Een astronaut op een missie naar Mars kan stralingsdoses ontvangen die tot 700 keer hoger zijn dan op onze planeet - een belangrijke showstopper voor de veilige verkenning van ons zonnestelsel. Een team van Europese experts werkt samen met ESA om de gezondheid van toekomstige bemanningen op weg naar de maan en verder te beschermen.

Het magnetisch veld en de atmosfeer van de aarde beschermen ons tegen het constante bombardement van galactische kosmische straling - energetische deeltjes die zich met bijna de lichtsnelheid verplaatsen en het menselijk lichaam binnendringen.

Kosmische straling zou het risico op kanker tijdens langdurige missies kunnen vergroten. Schade aan het menselijk lichaam strekt zich uit tot de hersenen, hart en het centrale zenuwstelsel en vormt het toneel voor degeneratieve ziekten. Een hoger percentage vroeg optredende staar is gemeld bij astronauten.

"Een dag in de ruimte is gelijk aan de straling die een heel jaar op aarde wordt ontvangen, " legt natuurkundige Marco Durante uit, die kosmische straling op aarde bestudeert.

Marco wijst erop dat de meeste veranderingen in de genexpressie van de astronauten het gevolg zijn van blootstelling aan straling, volgens de recente NASA's Twins-studie. Dit onderzoek toonde DNA-schade aan bij astronaut Scott Kelly in vergelijking met zijn identieke tweelingbroer en collega-astronaut Mark Kelly, die op aarde bleef.

Een tweede bron van ruimtestraling komt van onvoorspelbare gebeurtenissen in zonnedeeltjes die in korte tijd hoge doses straling afgeven, leiden tot "stralingsziekte", tenzij beschermende maatregelen worden genomen.

De stralingsclub van Europa

"Het echte probleem is de grote onzekerheid rond de risico's. We begrijpen ruimtestraling niet goed en de langdurige effecten zijn onbekend, " legt Marco uit, die ook deel uitmaakt van een ESA-team dat is opgericht om straling te onderzoeken.

sinds 2015 dit forum van experts geeft advies op gebieden zoals ruimtewetenschap, biologie, epidemiologie, geneeskunde en natuurkunde om de bescherming tegen ruimtestraling te verbeteren.

"Ruimtestralingsonderzoek is een gebied dat het hele gebied van levens- en natuurwetenschappen met belangrijke toepassingen op aarde doorkruist. Onderzoek op dit gebied zal een hoge prioriteit blijven voor ESA, " zegt Jennifer Ngo-Anh, ESA's teamleider menselijk onderzoek, biologie en natuurwetenschappen.

Hoewel astronauten niet in alle landen als stralingswerkers worden beschouwd, ze worden blootgesteld aan 200 keer meer straling op het internationale ruimtestation dan een piloot of een radiologieverpleegkundige.

Straling staat elke dag in de schijnwerpers van het ruimtestation. Een console bij NASA's missiecontrole in Houston, Texas, geeft constant informatie over het ruimteweer weer.

Als een uitbarsting van ruimtestraling wordt gedetecteerd, teams op aarde kunnen een ruimtewandeling afbreken, instrueer astronauten om naar meer afgeschermde gebieden te gaan en verander zelfs de hoogte van het station om de impact te minimaliseren.

Een van de belangrijkste aanbevelingen van het actuele team is om een ​​risicomodel te ontwikkelen met de stralingsdosislimieten voor bemanningen die buiten het internationale ruimtestation reizen.

ESA's vluchtchirurg en radioloog Ulrich Straube is van mening dat het model "informatie moet verschaffen over de risico's die kanker en andere gezondheidsproblemen kunnen veroorzaken voor astronauten die naar de maan en Mars gaan, in overleg met alle ruimteagentschappen."

Recente gegevens van ExoMars Trace Gas Orbiter toonden aan dat een astronaut tijdens een reis van zes maanden naar de Rode Planeet kan worden blootgesteld aan ten minste 60% van de totale limiet voor stralingsdosis die voor zijn hele carrière wordt aanbevolen.

"Zoals het er vandaag uitziet, we kunnen niet naar Mars vanwege straling. Het zou onmogelijk zijn om aanvaardbare dosislimieten te halen, ’ herinnert Marco zich.

Maatregel om te beschermen

ESA werkt samen met vijf deeltjesversnellers in Europa die kosmische straling kunnen recreëren door atomaire deeltjes te "schieten" tot snelheden die de snelheid van het licht benaderen. Onderzoekers bombarderen biologische cellen en materialen met straling om te begrijpen hoe astronauten het beste kunnen worden beschermd.

"Het onderzoek werpt zijn vruchten af. Lithium onderscheidt zich als een veelbelovend materiaal voor afscherming in planetaire missies, " zegt Marco.

ESA meet al zeven jaar de stralingsdosis op het internationale ruimtestation ISS met passieve stralingsdetectoren in het DOSIS 3D-experiment. ESA-astronauten Andreas Mogensen en Thomas Pesquet droegen tijdens hun missies een nieuwe mobiele dosismeter die hen een realtime momentopname van hun blootstelling gaf.

Hetzelfde Europese team achter dit onderzoek zal stralingsdetectoren leveren om de huid- en orgaandoses te bewaken van de twee fantomen die naar de maan reizen aan boord van NASA's Orion-ruimtevaartuig.