Datortomogrāfija visam ķermenim reizi piecās vai sešās dienās
Publicēts: 31.05.2013
2011. gada 26. novembrī Marsa zinātniskā laboratorija (Mars Science Laboratory) sāka 253 dienu ilgo ceļojumu, lai uz sarkano planētu nogādātu Curiosity. Lidojuma laikā Dienvidrietumu izpētes institūta (SWRi) radiācijas līmeņa mērinstruments (RAD) veica detalizētus enerģētisko daļiņu mērījumus kosmiskā aparāta iekšienē, sagādājot vērtīgu informāciju, kas palīdzēs veidot pilotējamās cilvēku misijas uz Marsu.
"Ja mēs šos datus interpretējam dzīves laikā uzkrātajā starojumā, tad tādu varētu savākt, ja cilvēks veiktu datortomogrāfiju visam ķermenim reizi piecās vai sešās dienās," skaidroja pētījuma autors doktors Kerijs Zaitlins no Dienvidrietumu Izpētes institūta Kosmosa zinātnes un inženierzinātnes nodaļas.
"Radiācijas apstākļu izpēte kosmosa kuģī, kurā cilvēki dodas uz Marsu vai citiem tālākiem mērķiem, ir kritiskais faktors, kas jāņem vērā, plānojot cilvēku misijas nākotnē," teica Zaitlins. "Ņemot vērā RAD datus, ja vien strauji neprogresēs dzinēju sistēmas, jāatzīst, ka lielākā daļa starojuma tiks saņemta lidojuma laikā turp un atpakaļ, kad kosmiskais aparāts un tā iemītnieki būs pakļauti starojumam starpplanētu telpā, kur tos sargās tikai kosmosa kuģis."
Astronautu veselībai potenciālus draudus radīs gan hronisks galaktiskais kosmiskais starojums nelielās devās, gan īslaicīgas apstarojuma epizodes, kas saistītas ar Saules uzliesmojumiem un koronālās masas izvirdumiem. Efektīvais absorbētais starojums tiek mērīts zīvertos (Sv) vai milizīvertos (1/1000 Sv). Ilgtermiņa pētījumi uz Zemes liecina, ka lielāka efektīvā absorbētā starojuma deva paaugstina risku saslimt ar ļaundabīgiem audzējiem. 1 Sv liela deva palielina risku par 5%.
Galaktiskais kosmiskais starojums ir augstas enerģijas daļiņas, kuras nespēj aizturēt tipiska kosmiskā aparāta apvalks. Neliela daļa šī starojuma ir smagie joni, kas ir atomu kodoli bez tiem piesaistītiem elektroniem. Tiek uzskatīts, ka smagie joni izraisa vislielākos bojājumus bioloģiskās struktūrās.
Saules daļiņas, kas apdraud astronautus, ir protoni, kuru kinētiskā enerģija ir vairākus simtus MeV liela. Uz Saules notiekošo procesu laikā var pastiprināties šo daļiņu plūsma, kuru papildina hēlijs un smagāki joni. Tomēr Saules daļiņām ir zemāks enerģijas līmenis nekā galaktiskajam kosmiskajam starojumam. Tādēļ kosmiskā aparāta apvalks ir efektīvāks pret šo starojuma daļu.
"Kosmiskajam aparātam, ar kuru kosmosa dzīlēs pārvietosies cilvēki, visticamāk būs īpaši izveidots patvērums, kas spēs pasargāt no Saules daļiņām, bet galaktisko kosmisko starojumu apturēt ir daudz grūtāk, pat 30 centimerus bieza alumīnija siena saņemto starojuma devu būtiski nemainīs," paskaidroja Zaitlins.
"RAD dati liecina, ka vidēji dienā tiks saņemti 1,8 mSv galaktiskā kosmiskā starojuma. Tas nozīmē, ka ceļojuma laikā turp un atpakaļ ar mūsdienās pieejamajiem dzinējiem, efektīvās absorbētās radiācijas deva sasniegs 0,66 Sv," piebilda zinātnieks.
Uzturēšanās laikā uz Marsa virsmas, atkarībā no izmantotajiem aizsarglīdzekļiem un misijas ilguma, deva turpinās pieaugt. Mūsdienās dažādu valstu kosmosa izpētes aģentūras uzskata, ka maksimālā robežvērtība ir 1 Sv. NASA pieņem, ka 3% riska pieaugums ir maksimāli pieļaujamais astronautu karjeras laikā.
"Zinātniekiem vajag pārbaudtīt teorijas un modeļus ar šobrīd pieejamajiem RAD datiem. Šie mērījumi var tikt izmantoti, lai labāk saprastu, kā starojums pārvietojas starpplanētu telpā un kā to izmaina kosmiskā aparāta struktūra," teica RAD vadošais pētnieks Donalds Hasels no Dienvidrietumu Izpētes institūta. "Kosmiskais aparāts kaut kā spēj aizsargāt no zemas enerģijas daļiņām, bet citas spēj iziet cauri struktūrai nemainītas vai sadalīties sekundārajās daļiņās."
Interesanti, ka RAD datos tikai aptuveni 5% no reģistrētā starojuma bija saistīts ar Saules daļiņām, jo kosmiskā aparāta ceļojums notika relatīvi mierīgā Saules cikla periodā, kā arī kosmiskā aparāta apvalks aizturēja starojumu. Cilvēku saņemtais starojums būs atkarīgs gan no izvēlētā kososa kuģa uzbūves, gan no Saules aktivitātes.
"Šis jautājums ir jārisina pirms cilvēki dodas kosmosā, lai starpplanētu telpā pavadītu mēnešus vai gadus," piebilda Zaitlins.
NASA, Southwest Research Institute
rupucis tieši 7.06.2013 domāja šādi:
Atkal jūtams bezgalīgo pētījumu lobijs. Arī uz Zemes dzīvot ir bīstami, it īpaši smēķētājiem. Ja smēķētājam atņemtu tabaku un aizsūtītu uz Marsu, tas viņa vēža risku kopumā samazinātu. Bet nē, vispirms ir jāmaksā simtiem miljoni $ zinātniekiem, lai viņi pateiktu to pašu un brīvprātīgajiem atļautu lidot.
Vienīgi Saules vētras draud ar reālu staru slimību, un tās var aizturēt ar 20 cm ūdens vai kanalizācijas cisternu. Galaktiskos kosmiskos starus var pētīt vai nepētīt, tāpat nāksies vien pieciest, varbūt ar ikdienas vīna glāzes palīdzību.