Marsin säteilyriski: Miten Marsin sankari menisi?

Matt Damonin promootiokuva

Matt Damon soittaa kuvitteellista NASAn astronauttia Mark Watneyä elokuvassa The Mars, joka julkaistiin lokakuussa 2015. (Kuva: ja 2015 Twentieth Century Fox Film Corporation.)



'Marsilainen' sankari Mark Watney selviytyi kaikesta, mitä Punainen planeetta heitti hänelle, mukaan lukien kylmät lämpötilat, hengittämätön ilma ja suhteellisen korkeat säteilytasot.



Tätä viimeistä vaaraa ei käsitelty nimenomaisesti hitti 2015 elokuva tai myydyin kirja, johon se perustui, sanoi Ron Turner, astronautin säteilyriskien hallinnan asiantuntija turvallisuus- ja puolustusanalyysiryhmässä ANSER.

`` Pidin kirjasta ja elokuvasta '', Turner kertoi demokratija.euille sähköpostitse. `` Molemmat olivat hiljaa säteilyriskistä, ja koska olen työskennellyt astronautin säteilyriskien hallinnan parissa pitkään, oli luonnollista, että olin utelias riskin suhteen. '' [Marsin säteilyuhka astronauteille selitetty (infografia)]



Niinpä Turner päätti mitata tämän riskin laatimalla sisäisen paperin, jossa tarkastellaan sekä Watneyn että hänen muiden Mars-tutkijoidensa säteilyuhkaa, jotka onnistuivat pakenemaan planeetalta voimakkaan pölymyrskyn aikana. (Watney erotettiin miehistön jäsenistä, jotka luulivat hänen kuolleen, ja jätti hänet siksi.)

Turnerin analyysi osoittaa, että Watney pärjäsi paremmin kuin tämän osaston evakuoidut, jotka olisivat saaneet suurempia säteilyannoksia risteillessään avaruudessa aluksellaan, jota kutsutaan Hermesiksi. Itse asiassa Hermesin miehistö olisi voinut tuntea näiden annosten vaikutukset vielä avaruudessa, tutkimus ehdottaa.

Turvallisempi hukassa

Lähtiessään Maasta astronautit altistuvat suuremmille säteilytasoille kahdesta pääasiallisesta lähteestä: korkean energian hiukkasista, jotka virtaavat auringosta auringon myrskyjen aikana, ja kaikkialla galaktiset kosmiset säteet (GCR), elektronittomat atomiytimet kiihtyivät lähes valonnopeuteen kaukaisilla supernovaräjähdyksillä ja muilla dramaattisilla tapahtumilla.



Astronauttien Mars -miehistöllä kokema säteilymäärä riippuu osittain siitä, milloin kyseinen tehtävä tapahtui. Vaikka kirjassa ja elokuvassa ei mainita nimenomaisesti, milloin Watney ja hänen miehistönsä räjähtävät Ares 3 -tehtäväänsä, fiksut ihmiset ovat päätelleet - ja `` The Marsin '' (Crown, 2014) kirjoittaja Andy Weir on vahvistanut - että astronautit koskettavat Punaista planeettaa marraskuussa 2035.

Tuona vuonna aurinko on lähellä 11 vuoden aktiivisuutensa maksimia. Tuolloin voimakkaita aurinkomyrskyjä saattoi esiintyä jopa kerran kuukaudessa ja ne voivat kestää useita tunteja useisiin päiviin, mikä on ilmeinen huolenaihe astronauteille Marsissa tai syvässä avaruudessa.

