NASA пояснює: як захистити космонавтів від радіації під час місій на Марс?

З виходом довгоочікуваного фільму «Загублений на Марсі», який обертається навколо драматичної боротьби за виживання астронавта Марка Уотні, який після жахливої ​​бурі, як повідомляється, загинув товаришами по місії та покинув на марсіанській землі - це не дивно. Дивно, що дискусії про те, як виглядатимуть майбутні місії до Червоної планети, знову стоять на порядку денному.

У художньому фільмі персонаж стикається з незліченними проблемами, такими як вирішення проблем з дефіцитом поставок та пошук способу відправити сигнал на Землю, щоб усі могли знати, що він все ще живий. Крім того, одна з тем, що висвітлюється у фільмі, - це питання космічної радіації, яка може загрожувати життю космонавтів під час їх поїздки та після їх прибуття на Марс, і саме це є однією з головних проблем НАСА.

Що таке космічне випромінювання?

За даними космічного агентства, в основному космічне випромінювання складається з субатомних частинок, які енергетично заряджаються і можуть проходити через шкіру та пошкоджувати клітини та впливати на ДНК. Проблема полягає в тому, що заподіяна шкода може призвести до більш високого ризику розвитку раку протягом життя.

Крім того, якщо опромінення під час місії дуже велике, космонавти можуть страждати від гострої радіаційної інтоксикації, внаслідок чого виникають такі симптоми, як нудота, розлад шлунково-кишкового тракту, запаморочення, головний біль, несвідомість, неврологічні проблеми і навіть смерть

Сонячна активність

За даними NASA, під час подорожі на Марс потрібно буде захистити космонавтів від двох джерел космічного випромінювання, одним з яких є Сонце. Як відомо, наша зірка викидає стійкий потік частинок у космос за допомогою вибухів, викидів корональна маса та сонячні спалахи.

Однак, хоча більша частина звільненого матеріалу складається з протонів - це низько енергетичні частинки, які майже завжди блокуються власною структурою космічного корабля - це може впливати на випромінювання, наявне в космосі. Тому для вчених дуже важливо зрозуміти динаміку сонячної поведінки, щоб краще планувати місії.

Галактичні промені

Іншим джерелом випромінювання є космічні промені - і це створює більше проблем. Вони складаються з високоенергетичних частинок інших зірок Чумацького Шляху і навіть з інших галактик, які крім подорожі зі швидкістю світла надзвичайно проникають.

Космічні промені можуть впливати на структуру поверхонь, до яких вони досягають, дозволяючи великому потоку атомних частинок проходити крізь металеві стіни космічних кораблів, транспортних засобів, навколишнього середовища, одягу космонавтів тощо. І цей вид випромінювання - відомий як "вторинне випромінювання" - може досягати дуже небезпечних рівнів.

Незахищений у просторі

Нам землянам дуже пощастило, адже наша планета оточена магнітосферою - шаром, який виконує роль природного щита, який утримує більшість високоенергетичних частинок від виходу на поверхню. Крім того, ми також покладаємось на атмосферу, яка поглинає більшість частинок, які можуть перетнути магнітосферу.

Однак, як тільки космонавти відійдуть від Землі, захист закінчується! Не кажучи вже про те, що бідний Марс не має магнітного щита, як у нас, щоб перекрити вхід космічних частинок. Крім того, його атмосфера набагато менш щільна, ніж у нас, а це означає, що космонавти не матимуть особливого природного захисту, як тільки вони дістануться до Червоної планети.

Виклики

За даними NASA, одна з труднощів полягає в тому, що для блокування вторинного випромінювання космічному агентству доведеться збільшити об'єм матеріалів, що покривають космічні апарати - що означатиме різке збільшення ваги ракет, а отже, і використання пального та вартість місій. Альтернативно, NASA мусив би розбити голову та розробити ефективніші способи зупинки космічних променів.

Таким чином, у космічному агентстві є кілька команд вчених, які наполегливо працюють над пошуком ефективних альтернатив для захисту космонавтів у майбутніх місіях на Марс. Серед пропозицій - використання елементів з розмірами, аналогічними розмірам атомних частинок для блокування їх проходження, таких як вода та пластик.

Інженери могли переробляти відходи, що виробляються космонавтами, і зберігати їх у пластикових контейнерах, які будуть використовуватися як щит на космічних кораблях. Крім того, воду, необхідну для подорожі, можна було б утримувати у стратегічних місцях, а екіпаж міг би поповнювати споживану рідину вторинною водою, яка використовується в системах охолодження космічного костюма.

Нові можливості

NASA працює над розробкою матеріалу на основі вуглецевих, борних та азотних нанотрубок. Ці структури спираються на проникнення водню в порожнечі між крихітними трубочками, які працюють з відмінним екраном. Вченим навіть вдалося створити з цього матеріалу гнучкі нитки, а це означає, що він також може бути вплетений у тканини космічних костюмів.

Крім того, космічне агентство не виключає можливості розробки гаджетів, які виробляють «портативні» магнітні поля, здатні створити захисний шар навколо космічних кораблів, транспортних засобів і навіть модулів, які забезпечать притулок на Марсі. Іншою можливістю - хоча і віддаленою - буде виробництво медикаментів, які зворотують деякі наслідки, викликані радіаційним опроміненням.

***

Як ви бачили, вчені NASA прагнуть знайти способи зробити подорож на Марс життєздатною. І, як зазначив один з дослідників агентства, проблема радіації, швидше за все, вирішується комбінацією технологій - тих, що вже використовуються, тих, що розробляються, і тих, які навіть не уявляли.