Om menselijke reizigers naar Mars te sturen, zouden wetenschappers en ingenieurs een reeks technologische en veiligheidsobstakels moeten overwinnen. Een daarvan is het grote risico van deeltjesstraling van de zon, verre sterren en sterrenstelsels.

Het beantwoorden van twee belangrijke vragen zou een grote bijdrage leveren aan het overwinnen van die hindernis:zou deeltjesstraling een te ernstige bedreiging vormen voor het menselijk leven tijdens een rondreis naar de rode planeet? En, zou de timing van een missie naar Mars kunnen helpen om astronauten en het ruimtevaartuig te beschermen tegen de straling?

In een nieuw artikel gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Space Weather, een internationaal team van ruimtewetenschappers, waaronder onderzoekers van UCLA, beantwoordt die twee vragen met een "nee" en een "ja".

Dat is, mensen moeten veilig van en naar Mars kunnen reizen, mits het ruimtevaartuig voldoende is afgeschermd en de rondreis korter is dan circa vier jaar. En de timing van een menselijke missie naar Mars zou inderdaad een verschil maken:de wetenschappers hebben vastgesteld dat de beste tijd voor een vlucht om de aarde te verlaten zou zijn wanneer de zonneactiviteit op zijn hoogtepunt is, bekend als het zonnemaximum.

De berekeningen van de wetenschappers tonen aan dat het mogelijk zou zijn om een ​​Mars-gebonden ruimtevaartuig te beschermen tegen energetische deeltjes van de zon, omdat, tijdens zonnemaximum, de gevaarlijkste en meest energieke deeltjes van verre sterrenstelsels worden afgebogen door de verhoogde zonneactiviteit.

Een reis van die lengte zou denkbaar zijn. De gemiddelde vlucht naar Mars duurt ongeveer negen maanden, dus afhankelijk van de timing van de lancering en beschikbare brandstof, het aannemelijk is dat een menselijke missie de planeet kan bereiken en in minder dan twee jaar naar de aarde kan terugkeren, volgens Yuri Shprits, een UCLA-onderzoeksgeofysicus en co-auteur van het artikel.

"Deze studie toont aan dat, hoewel ruimtestraling strikte beperkingen oplegt aan hoe zwaar het ruimtevaartuig kan zijn en het tijdstip van lancering, en het levert technologische problemen op voor menselijke missies naar Mars, zo'n missie is levensvatbaar, " zei Shprits, die tevens hoofd ruimtefysica en ruimteweer is bij GFZ Research Center for Geosciences in Potsdam, Duitsland.

De onderzoekers bevelen een missie aan die niet langer dan vier jaar duurt, omdat een langere reis astronauten zou blootstellen aan een gevaarlijk hoge hoeveelheid straling tijdens de rondreis, zelfs als ze gingen wanneer het relatief veiliger was dan op andere momenten. Ze melden ook dat het grootste gevaar voor zo'n vlucht deeltjes van buiten ons zonnestelsel zouden zijn.

Shprits en collega's van UCLA, MIT, Het Skolkovo Instituut voor Wetenschap en Technologie in Moskou en GFZ Potsdam combineerden geofysische modellen van deeltjesstraling voor een zonnecyclus met modellen voor hoe straling zowel menselijke passagiers zou beïnvloeden - inclusief de verschillende effecten op verschillende lichaamsorganen - als een ruimtevaartuig. De modellering stelde vast dat het hebben van een schaal van een ruimtevaartuig gebouwd uit een relatief dik materiaal astronauten zou kunnen beschermen tegen straling, maar dat als de afscherming te dik is, het zou zelfs de hoeveelheid secundaire straling waaraan ze worden blootgesteld kunnen verhogen.

De twee belangrijkste soorten gevaarlijke straling in de ruimte zijn zonne-energetische deeltjes en galactische kosmische straling; de intensiteit van elk hangt af van de zonneactiviteit. De activiteit van galactische kosmische straling is het laagst binnen zes tot twaalf maanden na de piek van zonneactiviteit, terwijl de intensiteit van zonne-energetische deeltjes het grootst is tijdens het zonnemaximum, zei Shprits.