https://bodybydarwin.com
Slider Image

ExoMars-romfartøyet målte stråling i dype rom for å holde fremtidige astronauter trygge

2021

Å besøke Mars er farlig. Astronauter må overleve seks måneder på et dypt rom for å komme dit, halvannet år på overflaten før de muligvis kunne ta av til Jorden, og ytterligere seks måneder på reise hjem. Det er to og et halvt år avskåret fra jordas rikholdige ressurser, så det første mannskapet må pakke mye oksygen og vann, topp CO2-skrubbere og uringjenvinner, og tonnevis med poteter.

Det er de mykere risikoene også, de som kan skade helsen, men ikke nødvendigvis er dødelige med en gang. Vil alle besetningskamerater være psykologiske utfordringer? Hva vil år med lav tyngdekraft gjøre for bentetthet? Og så er det stråling, de energiske partiklene som flyr inn fra intergalaktisk rom og solen. Jordens magnetfelt beskytter oss mot det verste av det, men ute i verdensrommet er det mye lettere for de susende bitene å begrave seg i kroppene våre der de kan bryte DNA-tråder, noe som øker en persons sjanser for å utvikle kreft.

Onsdag kunngjorde Det europeiske romfartsorganet hvor mye stråling ExoMars Trace Gas Orbiter hadde plukket opp i løpet av sin seks måneder lange reise fra Jorden til Mars i 2016. I løpet av den tiden møtte det ubesøkte romskipet rundt 30 prosent av karrieregrensen for stråling for en Europeisk astronaut. Det betyr at alle på rundtur til Mars melder seg på minst 60 prosent av det ESA anser som akseptabelt i løpet av sin levetid, og teller ikke brukt tid på overflaten, der strålingsrisikoen er omtrent halvparten av det den er i rom. ESAs kunngjøring om 60 prosent høres absolutt skummel ut, men hva betyr det egentlig med tanke på helserisiko? Tidligere NASA-forskning kan bidra til å sette den i perspektiv.

Enheter for måling av stråling florerer - en konstant favoritt er BED eller Banana Equivalent Dose, der en enhet er lik mengden stråling du får fra å spise en banan. Men enhetens rombyråer bryr seg om er millisievert (mSv), fordi det tar sikte på å fange opp helserisikoen for stråling. Én sievert, eller 1000 mSv, av stråling tilsvarer omtrent en 5 prosent økt levetidsrisiko for å utvikle kreft.

Tilfeldigvis har NASA estimert at de to til tre-årige planene for et bemannet Mars-oppdrag også involverer rundt 1000 mSv stråling for hver astronaut, og legger antallet på utdanningsdokumenter minst så langt tilbake som i 2008. Tallet er høyt nok å være en bekymring (nye teknologier som nanorørskjerming og iskupler tar sikte på å få den ned), men ikke nødvendigvis en showstopper siden det er rett på grensen til hva NASA kan mage, byråkratisk sett.

Den maksimale strålingsmengden som NASA lar en astronaut utsettes for i løpet av karrieren, avhenger av alder og kjønn, alt fra 1000 mSv for en 25 år gammel kvinne til 4000 mSv for en 55 år gammel mann. Politikkens mål er å holde astronautens levetidsrisiko for å dø av kreft (ikke bare få kreft) fra å stige mer enn 3 prosent. Og det er 3 prosent på toppen av den allerede høye risikoen for den typiske jordplanten: 40 prosent for å utvikle kreft, omtrent 20 prosent for å dø av kreft, ifølge American Cancer Society. ESA er enda strengere og begrenser karriereeksponeringen på 1000 mSv for alle, uansett alder og kjønn.

I 2014 oppdaterte NASA estimatet med noen kalde harde tall basert på rover Curiositys opplevelser av å reise til og felle rundt Mars overflate. Sonden estimerte at astronauter ville få 300 mSv i løpet av den seks måneder lange turen til den røde planeten, omtrent 400 mSv som bodde på overflaten i 18 måneder (planeten under blokkerer minst halvparten av strålingen), og ytterligere 300 mSv på hjemturen for en samlet sum på rundt 1010 mSv rett på mål.

Ingen leger vil anbefale å suge opp mer enn 300 mSv hvert år i tre år, men det er også langt fra en dødsdom. Tross alt mottar vi alle stråling fra naturlige radioaktive elementer i miljøet vårt (for eksempel kalium i bananer) hver dag. Her i USA får vi omtrent tre millisieverts hvert år. Flyvertinner bor med fem millisievert. Mennesker som jobber i atomkraftverk har 20 mSv årlig eksponering, og innbyggerne i Ramsar, Iran, som bygger hjemmene sine fra en lokal, radioaktiv kalkstein, lever hele livet med hele 250 mSv årlig dose. Heldigvis, og på en uforklarlig måte, forekommer kreft der i samme hastigheter som nærliggende områder, til tross for bakgrunnsstråling som nærmer seg Marsoverflaten.

ESA har foreløpig ikke gitt ut spesifikke tall for ExoMars målinger, men 60 prosent av deres strenge retningslinjer antyder om lag 600 mSv for tur / retur. Legg til 400 mSv for tiden på overflaten, og vi er tilbake til en misjonsprofil på rundt 1000 mSv over tre år - det magiske tallet på kanten av det som er akseptabelt for begge byråer. Å få en full karrieredose på bare ett langt oppdrag kan bety en obligatorisk pensjon fra videre romfart, men etter å ha brukt halvannet år på å utforske Mars, er det mulig at noen astronauter kan være klare for et landlig liv.

NASA og ESA vil fortsette å utvikle teknologier for å beskytte astronauter mot stråling når de fortsetter å skyve ut i verdensrommet. Men selv på dette tidlige stadiet virker ikke bakgrunnsstrålingen for maritanske marinere i løpet av en tidsbestemt, lett skjermet seilas å være for forskjellig fra hva nåværende astronauter har lov til å oppleve i bane med lav jord den internasjonale romstasjonen. Og det er ingen mangel på søkere til den jobben.

Forrige uke innen teknologi: La oss komme tilbake til (post-CES) virksomhet

Forrige uke innen teknologi: La oss komme tilbake til (post-CES) virksomhet

Hvordan pakke i måneder med uendelig dagtid

Hvordan pakke i måneder med uendelig dagtid

Jordens første kontinent?  Sannsynligvis en gigantisk kontinentale skorpe

Jordens første kontinent? Sannsynligvis en gigantisk kontinentale skorpe