אשראי תמונה: נאס"א
לנאס"א יש תעלומה לפתור: האם אנשים יכולים ללכת למאדים, או לא?
"זו שאלה של קרינה", אומר פרנק קוקינוטה מפרויקט בריאות הקרינה בחלל של נאס"א במרכז החלל ג'ונסון. "אנו יודעים כמה קרינה קיימת שם, מחכה לנו בין כדור הארץ למאדים, אך איננו בטוחים כיצד גוף האדם יגיב אליו."
האסטרונאוטים של נאס"א נמצאים בחלל, ללא הפסקה, מזה 45 שנים. למעט כמה טיולים מהירים לירח, הם מעולם לא בילו הרבה זמן רחוק מכדור הארץ. החלל העמוק מלא בפרוטונים מזיקוקי שמש, קרני גמא מחורים שחורים שנולדו, וקרניים קוסמיות מכוכבים מתפוצצים. הפלגה ארוכה למאדים, ללא שום כוכב לכת בקרבת מקום שיכול לחסום או להסיט את הקרינה ההיא, עתידה להיות הרפתקה חדשה.
נאס"א שוקלת סכנת קרינה ביחידות של סיכון לסרטן. גבר אמריקני בריא בן 40 שאינו מעשן הוא בעל סיכוי של 20% בסופו של דבר למות מסרטן. זה אם הוא נשאר על כדור הארץ. אם הוא נוסע למאדים, הסיכון עולה.
השאלה היא, כמה?
"אנחנו לא בטוחים," אומר קוקינוטה. על פי מחקר משנת 2001 שנערך על אנשים שנחשפו למינונים גדולים של קרינה - למשל, ניצולי פצצת אטום של הירושימה, ולמרבה האירוניה, חולי סרטן שעברו טיפולי הקרנות - הסיכון הנוסף למשימת מאדים של 1000 יום נמצא איפשהו בין 1% ל -19% . "התשובה הסבירה ביותר היא 3.4%", אומר קוקינוטה, "אך סרגל השגיאות הוא רחב."
הסיכויים אף גרועים יותר עבור נשים, הוא מוסיף. "בגלל השדיים והשחלות, הסיכון לאסטרונאוטות נשים הוא כמעט כפול מהסיכון לזכרים."
חוקרים שביצעו את המחקר הניחו כי ספינת מאדים תיבנה "בעיקר מאלומיניום, כמו מודול פיקוד ישן של אפולו", אומר קוקינוטה. העור של החללית יספוג כמחצית מהקרינה שפוגעת בו.
"אם הסיכון הנוסף הוא אחוזים בודדים? אנחנו בסדר. נוכל לבנות חללית באמצעות אלומיניום ולפנות למאדים. " (אלומיניום הוא חומר מועדף לבניית חלליות, מכיוון שהוא קל משקל, חזק ומוכר למהנדסים מעשורים ארוכים של שימוש בתעשיית החלל.)
"אבל אם זה 19%? האסטרונאוט שלנו עם משהו יש לנו סיכוי של 20% + 19% = 39% לפתח סרטן מסיים חיים לאחר שהוא יחזור לכדור הארץ. זה לא מקובל. "
סרגלי השגיאות גדולים, אומר קוקינוטה, מסיבה טובה. קרינת חלל היא תערובת ייחודית של קרני גאמה, פרוטונים בעלי אנרגיה גבוהה וקרניים קוסמיות. פיצוץ אטומי וטיפולי סרטן, הבסיס למחקרים רבים, אינם מהווים תחליף ל"דבר האמיתי ".
האיום הגדול ביותר על אסטרונאוטים בדרך למאדים הוא קרניים קוסמיות גלקטיות - או "GCRs" בקיצור. אלה חלקיקים המואצים למהירות האור כמעט על ידי פיצוצי סופרנובה מרוחקים. ה- GCRs המסוכנים ביותר הם גרעינים מיוננים כבדים כמו Fe + 26. "הם הרבה יותר אנרגטיים (מיליוני MeV) מאשר פרוטונים טיפוסיים המואצים על ידי התלקחויות סולאריות (עשרות למאות MeV)", מציין קוקינוטה. GCR חודר את עור חלליות ואנשים אוהבים כדורי תותח זעירים, שוברים את גדילי מולקולות ה- DNA, פוגעים בגנים והרגים תאים.
אסטרונאוטים חוו לעיתים רחוקות מנה מלאה של GCRs בחלל העמוק. קחו למשל את תחנת החלל הבינלאומית (ISS): היא מקיפה רק 400 ק"מ מעל פני כדור הארץ. גוף כוכב הלכת שלנו, המתנשא לגדול, מיירט כשליש מכמות ה- GCR לפני שהם מגיעים ל- ISS. שליש נוסף מובט על ידי השדה המגנטי של כדור הארץ. אסטרונאוטים של מעבורת החלל נהנים מהפחתה דומה.
אסטרונאוטים של אפולו שנסעו לירח ספגו מינונים גבוהים יותר - בערך פי 3 מרמת ה- ISS - אך רק במשך מספר ימים במהלך שייט בירח כדור הארץ. יתכן כי GCRs פגעו בעיניהם, מציין קוקינוטה. בדרך לירח דיווחו אנשי אפולו שראו הבזקי קרניים קוסמיות ברשתיתיהם, וכעת, שנים רבות לאחר מכן, חלקם פיתחו קטרקט. אחרת נראה שהם לא סבלו הרבה. "בטח כמה ימים 'בחוץ' בטוח," מסכם קוקינוטה.
אולם אסטרונאוטים הנוסעים למאדים יהיו "שם בחוץ" במשך שנה ואף יותר. "אנחנו עדיין לא יכולים להעריך, באופן מהימן, מה הקרניים הקוסמיות יעשו לנו כשנחשף כל כך הרבה זמן", הוא אומר.
מציאתה היא משימתה של מעבדת קרינת החלל החדשה של נאס"א (NSRL), הממוקמת במעבדה הלאומית של ברוקבן במשרד האנרגיה בארה"ב בניו יורק. זה נפתח באוקטובר 2003. "ב- NSRL יש לנו מאיצי חלקיקים שיכולים לדמות קרניים קוסמיות", מסביר קוקינוטה. החוקרים חושפים תאי ורקמות של יונקים לקורות החלקיקים ואז בודקים את הנזק. "המטרה היא לצמצם את אי הוודאות באומדני הסיכון שלנו לכמה אחוזים בודדים עד שנת 2015."
ברגע שידוע הסיכונים, נאס"א יכולה להחליט איזה סוג חללית צריך לבנות. ייתכן שחומרי בנייה רגילים כמו אלומיניום טובים מספיק. אם לא, "כבר זיהינו כמה חלופות", הוא אומר.
מה דעתכם על חללית עשויה מפלסטיק?
"פלסטיקה עשירה במימן - אלמנט שעושה עבודה טובה בקליטת קרניים קוסמיות", מסביר קוקינוטה. לדוגמא, פוליאתילן, שקיות האשפה מאותו חומר עשויים, סופג 20% יותר קרניים קוסמיות מאלומיניום. סוג של פוליאתילן מחוזק שפותח במרכז הטיסה בחלל מרשל הוא חזק פי עשרה מאלומיניום, וגם קל יותר. זה יכול להיות חומר לבחירה לבניית חללית, אם ניתן לעשות זאת בזול מספיק. "אפילו אם לא נבנה את כל החלליות מפלסטיק", מציין קוקינוטה, "עדיין נוכל להשתמש בה כדי להגן על אזורי מפתח כמו מגורי צוותים." אכן, הדבר נעשה כבר על גבי ה- ISS.
אם הפלסטיק אינו מספיק טוב, ייתכן שיהיה צורך במימן טהור. קילו למשקל לירה, מימן נוזלי חוסם קרניים קוסמיות פי 2.5 טוב יותר מאלומיניום. כמה עיצובים של חלליות מתקדמות קוראים לטנקים גדולים של דלק מימן נוזלי, כך "נוכל להגן על הצוות מפני קרינה על ידי עטיפת מיכל הדלק סביב שטח המחיה שלהם", משערת קוקינוטה.
האם אנשים יכולים לנסוע למאדים? קוקינוטה מאמינה שכן. אבל ראשית, "עלינו להבין כמה קרינה גופנו יכולים להתמודד ואיזה סוג חללית אנו צריכים לבנות." במעבדות ברחבי הארץ העבודה כבר החלה.
המקור המקורי: סיפור המדע של נאס"א
