На Марсі космонавтам загрожує радіація

Марсохід "К’юріосіті" нещодавно підтвердив те, про що і так вже давно підозрювали: астронавти, які полетять на Марс, зазнають жорсткого радіоактивного опромінення.

Марсохід підрахував кількість високоенергетичних космічних частинок, які влучили в нього протягом восьмимісячної подорожі на Марс у 2011–2012 рр.

На основі цих даних науковці розрахували, що космонавт, який полетить на Марс і назад, отримає дозу радіації, яка не відповідає сучасним стандартам безпеки.

Причому у розрахунок навіть не брали час, проведений на поверхні планети, а в цьому випадку доза зростає ще більше.

Таке опромінення суттєво підвищує ризик захворіти на рак.

Кері Цейтлін з Південно-західного дослідницького інституту в Боулдері, Колорадо, і його колеги повідомили про знахідки "К’юріосіті" в останньому випуску журналу Science.

Вони кажуть, що інженерам доведеться ретельно продумати, як захистити від опромінення екіпаж марсіанської місії. Однак уже зрозуміло, що жоден щит не зупинить деякі із високошвидкісних частинок, а отже, єдиний вихід – доправити астронавтів на Марс якомога швидше. На планеті все-таки є атмосфера, хай навіть розріджена, яка частково їх захистить.

Сучасні хімічні двигуни дозволяють долетіти до Марса за кілька місяців.

"Було б дуже добре, якби ми змогли скоротити цей термін, – сказав доктор Цейтлін BBC News. – Адже значення має не лише потужність опромінення, а й те, як довго людина його зазнає, бо радіація має здатність накопичуватись в організмі".

Зараз учені працюють над двигунами нового типу – плазмовими або ядерними тепловими ракетами. Вони можуть скоротити тривалість польоту до кількох тижнів.

"К’юріосіті" потрапив на Марс у капсулі, які планують використовувати і для людей.

Ця капсула була обладнана детектором радіації (RAD), який вів спостереження протягом більшої частини польоту довжиною у 560 мільйонів кілометрів.

RAD рахував кількість високошвидкісних частинок, переважно протонів, які врізалися в його датчик.

Космонавтам загрожують частинки двох типів: сонячні і ті, які прилетіли з-поза меж Сонячної системи. Останні утворилися внаслідок вибуху зірок або завдяки чорним дірам.

Вони несуть велику енергію і можуть ушкоджувати ДНК наших клітин.

На Землі людей захищає щільна атмосфера та потужне магнітне поле планети. Але у відкритому космосі між галактичними космічними променями і космонавтами буде лише алюмінієвий корпус ракети, а він не зупинить частинки, навіть якщо матиме товщину 30 см.

За даними RAD, марсохід під час свого польоту отримував в середньому 1,84 мілізіверта на день (зіверт – це стандартна міра біологічного впливу радіації). Ця доза еквівалентна опроміненню від комп’ютерної томографії всього тіла, якщо робити її щоп'ять днів.

Корекція підрахунків

На основі цих даних доктор Цейтлін і його команда розрахували, яку дозу може отримати космонавт, якщо здійснить подорож за 180 днів (а не 256, як "К’юріосіті") за аналогічних інших умов – сонячної активності і типу корабля.

Вони отримали цифру 660 мЗв. Вона стосується тільки польоту, дані про опромінення на самій планеті науковці обіцяють опублікувати згодом.

За нинішніми нормами, космонавт за всю кар’єру повинен отримати не більше 1000 мЗв. У тих, хто досяг цієї межі, на 5% зростає ризик розвитку раку, а також можливі неврологічні розлади і порушення зору. Реально НАСА докладає зусиль, щоб її астронавти не перетинали поріг навіть у 3%.

"Якщо екстраполювати дані RAD на 500-денну місію, ви отримаєте опромінення, яке для більшості людей збільшить ризик раку на більше ніж 3%, – пояснює доктор Едді Сімонес, фахівець із радіаційної безпеки з Космічного центру Джонсона. Однак, додає він, експерти переглядають чинні стандарти безпеки.

"Зараз ми аналізуємо цей 3-відсотковий стандарт, його придатність для далеких польотів і думаємо над тим, як захистити екіпаж", – каже він.

Шкідливий вплив опромінення треба аналізувати в контексті загальних ризиків, з якими стикаються космонавти, наприклад під час старту або приземлення на іншу планету. Адже ця професія загалом небезпечна – не тільки через радіацію.

Також треба враховувати, який ризик захворіти на рак має «звичайний» землянин. Для середньостатистичного британця ця цифра складає, наприклад, 26%.

Складні обчислення

Космічні агентства свідомо встановили суворі стандарти безпеки для своїх астронавтів. Але щоб дозволити політ на Марс, їм доведеться або опустити планку, або знайти спосіб знизити ризики.

А от у випадку комерційних підприємств все зовсім по-іншому. Нещодавно з’явилося одразу дві ініціативи –Inspiration MarsіMars One, які пропонують доставити людей на Марс упродовж наступного десятиліття.

Астронавти-"приватники" можуть вважати гру вартою свічок і залюбки ризикнуть заради можливості пройтись по Червоній планеті.

Доктор Кевін Фонг – директор Центру космічної медицини Університетського коледжу Лондона і автор праць, присвячених небезпекам космічних польотів. Він каже, що робота доктора Цейтліна та його колег допоможе точніше оцінити ризики для космонавтів.

"Радіобіологія – наука дуже складна, тому що реакція організму на опромінення залежить від багатьох факторів, наприклад віку чи статі, – розповів він BBC News. – Робота Цейтліна важлива тому, що його команда вперше проаналізувала дію космічного випромінювання на транспортний засіб, який не сильно відрізняється від кораблів, призначених для людей".