V veliki vesoljski praznini astronavti ogrožajo dve obliki sevanja: Kozmični žarki potujejo po galaksiji s skoraj svetlobnimi hitrostmi, medtem ko sončna aktivnost proizvaja bolj umirjeno obliko sevanja. Oba sta težava za vesoljske popotnike, saj povzročata razmere, od oslabljenega vida do raka.
Tu sevanje na Zemlji zaradi sevanja planeta ni problem zaradi zaščitne atmosfere planeta, ki preprečuje najslabše. Toda inženirji še vedno nimajo učinkovitih metod, s katerimi bi zaščitili astronavte pred temi nevarnostmi, kar doda dodatno stopnjo tveganja že tveganim načrtom pošiljanja ljudi na Mars na triletno pot do 2030-ih.
"Morda obstajajo tveganja na ravni misije, ki misijo dobesedno ogrožajo - celotna misija, ne le posamezni astronavti - če je eden ali več članov posadke nezmožnih, " pravi strokovnjak za sevanje Ron Turner, višji znanstveni svetovalec v Nasinem inštitutu za Napredni koncepti v Atlanti, ki proučuje strategije upravljanja tveganj za človeške vesoljske misije. "Pomembno je, da bomo te podatke dobili v naslednjih desetih letih, da bomo lahko preudarno načrtovali prihodnjo misijo na Marsu."
Sonce skozi sončni veter nenehno izpušča energijske delce. In ravni teh delcev se med 22-letnim sončnim ciklom sonca dvignejo in padejo. Tudi sončne nevihte lahko v vesolje vržejo množične napihnjene delce, 11-letni vrhunec pa povzroči največ aktivnosti. Zmogljivo sevanje ne more le povečati dolgoročnih tveganj za raka, ampak tudi povzroči takojšnje težave, kot so bruhanje, utrujenost in težave z vidom.
Tako kot sončna aktivnost tudi kozmični žarki lahko povzročijo raka. Ti visokoenergijski delci z visoko hitrostjo izvirajo izven osončja in lahko močno poškodujejo človeške celice. Za razliko od sevanja sonca pa lahko kozmični žarki sprožijo tudi dolgotrajne degenerativne učinke, ko so še vedno v vesolju, vključno s srčnimi boleznimi, zmanjšano učinkovitostjo imunskega sistema in nevrološkimi simptomi, ki spominjajo na Alzheimerjevo bolezen.
Astronavti na mednarodni vesoljski postaji se že morajo spopasti s sevalno nevarnostjo, ne da bi jih Zemlja zaščitila. Zavetje lahko poiščejo v bolj zavarovanem delu ladje, ko sonce sprosti posebno močno sevanje sevanja. Toda izogibanje nenehnemu, stalnemu napadu kozmičnega sevanja predstavlja večji izziv. In nihče na ISS še ni doživel polne nevarnosti sevanja, ki bi jo bilo mogoče opaziti pri triletni misiji na Mars in nazaj; najdaljši čas, ki ga je kdo preživel na vesoljski postaji, je 14 mesecev.
Debelejši trup lahko pomaga blokirati kozmične žarke z nižjo energijo, vendar lahko vsi žarki z visoko močjo zlahka preidejo skozi, ugotavlja Turner. Poleg tega podvojitev nazivne debeline trupa vesoljske ladje le ogrozi astronavte za približno 10 odstotkov, kar je odvisno od narave žarkov in ščita. Ta dodatna zaščita dodaja težo vesoljskim plovilom in omejuje tisto, kar se lahko nameni zalogam za znanost in preživetje.
Turner pravi, da najboljši način za zmanjšanje nevarnosti zaradi kozmičnih žarkov ne bo ščitil. Namesto tega meni, da bo rešitev prišla s krajšanjem časa, ki ga astronavti preživijo na potovanjih v druge in druge svetove. Ko se človek dotakne Marsa, bo večji del planeta zagotovil pomembno zaščito in učinkovito prepolovil količino sevanja, ki ga preži. Medtem ko Marsova tanka atmosfera ne bo nudila enakega ščita kot Zemljin debel sloj plinov, bo tudi to zmanjšalo kozmične žarke, ki dosežejo raziskovalce na površju.
Da bi razumeli, kako bodo kozmični žarki vplivali na človekove raziskovalce, bodo morali znanstveniki najprej izmeriti lastnosti sončevega magnetnega polja v določenem času. "Bolj kot poznamo galaktično okolje kozmičnih žarkov, v katere pošiljamo svoje astronavte, bolje bomo lahko načrtovali misije in razumeli učinek misije na astronavte, " pravi Turner. S temi informacijami bodo raziskovalci morda lahko napovedali učinke kozmičnega sevanja leto ali dve pred začetkom misije, kar bo omogočilo boljše načrtovanje specifičnega vesoljskega vremena. To bi bilo tako, kot če bi vedeli, ali je nevihta na Zemlji orkan ali nevihta; informacije lahko pomagajo pri pripravi zaščitnih ukrepov.
Znanstveniki zdaj bolj razumejo, kako izgledajo kozmični žarki zunaj sončnega zaščitnega ščita s pomočjo podatkov, zbranih s vesoljskim plovilom Voyager 1, ki je zapustilo osončje leta 2012. To jim bo pomagalo bolje razumeti, kako spreminjajoča se sončna aktivnost vpliva na žarki.
Znotraj heliosfere je sončni sistem delno zaščiten pred kozmičnimi žarki. (Walt Feimer / NASA GSFC-jev konceptualni slikovni laboratorij) Voyager 1 "je edini instrument, ki ga je človeštvo postavilo, ki mu je uspelo priti v medzvezdni medij, tisti del, kjer smo zunaj vpliva sončnega magnetnega polja, " pravi Ilias Cholis, podoktorski raziskovalec z univerze Johns Hopkins v Maryland
Medtem ko Voyager 1 sondira kozmično sevanje zunaj sončnega dosega, ga instrumenti, kot so ruski satelitski tovor za raziskovanje antimaterij in astrofizika svetlobnih jeder (PAMELA) in alfa magnetni spektrometer (AMS) na krovu ISS, vzorčijo znotraj sonca sistem. Primerjava meritev iz vsakega od teh virov pomaga Cholisu in drugim raziskovalcem razumeti, kako je sončeva aktivnost v preteklosti spremenila nevarno sevanje in kako bi lahko spreminjala sevanje v prihodnjih sončnih ciklih. Ta vesoljska plovila in instrumenti skupaj povečujejo količino informacij o kozmičnih žarkih in to se bo samo izboljševalo s časom.
Cholis in njegovi sodelavci so na primer nedavno uporabili nove podatke Voyagerja 1 za spreminjanje obstoječih formul, ki opisujejo, kako sončno magnetno polje vpliva na kozmične žarke. Veliko kozmičnih žarkov prihaja iz supernov - eksplozija ogromne zvezde, ki pošilja nabito delce, ki streljajo navzven. Za razliko od svetlobe, ki nastane pri eksploziji, energijski material ne potuje po ravni črti, ampak namesto da odbije plin in prah v vesolju, kar je Cholis označil za "zelo cikcak vrsto poti." To lahko oteži določitev, od kod prihajajo posamezni kozmični žarki, zlasti ko preidejo v osončje.
Če so stopili zunaj sončnega vpliva, so Cholis in njegovi sodelavci upali, da bodo bolje opravili prepoznavanje vira in lastnosti žarkov. To jim ne bo samo pomagalo, da se naučijo več o tem, od kod prihajajo energetski delci, ampak lahko tudi izboljšajo razumevanje njihovih vplivov na ljudi, zlasti tiste, ki potujejo v vesolju.
Sevanje je "tveganje, o katerem se moramo v naslednjem desetletju naučiti več, da bomo lahko ustrezno ublažili, da bomo naredili najboljše za astronavte, ki bodo ogrožali svoje življenje zaradi številnih različnih groženj, "Pravi Turner. Toda najboljša rešitev je morda tista, ki se za zdaj zdi težavna - iti hitreje in se izogniti čim več sevanja. Pravi:" Najboljši udarec za dolar je napredno pogon, ne pa zaščita. "
