science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Ruimtestraling zal de menselijke verkenning van NASA niet stoppen

Artistieke afbeelding van een satelliet in een baan om Mars. NASA-wetenschappers bestuderen manieren om toekomstige astronauten te beschermen tegen straling tijdens een verkenningstocht naar Mars. Krediet:NASA

Hoewel het waar is dat ruimtestraling een van de grootste uitdagingen is voor een menselijke reis naar Mars, het is ook waar dat NASA technologieën en tegenmaatregelen ontwikkelt om een ​​veilige en succesvolle reis naar de rode planeet te garanderen.

"Sommige mensen denken dat straling NASA ervan zal weerhouden mensen naar Mars te sturen, maar dat is niet de huidige situatie, " zei, Pat Troutman, NASA Human Exploration Strategische Analyse Lead. "Als we de verschillende mitigatietechnieken bij elkaar optellen, we zijn optimistisch dat het zal leiden tot een succesvolle Mars-missie met een gezonde bemanning die een zeer lang en productief leven zal leiden nadat ze op aarde zijn teruggekeerd."

Ruimtestraling is heel anders en gevaarlijker dan straling op aarde. Ook al bevindt het internationale ruimtestation zich net binnen het beschermende magnetische veld van de aarde, astronauten ontvangen meer dan tien keer de straling dan wat er van nature op aarde gebeurt. Buiten het magnetische veld zijn er galactische kosmische stralen (GCR's), zonnedeeltjesgebeurtenissen (SPE's) en de Van Allen Belts, die ingesloten ruimtestraling bevatten.

NASA kan de bemanning beschermen tegen SPE's door hen te adviseren te schuilen in een gebied met extra afschermingsmaterialen. Echter, GCR's zijn veel uitdagender om tegen te beschermen. Deze zeer energetische deeltjes komen uit de hele melkweg. Ze zijn zo energiek dat ze dwars door metalen heen kunnen scheuren, plastic, water en celmateriaal. En als de energetische deeltjes doorbreken, neutronen, protonen, en andere deeltjes worden gegenereerd in een cascade van reacties die door de afschermingsmaterialen heen plaatsvinden. Deze secundaire straling kan soms een slechtere stralingsomgeving voor de bemanning veroorzaken.

Artistieke afbeelding van een rover op het oppervlak van Mars. Onderzoekers ontwikkelen afschermingsconcepten voor transportvoertuigen, habitats en ruimtepakken om toekomstige astronauten op een reis naar Mars te beschermen. Krediet:NASA

"Een van de meest uitdagende onderdelen van de menselijke reis naar Mars is het risico van blootstelling aan straling en de gevolgen aan boord en op lange termijn voor de gezondheid van de blootstelling, " NASA Space Radiation Element Scientist Lisa Simonsen, doctoraat, zei. "Deze ioniserende straling reist door levende weefsels, energie afzetten die structurele schade aan het DNA veroorzaakt en veel cellulaire processen verandert."

NASA evalueert verschillende materialen en concepten om de bemanning te beschermen tegen GCR's. Onderzoekers ontwikkelen en evalueren afschermingsconcepten voor transportvoertuigen, habitats en ruimtepakken met ultramoderne modellen en in experimentele faciliteiten zoals het NASA Space Radiation Laboratory (NSRL). Wetenschappers onderzoeken farmaceutische tegenmaatregelen, die effectiever kan zijn dan afscherming om bemanningen te beschermen tegen GCR's. Teams integreren stralingsdetectie-instrumenten in het Orion-ruimtevaartuig, zoals de Hybrid Electronic Radiation Assessor. Astronauten aan boord van het internationale ruimtestation ISS gebruiken persoonlijke en operationele dosismeters. Ingenieurs ontwikkelen verbeterde hulpmiddelen voor het voorspellen van het weer in de ruimte en bestuderen snellere raketten om de tijd die in de ruimte wordt doorgebracht en de blootstelling aan straling te verminderen.

NASA's Advanced Exploration Systems Division ontwikkelt ook verschillende technologieën voor detectie en mitigatie van ruimtestraling. De Radiation Assessment Detector (RAD) was een van de eerste instrumenten die speciaal naar Mars werd gestuurd om zich voor te bereiden op toekomstige menselijke verkenningen. Het meet en identificeert straling op het oppervlak van Mars, zoals protonen, energetische ionen, neutronen, en gammastraling. Dit omvat niet alleen directe straling vanuit de ruimte, maar ook secundaire straling die wordt geproduceerd door de interactie met de atmosfeer en de grond van Mars.

"Mars is de beste optie die we nu hebben om op lange termijn uit te breiden, menselijke aanwezigheid, " zei Troutman. We hebben al waardevolle bronnen gevonden om mensen in stand te houden, zoals waterijs net onder het oppervlak en geologisch en klimaatbewijs uit het verleden dat Mars ooit omstandigheden had die geschikt waren voor leven. Wat we over Mars te weten komen, zal ons meer vertellen over het verleden en de toekomst van de aarde en kan helpen bij het beantwoorden van de vraag of er buiten onze planeet leven bestaat."