Tín dụng hình ảnh: NASA
NASA có một bí ẩn cần giải quyết: Con người có thể lên Sao Hỏa hay không?
Một vài câu hỏi về phóng xạ, Frank nói về Frank Cucinotta thuộc Dự án Sức khỏe Bức xạ Không gian của NASA tại Trung tâm Vũ trụ Johnson. Chúng tôi biết có bao nhiêu bức xạ ngoài kia, đang chờ chúng tôi giữa Trái đất và Sao Hỏa, nhưng chúng tôi không chắc cơ thể con người sẽ phản ứng với nó như thế nào.
Các phi hành gia của NASA đã ở trong không gian, trong và ngoài, trong 45 năm. Tuy nhiên, ngoại trừ một vài chuyến đi nhanh lên mặt trăng, họ đã không bao giờ dành nhiều thời gian ở xa Trái đất. Không gian sâu thẳm chứa đầy các proton từ các ngọn lửa mặt trời, các tia gamma từ các lỗ đen sơ sinh và các tia vũ trụ từ các ngôi sao nổ tung. Một chuyến đi dài đến Sao Hỏa, không có hành tinh lớn nào gần đó để chặn hoặc làm chệch hướng bức xạ đó, sẽ là một cuộc phiêu lưu mới.
NASA cân nhắc nguy hiểm phóng xạ trong các đơn vị có nguy cơ ung thư. Một người đàn ông Mỹ 40 tuổi không hút thuốc khỏe mạnh có 20% cơ hội tử vong vì ung thư. Rằng nếu anh ở lại Trái đất. Nếu anh ta du hành tới sao Hỏa, nguy cơ sẽ tăng lên.
Câu hỏi đặt ra là bao nhiêu?
Voi Chúng tôi không chắc chắn, Voi nói Cucinotta. Theo một nghiên cứu năm 2001 về những người tiếp xúc với liều lượng phóng xạ lớn, ví dụ, những người sống sót sau vụ đánh bom nguyên tử ở Hiroshima và trớ trêu thay, những bệnh nhân ung thư đã trải qua liệu pháp xạ trị. . Câu trả lời có khả năng nhất là 3,4%, phạm nói Cucinotta, nhưng các thanh lỗi rất rộng.
Tỷ lệ cược thậm chí còn tồi tệ hơn đối với phụ nữ, ông nói thêm. Vì có vú và buồng trứng, nguy cơ đối với các phi hành gia nữ gần gấp đôi nguy cơ đối với nam giới.
Các nhà nghiên cứu đã thực hiện nghiên cứu cho rằng con tàu trên sao Hỏa sẽ được chế tạo chủ yếu bằng nhôm, giống như một mô-đun chỉ huy Apollo cũ, theo ông Cucinotta. Lớp da tàu vũ trụ sẽ hấp thụ khoảng một nửa bức xạ chiếu vào nó.
Nếu nguy cơ thêm chỉ là một vài phần trăm? chúng tôi rất ổn. Chúng ta có thể chế tạo tàu vũ trụ bằng nhôm và đầu cho Sao Hỏa. (Nhôm là vật liệu yêu thích để chế tạo tàu vũ trụ, bởi vì nó có trọng lượng nhẹ, mạnh và quen thuộc với các kỹ sư từ nhiều thập kỷ sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ.)
Nhưng nếu nó có 19% thì sao? Phi hành gia 40 tuổi của chúng ta sẽ phải đối mặt với 20% + 19% = 39% cơ hội phát triển bệnh ung thư cuối đời sau khi anh ta trở lại Trái đất. Điều đó không thể chấp nhận được.
Các thanh lỗi là lớn, Cucinotta nói, vì lý do tốt. Bức xạ không gian là sự pha trộn độc đáo của tia gamma, proton năng lượng cao và tia vũ trụ. Vụ nổ bom nguyên tử và phương pháp điều trị ung thư, cơ sở của nhiều nghiên cứu, không thể thay thế cho vật thật.
Mối đe dọa lớn nhất đối với các phi hành gia trên đường tới Sao Hỏa là các tia vũ trụ thiên hà hay gọi tắt là GCRs. Đây là những hạt được gia tốc tới tốc độ gần như ánh sáng bởi vụ nổ siêu tân tinh ở xa. Các GCR nguy hiểm nhất là các hạt nhân bị ion hóa nặng như Fe + 26. Mạnh Họ mạnh mẽ hơn nhiều (hàng triệu MeV) so với các proton điển hình được gia tốc bởi các ngọn lửa mặt trời (hàng chục đến hàng trăm MeV), chú thích Cucinotta. Các GCR bắn xuyên qua da tàu vũ trụ và con người như những quả đạn đại bác nhỏ, phá vỡ các chuỗi phân tử DNA, làm hỏng gen và giết chết tế bào.
