Når det kommer til planlægning af missioner til Mars og andre fjerne steder i solsystemet, er truslen fra stråling blevet noget af en elefant i rummet. Uanset om det er NASAs foreslåede "Rejse til Mars", SpaceX's planer om at gennemføre regelmæssige flyvninger til Mars eller enhver anden plan for at sende besætningsopgaver ud over Low Earth Orbit (LEO), langtidseksponering for rumstråling og de sundhedsrisici, dette udgør, er et ubestrideligt problem.
Men som det gamle ordsprog siger, "for ethvert problem er der en løsning"; for ikke at nævne, "nødvendighed er opfindelsens mor". Og som repræsentanter for NASAs Human Research Program for nylig har indikeret, vil den udfordring, som rumstråling udgør, ikke afskrække agenturet fra dets efterforskningsmål. Mellem strålingsafskærmning og bestræbelser på at mindske, planlægger NASA at fortsætte med mission til Mars og videre.
Siden begyndelsen af rumalderen har videnskabsmænd forstået, hvordan rummet gennemtrænges af stråling ud over Jordens magnetfelt. Dette inkluderer galaktiske kosmiske stråler (GCR), solpartikelbegivenheder (SPE'er) og Van Allen-strålingsbælter, som indeholder fanget rumstråling. Meget er også lært gennem ISS, der fortsat giver muligheder for at undersøge virkningerne af eksponering for rumstråling og mikrogravitet.
Selvom det for eksempel kredser i Jordens magnetfelt, modtager astronauter over ti gange så meget som strålingen, end folk oplever i gennemsnit her på Jorden. NASA er i stand til at beskytte besætningerne mod SPE'er ved at rådgive dem om at søge husly i mere kraftigt afskærmede områder af stationen - såsom det russiskbyggede Zvezda-servicemodul eller det amerikanske bygde Destiny-laboratorium.
GCR'er er imidlertid mere en udfordring. Disse energiske partikler, der primært er sammensat af protoner med høj energi og atomkerner, kan komme fra hvor som helst i vores galakse og er i stand til at trænge igennem metal. For at gøre tingene værre, når disse partikler skærer gennem materiale, genererer de en kaskadereaktion af partikler, og sender neutroner, protoner og andre partikler i alle retninger.
Denne "sekundære stråling" kan undertiden være en større risiko end GCR'erne selv. Og nylige undersøgelser har indikeret, at truslen, de udgør for levende væv, også kan have en kaskaderende virkning, hvor skader på en celle derefter kan sprede sig til andre. Som Dr. Lisa Simonsen, en videnskabsmand fra rumstråleelementet med NASAs HRP, forklarede:
”En af de mest udfordrende dele til den menneskelige rejse til Mars er risikoen for stråleeksponering og eksponeringens inflight og langsigtede sundhedsmæssige konsekvenser. Denne ioniserende stråling bevæger sig gennem levende væv og afsætter energi, der forårsager strukturel skade på DNA og ændrer mange cellulære processer. ”
For at tackle denne risiko evaluerer NASA i øjeblikket forskellige materialer og koncepter for at afskærme besætninger mod GCR'er. Disse materialer vil blive en integreret del af fremtidige dybfartsmissioner. Eksperimenter, der involverer disse materialer og deres inkorporering i transportkøretøjer, levesteder og rumdragter, finder i øjeblikket sted på NASA's Space Radiation Laboratory (NSRL).
Samtidig undersøger NASA også farmaceutiske modforanstaltninger, som kunne vise sig at være mere effektive end strålingsafskærmning. F.eks. Er kaliumiodid, diethylenetriamin-pentaacietinsyre (DTPA) og farvestoffet, der er kendt som "Preussen blå", blevet brugt i årtier til at behandle strålesyge. Under langvarige missioner vil astronauter sandsynligvis skulle tage daglige doser af strålingsmediciner for at mindske eksponering for stråling.