'Auringonmyrskyjen avain on varoitusarkkitehtuuri auringonvalvontasatelliiteista ja laitteista, jotka mittaavat säteilytasoa reaaliajassa elinympäristöissä ja [jotka] kuljetetaan astronautien mukana, jotta he tietävät tarvitsevansa suojaa', Turner sanoi. [Historian pahimmat aurinkomyrskyt]



Suuren aurinkomyrskyn aikana Marsin pinnalla olevat astronautit, kuten Watney, rajoittuisivat todennäköisesti elinympäristöönsä, Mars Ascent Vehicleiin (MAV) tai rovereihin, joilla olisi äärimmäinen suojaus, Turner lisäsi. Watneyn avaruudessa olevien miehistön jäsenten olisi pysyttävä Hermesin voimakkaammin suojatuilla alueilla noudattaen samankaltaisia ​​menettelyjä kuin nykyään kansainvälisen avaruusaseman (ISS) astronautit.

Turnerin mukaan 4–12 tuumaa (10–30 senttimetriä) suojaa voi auttaa vähentämään auringon myrskyjen säteilyä turvalliselle tasolle. Strategisesti sijoitetut tarvikkeet, vesi ja jopa jätteet voivat muodostaa esteen nopeasti liikkuville hiukkasille.

Marsin ilmakehä, vaikka se on paljon ohuempi kuin Maan, tarjoaisi myös Watneylle ja muille marsilaisille vierailijoille jonkin verran suojaa auringon myrskyiltä. Planeetta itsessään toimii toisena kilpenä, joka estää hiukkaset myrskyiltä yöllä, kun Marsin kallioinen joukko seisoo astronautin ja auringosta virtaavien hiukkasten välissä.

Watney oli aluksi jumissa ilman mitään yhteyslinkkiä NASA: han, joten hän ei olisi voinut noutaa varoituksia tulevista aurinkomyrskyistä, ainakaan aluksi. Mutta hän olisi silti todennäköisesti ollut kunnossa Marsin pinnalla, Turner sanoi.

'' Koska Mark vietti suurimman osan ajastaan ​​roverissa tai elinympäristössä ja koska ilmakehä vaimentaa hyvin auringonsäteilyä, Mark ei olisi suuressa vaarassa, vaikka hän ei tietäisi, että auringon myrsky on käynnissä. kaikki paitsi pahimmat mahdolliset aurinkomyrskyt ', Turner sanoi.

Itse asiassa Watney saisi vain noin 10–20 prosenttia auringon myrskyjen säteilyaltistuksesta, jonka hänen miehistönsä kokivat Hermesissä, Turner sanoi.

Tehtävän ajoittaminen auringon maksimin aikana voi tuntua huonolta suunnitelmalta, mutta se voi itse asiassa olla paras aika matkustaa, Turner sanoi. Kun aurinko on suurimmalla aktiivisuudellaan, vaarallisempien GCR -laitteiden on vaikea työntyä läpi aurinkotuulen ja auringon magneettikentän, ja säteilyannokset puolittuvat, Turner sanoi.

Se vaatii huomattavasti paksumpia kilpiä astronauttien suojelemiseksi GCR -tekniikoilta verrattuna auringon myrskyjen säteilyyn. Kohtuullinen paksuus pysäyttäisi vain matalamman energian hiukkaset, Turner sanoi vähentäen säteilyannosta puoleen tai vähemmän. Kevyet materiaalit kuten alumiini, voi auttaa hajottamalla hiukkaset, samoin kuin strategisesti sijoitetut tarvikkeet avaruusaluksessa.

Takaisin Marsiin Watney saisi huomattavasti vähemmän GCR -säteilyä kuin Hermesin miehistö. Vaikka avaruusalusta pommitettaisiin kaikista suunnista, planeetta estäisi alhaalta tulevan säteilyn ja vähentäisi annoksen puoleen. Ilmapiiri, vaikka se olisi ohut, estäisi vielä enemmän säteitä, mikä pienentäisi Watneyn kokonaisannoksen noin kolmannekseen hänen kollegoistaan. [ Tappaako säteily Marsin astronautit? (Video) ]

Watney koki toisen säteilylähteen, kun hän kaivoi Marsin etuvartion radioisotooppisen termosähkögeneraattorin (RTG) käyttämään instrumentin hajoavaa plutoniumia lämmönlähteenä. Turnerilla ei ollut tarkkoja tietoja järjestelmästä, joten hän ei laskenut, miten tämä olisi voinut vaikuttaa astronauttiin.