Các phi hành gia hiếm khi trải qua một liều đầy đủ của các GCR không gian sâu này. Hãy xem xét Trạm vũ trụ quốc tế (ISS): nó chỉ quay quanh 400 km so với bề mặt Trái đất. Cơ thể của hành tinh chúng ta, hiện ra lờ mờ, chặn đứng khoảng một phần ba số GCR trước khi chúng đến ISS. Một phần ba khác bị lệch bởi từ trường Earth. Các phi hành gia tàu con thoi được hưởng mức giảm tương tự.
Các phi hành gia Apollo du hành tới mặt trăng đã hấp thụ liều lượng cao hơn khoảng 3 lần so với cấp ISS nhưng chỉ trong vài ngày trong hành trình trên mặt trăng. Các GCR có thể đã làm hỏng mắt của họ, ghi chú Cucinotta. Trên đường tới mặt trăng, các phi hành đoàn Apollo báo cáo đã nhìn thấy những tia sáng vũ trụ trong võng mạc của họ, và bây giờ, nhiều năm sau đó, một số người trong số họ đã bị đục thủy tinh thể. Nếu không thì họ dường như đã phải chịu đựng nhiều. Một vài ngày “ngoài kia có lẽ là an toàn, thì kết luận là Cucinotta.
Nhưng các phi hành gia du hành tới Sao Hỏa sẽ bị ra khỏi đó trong vòng một năm trở lên. Một cách đáng tin cậy, chúng ta có thể ước tính, những tia sáng vũ trụ sẽ làm gì với chúng ta khi chúng ta tiếp xúc quá lâu, anh ấy nói.
Tìm hiểu là nhiệm vụ của Phòng thí nghiệm bức xạ không gian mới (NSRL) của NASA, đặt tại Phòng thí nghiệm quốc gia của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ Brook Brook ở New York. Nó được khai trương vào tháng 10 năm 2003. Tại các NSRL, chúng tôi có các máy gia tốc hạt có thể mô phỏng các tia vũ trụ, theo giải thích của Cucinotta. Các nhà nghiên cứu đưa các tế bào và mô của động vật có vú vào các chùm hạt, và sau đó xem xét kỹ lưỡng thiệt hại. Mục tiêu là giảm sự không chắc chắn trong ước tính rủi ro của chúng tôi xuống chỉ còn vài phần trăm vào năm 2015.
Một khi rủi ro được biết đến, NASA có thể quyết định loại tàu vũ trụ nào sẽ được chế tạo. Có thể các vật liệu xây dựng thông thường như nhôm là đủ tốt. Nếu không, thì chúng tôi đã xác định được một số lựa chọn thay thế, ông nói.
Làm thế nào về một tàu vũ trụ làm bằng nhựa?
Nhựa Nhựa rất giàu hydro. Một yếu tố làm tốt công việc hấp thụ các tia vũ trụ, ông giải thích Cucinotta. Ví dụ, polyetylen, các túi rác vật liệu tương tự được làm bằng, hấp thụ các tia vũ trụ nhiều hơn 20% so với nhôm. Một dạng polyetylen gia cố được phát triển tại Trung tâm bay không gian Marshall mạnh hơn nhôm gấp 10 lần và cũng nhẹ hơn. Điều này có thể trở thành một vật liệu được lựa chọn cho việc xây dựng tàu vũ trụ, nếu nó có thể được chế tạo đủ rẻ. Ngay cả khi chúng tôi không thể xây dựng toàn bộ tàu vũ trụ từ nhựa, ghi chú của Cucinotta, chúng tôi vẫn có thể sử dụng nó để che chắn các khu vực quan trọng như khu vực phi hành đoàn. Thật vậy, điều này đã được thực hiện trên ISS.
Nếu nhựa không đủ tốt thì có thể cần hydro nguyên chất. Pound cho pound, hydro lỏng chặn các tia vũ trụ tốt hơn 2,5 lần so với nhôm. Một số thiết kế tàu vũ trụ tiên tiến yêu cầu các thùng nhiên liệu hydro lỏng lớn, do đó, chúng tôi có thể bảo vệ phi hành đoàn khỏi bức xạ bằng cách bọc thùng nhiên liệu xung quanh không gian sống của họ, ông phỏng đoán Cucinotta.
Mọi người có thể lên sao Hỏa không? Cucinotta tin như vậy. Nhưng trước tiên, chúng tôi phải tìm hiểu xem cơ thể chúng ta có thể xử lý được bao nhiêu bức xạ và loại tàu vũ trụ nào chúng ta cần để chế tạo. Trong các phòng thí nghiệm trên khắp đất nước, công việc đã bắt đầu.
Nguồn gốc: Câu chuyện khoa học của NASA