Teknologier til detektion og afhjælpning af rumstråling udvikles også gennem NASAs avancerede efterforskningssystemafdeling. Disse inkluderer den hybride elektroniske strålingsvurdering for Orion-rumfartøjet og en række personlige og operationelle dosimetre til ISS. Der er også eksisterende instrumenter, som forventes at spille en vigtig rolle, når besætning til Mars begynder.
Hvem kan glemme Radiation Assessment Detector (RAD), som var et af de første instrumenter sendt til Mars med det specifikke formål at informere fremtidige menneskelige efterforskningsindsats. Dette instrument er ansvarlig for at identificere og måle stråling på Marsoverfladen, det være sig stråling fra rummet eller sekundær stråling produceret af kosmiske stråler, der interagerer med den Martiske atmosfære og overflade.
På grund af disse og andre præparater er mange på NASA naturligvis håbefulde, at risikoen for rumstråling kan og vil blive løst. Som Pat Troutman, leder NASA Human Exploration Strategic Analyse, i en nylig NASA-pressemeddelelse:
”Nogle mennesker tror, at stråling vil forhindre NASA i at sende folk til Mars, men det er ikke den aktuelle situation. Når vi tilføjer de forskellige afbødningsteknikker, er vi optimistiske, at det vil føre til en succesrig Mars-mission med et sundt besætning, der vil leve et meget langt og produktivt liv, når de vender tilbage til Jorden.
Forskere er også engagerede i løbende undersøgelser af rumvejr for at udvikle bedre prognoseværktøjer og modforanstaltninger. Sidst, men ikke mindst, søger flere organisationer at udvikle mindre, hurtigere rumfartøjer for at reducere rejsetider (og dermed eksponering for stråling). Samlet er alle disse strategier nødvendige for langvarige rumflyvninger til Mars og andre placeringer i hele solsystemet.
Det er givet, at der stadig er betydelig forskning, der skal gøres, før vi med sikkerhed kan sige, at besætningsopgaver til Mars og videre vil være sikre, eller i det mindste ikke udgøre nogen uhåndterlige risici. Men det faktum, at NASA er optaget af at imødekomme disse behov fra flere vinkler, viser, hvor engagerede de er for at se en sådan mission ske i de kommende årtier.
"Mars er den bedste mulighed, vi har lige nu til at udvide langsigtet, menneskelig tilstedeværelse," sagde Troutman. ”Vi har allerede fundet værdifulde ressourcer til at opretholde mennesker, såsom vandis lige under overfladen og tidligere geologiske og klimabevis for, at Mars på et tidspunkt havde forhold, der var egnede til liv. Det, vi lærer om Mars, vil fortælle os mere om Jordens fortid og fremtid og kan hjælpe med at svare på, om der findes liv ud over vores planet. ”
Ud over NASA, Roscosmos, har det kinesiske nationale rumfartsagentur (CSNA) også udtrykt interesse for at udføre besætningsopgave til den røde planet, muligvis mellem 2040'erne eller så sent som i 2060'erne. Mens det europæiske rumfartsagentur (ESA) ikke har nogen aktive planer for at sende astronauter til Mars, ser de oprettelsen af en International Lunar Village som et stort skridt hen imod dette mål.
Ud over den offentlige sektor undersøger virksomheder som SpaceX og nonprofit som MarsOne også mulige strategier til beskyttelse og afbødning mod rumstråling. Elon Musk har været ret vokal (især for sent) om sine planer om at gennemføre regelmæssige ture til Mars i den nærmeste fremtid ved hjælp af det interplanetære transportsystem (ITS) - også kendt som BFR - for ikke at nævne at etablere en koloni på planeten.
Og Baas Landsdorp har indikeret, at den organisation, han grundlagde for at etablere en menneskelig tilstedeværelse på Mars, vil finde måder at tackle den trussel, som stråling udgør, uanset hvad en bestemt rapport fra MIT siger! Uanset udfordringerne er der simpelthen ingen mangel på mennesker, der ønsker at se menneskeheden gå til Mars, og muligvis endda blive der!
Og sørg for at tjekke denne video om Human Research Programme, med tilladelse fra NASA: