntyneen mustista reikistä peräisin olevia gammasäteitä ja tähtien räjähdysten kosmisia säteitä. Pitkä matka Marsiin, ilman suuria läheisiä planeettoja, jotka toimivat säteilyä heijastavina kilpeinä, tulee olemaan uusi seikkailu.

NASA mittaa säteilyn vaaraa syöpää aiheuttavissa vaarayksiköissä. Terveellä 40-vuotiaalla amerikkalaisella, tupakoimattomalla, on (valtava) 20% mahdollisuus kuolla syöpään. Se pysyy maan päällä. Jos matkustaisin Marsiin, riski kasvaa. Kysymys on kuinka paljon?

Vuoden 2001 tutkimuksen mukaan suurille säteilyannoksille altistuneista ihmisistä - s. e. Hiroshiman atomipommin eloonjääneet ja ironista kyllä ​​syöpäpotilaat, joille on suoritettu sädehoito - tuhatta päivää kestäneeseen miehitettyyn Marsiin suuntautuvaan operaatioon liittyvä riski laskee välillä 1–19%. Todennäköisin vastaus on 3,4%, mutta virhemarginaali on erittäin laaja. Hauska asia on, että se on vielä huonompi naisille. Rintojen ja munasarjojen vuoksi naispuolisten astronautien riski on melkein kaksinkertainen heidän miespuolisten kumppaneidensa kanssa.

Tutkimuksen suorittaneet tutkijat olettivat, että Marsin avaruusalus rakennettaisiin pääasiassa alumiinista, kuten Apollon kapseli. Avaruusaluksen "iho" absorboisi melkein puolet sitä lyöneen säteilyn.

Jos lisäriskin prosenttiosuus on vain vähän enemmän, se on hieno. Voisimme rakentaa avaruusaluksen käyttämällä alumiinia ja suunnata Marsiin. Alumiini on suosituin materiaali laivanrakennuksessa keveyden ja lujuuden sekä insinöörien pitkän kokemuksen kautta ilmailu- ja avaruusteollisuudessa jo vuosikymmenien ajan. Mutta jos se olisi 19%, 40-vuotiaallamme astronautilla olisi riski kuolla 20%: n syöpään plus 19%: iin, eli 39%: iin palattuaan maan päälle. Tätä ei voida hyväksyä. Virhemarginaali on laaja, syystä. Avaruussäteily on ainutlaatuinen sekoitus gammasäteitä, erittäin energisiä protoneja ja kosmisia säteitä. Atomiräjähdysten ja syöpähoitojen räjähdykset, joihin monet tutkimukset perustuvat, eivät ole luotettava korvaa "todelliselle" säteilylle.

Suurin uhka Marsiin matkalla oleville astronauteille on galaktinen kosminen säde. Nämä säteet koostuvat kiihtyneistä hiukkasista melkein valon nopeudella, jotka ovat peräisin kaukaisten supernoovien räjähdyksistä. Vaarallisimmat ovat voimakkaasti ionisoituneet ytimet. Näiden säteiden aalto lävistää laivan rungon ja ihmisen ihmisen, kuten pienet tykkipallot, rikkoen DNA-molekyylien säikeet, vahingoittaen geenejä ja tappaen soluja.

Astronautit ovat altistuneet hyvin harvoin tälle annokselle näitä syvän avaruuden säteitä. Tarkastellaan kansainvälistä avaruusasemaa (ISS): joka kiertää vain 400 km maanpinnan yläpuolella. Suuren näköinen planeettamme ruumis katkaisee vain kolmanneksen kosmisista säteistä ennen kuin ne saavuttavat ISS: n. Toinen kolmasosa on suunnattu Maapallon magnetosfäärin suuntaan. Avaruussukkula-astronautit hyötyvät samanlaisista alennuksista.

Kuulle matkustaneet Apollo-projektin astronautit absorboivat suurempia annoksia - noin 3-kertaisesti ISS: ään nähden -, mutta vain muutaman päivän matkan aikana maasta kuuhun. Matkalla kuuhun Apollo-miehistöt kertoivat näkevänsä kosmisten säteiden välähdyksiä verkkokalvossaan, ja nyt, monta vuotta myöhemmin, joillekin heistä on kehittynyt kaihi. Toisaalta, he eivät näytä kärsineen liikaa. Mutta Marsiin matkustavat astronautit ovat "siellä" vähintään vuoden ajan. Emme voi vielä luotettavasti arvioida, mitä kosmiset säteet tekevät meille, kun olemme alttiina heille niin kauan.

Selvitys on uuden NASA: n avaruussäteilylaboratorion (NSRL) tehtävä, joka perustuu New Yorkin Yhdysvaltojen energiaministeriön alla sijaitsevan Brookhavenin kansallisen laboratorion tiloihin. UU ja se vihittiin käyttöön lokakuussa 2003. NSRL: ssä on hiukkaskiihdyttimiä, jotka voivat simuloida kosmisia säteitä. Tutkijat paljastavat nisäkkään solut ja kudokset hiukkaskokonaisuuksiksi ja tarkastavat sitten vahingot. Tavoitteena on vähentää riskiarvioiden epävarmuutta vain pieneen prosenttiosuuteen vuonna 2015.

Heti kun tiedämme riskin, NASA voi päättää millaista avaruusalusta rakentaa. On mahdollista, että tavalliset rakennusmateriaalit, kuten alumiini, eivät ole tarpeeksi hyviä. Entä muovialuksen tekeminen?

Muovit sisältävät paljon vetyä, elementtiä, joka tekee hienoa työtä kosmisen säteen vaimentimena. Esimerkiksi polyeteeni, sama materiaali, jolla roskapussit valmistetaan, imee 20% enemmän kosmisia säteitä kuin alumiini. Jonkinlainen vahvistetun polyeteenin muoto, jonka on kehittänyt Marshall Space Flight Center, on 10 kertaa vahvempi kuin alumiini ja myös kevyempi. Tästä voisi tulla avaruusaluksen rakentamiseen valittu materiaali, jos voimme tehdä siitä riittävän halvan.

Jos muovi ei olisi tarpeeksi hyvä, puhtaan vedyn läsnäolo voi olla tarpeen. Litraa litraksi, nestemäinen vety estää kosmiset säteet 2,5 kertaa paremmin kuin alumiini. Jotkut edistyneet avaruusaluksen mallit tarvitsevat polttoaineena suuria nestemäisen vedyn säiliöitä, jotta voisimme suojata miehistöä säteilyltä käärettämällä hytit säiliöiden kanssa.

Voimmeko mennä Marsiin? Ehkä, mutta ensin meidän on ratkaistava kysymys säteilytasosta, jota kehomme kestää, ja millaisia ​​avaruusaluksia meidän on rakennettava.

◄ EdellinenSeuraava ►
Planeetojen kiertoradatMaan laiduntavat asteroidit ja Apollo-esineet


Video: 35 kulmaa kosmologiaan: Missä kaikki ovat (Tammikuu 2022).