'Kuitenkin, kun puhumme muiden tämän virtalähteen asiantuntijoiden kanssa, on todennäköistä, että se olisi tuottanut vain pienen lisäyksen yleiseen taustasäteilyyn', hän sanoi. 'RTG: t ovat yleensä suhteellisen helppoja suojata ja turvallisia käyttää.'

Joten huolimatta siitä, että hän on jumissa ja nälkäinen, näyttää siltä, ​​että Watney olisi tullut ulos miehistönsä edestä, ainakin säteilyannoksen osalta.

Pitkäaikaiset vaikutukset

Säteilyn vaikutukset eivät rajoituisi lisääntyneeseen syöpäriskiin palattuaan Maahan. NASA muuttaa nyt keskittymistään vain pitkäaikaisista riskeistä myös niihin, jotka saattavat ilmetä pitkän aikavälin tehtävän aikana, Turner sanoi.

Astronauttien asuminen ISS: llä yhä pidemmille tehtäville-kuten NASAn astronautin Scott Kellyn ja kosmonautti Mihail Kornienkon äskettäin suorittama yhden vuoden matka-tarjoaa yhden tavan tutkia tätä asiaa.

Laajalle säteilylle altistuneet astronautit voivat kokea heikentynyt kognitiivinen suorituskyky , lisääntynyt alttius infektioille ja lisääntynyt sydän- ja verisuonitautien riski, kaikki johtuen asteittaisista soluvaurioista ja kudosten hajoamisesta, tutkijat ovat sanoneet. Toinen dokumentoitu ongelma on kaihien asteittainen kasvu silmissä. Kaikki nämä asiat voivat mahdollisesti heikentää Marsin miehistöä tehtävänsä aikana.

Ares 3 -miehistön etuna on se, että hän ei ole ensimmäinen ihminen, joka on astunut jalka Marsiin. The Marsin maailmankaikkeudessa kaksi muuta astronautiryhmää olivat aiemmin vierailleet Punaisella planeetalla ja palanneet turvallisesti, oletettavasti vahingoittumattomina huolimatta siitä, että he lentävät auringon minimissä, kun GCR -säteily oli korkeammalla tasolla. Mutta vain kymmenkunta astronauttia paljastettiin, ja Turner huomautti, että säteilyn vaikutukset vaihtelevat suuresti yksilöiden välillä. Myös Ares 3: n astronautit viettivät paljon enemmän aikaa avaruudessa ja Marsissa kuin mikään edellinen miehistö oli tehnyt.

`` Andy Weir ottaa erilaisen lähestymistavan kehittyneisiin konsepteihin olettaen edistyneen käyttövoiman vähentävän matkustusaikaa huomattavasti nykyisten NASA -suunnitelmien yli '', Turner sanoi. 'Tämä voi olla paras lähestymistapa, ja erilaisia ​​kehittyneitä käyttövoimajärjestelmiä tutkitaan, mutta suhteellisen alhaisella tasolla.'

Ongelmana on tällaisen suunnitelman kehittäminen ja testaaminen ennen 2030 -luvun loppua, nykyinen tavoite lähettää a miehistön tehtävä Marsiin , Turner sanoi.

Voit lukea Turnerin tutkimuksen, jonka nimi on '' Marsin säteilyuhka '', täältä: http://www.anser.org/docs/The_Radiation_Threat_to_the_Martian.pdf

Seuraa Nola Taylor Reddiä Twitterissä @NolaTRedd tai Google+ . Seuraa meitä osoitteessa @Spacedotcom , Facebook tai Google+ . Alunperin julkaistu demokratija.eu .