אסטרונומיה

האם נוכל לנסוע לכוכב הלכת מאדים?

האם נוכל לנסוע לכוכב הלכת מאדים?

לנאס"א יש תעלומה לפתור: האם נוכל לשלוח אנשים למאדים, או לא? זה עניין של קרינה. אנו יודעים את כמות הקרינה בחוץ, מחכה לנו בין כדור הארץ למאדים, אך איננו בטוחים כיצד יגיב גוף האדם אליו.

אסטרונאוטים של נאס"א שוהים בחלל, מדי פעם, במשך 45 שנה. פרט לכמה טיולים מהירים לירח, הם מעולם לא התרחקו מכדור הארץ במשך תקופה ארוכה. החלל העמוק מלא בפרוטונים הנגרמים כתוצאה מהתלקחות סולארית, קרני גאמה המגיעות מחורים שחורים שזה עתה נולדו וקרניים קוסמיות מפיצוץ כוכבים. טיול ארוך במאדים, ללא כוכבי לכת גדולים בקרבת מקום שמשמשים כמגנים המשקפים את הקרינה ההיא, עתיד להיות הרפתקה חדשה.

נאס"א מודדת את סכנת הקרינה ביחידות הסיכון המסרטנות. אמריקאי בריא בן 40, שאינו מעשן, יש סיכוי (עצום) של 20% בסופו של דבר למות מסרטן. זה נשאר על כדור הארץ. אם הייתי נוסע למאדים, הסיכון היה עולה. השאלה היא כמה?

על פי מחקר משנת 2001 שנערך על אנשים שנחשפו למינונים גדולים של קרינה - עמ '. ה. ניצולי פצצת אטום של הירושימה, ולמרבה האירוניה, חולי סרטן שעברו הקרנות - הסיכון הגלום במשימה מאוישת למאדים שנמשכת 1,000 יום ייפול בין 1% ל -19%. התגובה הסבירה ביותר היא 3.4%, אך מרווח הטעות רחב מאוד. הדבר המצחיק הוא שזה אפילו יותר גרוע אצל נשים. בגלל השדיים והשחלות, הסיכון אצל האסטרונאוטות הנשיות כמעט כפול מהשותף לזכרם.

החוקרים שערכו את המחקר הניחו כי החללית במאדים תהיה בנויה בעיקר מאלומיניום, כמו קפסולת אפולו. ה"עור "של החללית יספוג כמעט מחצית מהקרינה שפגעה בו.

אם אחוז הסיכון הנוסף הוא רק קצת יותר ... זה יהיה בסדר. נוכל לבנות חללית באמצעות אלומיניום ופנייה למאדים. אלומיניום הוא החומר המועדף בבניית אוניות בגלל הקלילות והחוזק שלו, והניסיון הארוך שהיה בידי המהנדסים מזה עשרות שנים בענף התעופה והחלל. אבל אם היו אלה 19%, האסטרונאוט בן ה -40 שלנו היה עומד בסיכון למות מ 20% סרטן פלוס 19%, כלומר 39% לאחר שובו לכדור הארץ. זה לא מקובל. שולי הטעות הם רחבים, לא בכדי. קרינת חלל היא תערובת ייחודית של קרני גאמה, פרוטונים אנרגטיים מאוד וקרניים קוסמיות. התפרצויות פיצוצים אטומיים וטיפולי סרטן, וזה מה שמבוססים על מחקרים רבים אינם מהווים תחליף אמין לקרינה "אמיתית".

האיום הגדול ביותר על אסטרונאוטים בדרך למאדים הוא הקרניים הקוסמיות הגלקטיות. קרניים אלה מורכבות מחלקיקים מואצים כמעט במהירות האור, הנובעים מפיצוצים של סופרנובות רחוקות. המסוכנים ביותר הם גרעינים מיוננים בכבדות. גל של קרניים אלה היה חודר את מעטפת הספינה ועור בני האדם כמו כדורי תותח זעירים, שובר את גדילי מולקולות ה- DNA, פוגע בגנים והורג תאים.

אסטרונאוטים נחשפו לעיתים רחוקות מאוד למינון מלא של קרני החלל העמוקות הללו. קחו למשל את תחנת החלל הבינלאומית (ISS): המקיפה רק 400 ק"מ מעל פני כדור הארץ. גוף כוכב הלכת שלנו, נראה גדול, מיירט רק שליש מהקרניים הקוסמיות לפני שהם מגיעים ל- ISS. שליש נוסף מועבר על ידי המגנטוספרה של כדור הארץ. אסטרונאוטים של מעבורת החלל נהנים מהפחתות דומות.

אסטרונאוטים של פרויקט אפולו שנסעו לירח ספגו מינונים גדולים יותר - בערך פי 3 מזו של ה- ISS - אך רק במשך מספר ימים במהלך מסעם מכדור הארץ לירח. בדרכם לירח דיווחו אנשי אפולו שראו הבזקים של קרניים קוסמיות ברשתיתיהם, וכעת, שנים רבות לאחר מכן, חלקם פיתחו קטרקט. מצד שני, נראה שהם לא סבלו יותר מדי. אבל אסטרונאוטים שנוסעים למאדים יהיו "שם בחוץ" במשך שנה ואף יותר. איננו יכולים עדיין להעריך, באמינות, מה הקרניים הקוסמיות יעשו לנו כאשר אנו נחשפים אליהם כל כך הרבה זמן.

לגלות זאת משימתו של מעבדת קרינת החלל החדשה של נאס"א (NSRL), שבסיסה במעבדה הלאומית של ברוקבן, הממוקמת בניו יורק, תחת משרד האנרגיה האמריקני. ה- UU והוא נחנך באוקטובר 2003. ב- NSRL ישנם מאיצי חלקיקים שיכולים לדמות קרניים קוסמיות. החוקרים חושפים תאים ורקמות של יונקים לצרורות של חלקיקים ואז בודקים את הנזק. המטרה היא לצמצם את אי הוודאות באומדני הסיכון לאחוז קטן בלבד לשנת 2015.

ברגע שנדע את הסיכון, נאס"א יכולה להחליט איזה סוג חללית לבנות. יתכן שחומרי בנייה רגילים, כמו אלומיניום, אינם מספיק טובים. מה דעתך לעשות ספינת פלסטיק?

פלסטיקה עשירה במימן, אלמנט שעושה עבודה נהדרת כבולם קרניים קוסמיות. לדוגמא, פוליאתילן, אותו חומר איתו מיוצרים שקיות זבל, סופג 20% יותר קרניים קוסמיות מאלומיניום. צורה כלשהי של פוליאתילן מחוזק, שפותחה על ידי מרכז טיסת החלל במרשל, חזקה פי 10 מאלומיניום, וגם בהירה יותר. זה יכול להפוך לחומר שנבחר לבניית החללית, אם נוכל להפוך אותו לזול מספיק.

אם הפלסטיק לא היה מספיק טוב, ניתן היה לדרוש נוכחות של מימן טהור. ליטר לליטר, מימן נוזלי חוסם קרניים קוסמיות פי 2 ויותר מאלומיניום. כמה עיצובים של חללית מתקדמת זקוקים לטנקים גדולים של מימן נוזלי כדלק, כך שנוכל להגן על הצוות מפני קרינה על ידי עטוף התאים עם הטנקים.

האם נוכל לנסוע למאדים? אולי, אך ראשית, עלינו לפתור את שאלת רמת הקרינה שגופנו יכול לעמוד בה, ואיזה סוג חללית אנו צריכים לבנות.

◄ הקודםהבא ►
מסלולי כוכבי הלכתאסטרואידים מרעות כדור הארץ וחפצי אפולו