Terwijl mensen hun ogen beschermen tegen de straling van de zon tijdens een zonsverduistering, NASA's Human Research Program (HRP) werkt aan de bescherming van het hele menselijk lichaam tegen straling in de ruimte. Ruimtestraling is gevaarlijk en een van de belangrijkste gezondheidsrisico's voor astronauten.

"Het bepalen van de gevolgen voor de gezondheid van astronauten na blootstelling aan straling omvat zeer complexe processen, " zei Tony Slaba, doctoraat, NASA-onderzoeksfysicus. "Het is moeilijk om precies te kwantificeren hoe straling in wisselwerking staat met weefsels en cellen - en ingewikkelder om te kwantificeren en te bepalen wat de langetermijnresultaten zullen zijn in termen van de mogelijke ziekten en biologische systeemeffecten."

Vrijwel elke cel in het lichaam is gevoelig voor stralingsschade. De HRP houdt zich bezig met de gevolgen voor de gezondheid op lange termijn van blootstelling aan straling, zoals kanker, evenals nadelige effecten op het centrale zenuwstelsel en het cardiovasculaire systeem.

"De belangrijkste manier waarop straling cellen beïnvloedt, is door DNA te beschadigen - breuken in strengen kunnen worden ervaren, " zei Peter Guida, doctoraat, verbindingsbioloog voor NASA Space Radiation Laboratory. "DNA-basen (adenine, guanine, cytosine, en thymine) kunnen ook worden uitgeschakeld. De cel zal een poging doen om deze schade te herstellen. Soms is het effectief en soms niet, en soms kan het verkeerd worden gerepareerd. Genen die verkeerd zijn gerepareerd, kunnen mutaties worden, en de accumulatie van deze mutaties in de loop van de tijd kan mogelijk leiden tot kanker."

Ruimtestraling kan tot andere effecten leiden. Straling kan het cardiovasculaire systeem veranderen, het hart beschadigen, verharden en vernauwen slagaders, en/of een deel van de cellen in de bekleding van de bloedvaten elimineren, leidend tot hart- en vaatziekten. Blootstelling aan straling kan neurogenese belemmeren, het proces van het genereren van nieuwe cellen. Als neuronen of ondersteunende cellen worden beschadigd of gedood, er is minder kans op de ontwikkeling van nieuwe cellen, vooral in het tempo dat een persoon nodig zou hebben om de schade te minimaliseren of te elimineren. In het centrale zenuwstelsel, dit kan leiden tot cognitieve stoornissen en geheugenstoornissen.

"In de ruimte, buiten het beschermende magnetische veld en de atmosfeer van de aarde, er is een zeer complex stralingsveld van protonen en alle elementen van het periodiek systeem komen binnen met energieën die de lichtsnelheid benaderen, "Zei Slaba. "Blootstelling aan straling in de ruimte is heel anders dan blootstelling aan straling op aarde (zoals röntgenstralen en gammastralen)."

De HRP onderzoekt verschillende oplossingen. Concepten zoals afschermmaterialen voor transportvoertuigen, habitats en ruimtepakken, farmaceutische tegenmaatregelen, en nog snellere raketten om de tijd die in de ruimte wordt doorgebracht te verminderen, worden allemaal bestudeerd. Innovaties die zijn ontwikkeld om de menselijke gezondheid te beschermen, verminderen het risico van ruimteverkenning en maken toekomstige geïntegreerde missies van een jaar mogelijk.