Maximum 4 évre nyúlhat egy marsutazás

 

A hivatalnokok már most elkezdhetik a készülődést a marsi vízumok kiadására: egy új kutatás eredményei szerint maximum 4 évig tarthat az oda-vissza út, ha nem akarjuk, hogy a sugárzás jelentősen lerövidítse az utas életét.

A földi élet a magnetoszféránk és a légkörünk védelmében fejlődött, ezek nélkül a Napból és a világűrből érkező sugárzás könnyen végzetes hatásúvá válna. Egy orosz–amerikai kutatócsoport azt számította ki, hogy mikor érdemes útnak indítani egy emberekkel teli űrhajót a Marsra ahhoz, hogy a lehető legkevesebb káros sugárzás érje őket, s mennyi időt vehet igénybe egy ilyen utazás különböző védelem mellett.

Azt talán mindannyian tudjuk, hogy a Földet (és a Naprendszer más égitestjeit) érő sugárzás kétféle eredetű lehet: a Napból érkező a naptevékenység maximuma idején a legerősebb, míg a galaktikus eredetű nagyenergiás részecskékből álló kozmikus sugárzás ekkor a legkisebb, hisz a helioszféra ilyenkor jobban visszatartja őket. Naptevékenységi minimum idején a Napból érkező sugárzás kisebb, ám megnő a kozmikus – és ez utóbbi a veszélyesebb az élőlényekre nézve. Emellett a sugárzás az érzékeny elektronikát is károsítja, vagyis magát az űrhajót, az ebben bekövetkező hibák pedig szintén végzetesek lehetnek az utasokra nézve.

Mekkora a sugárveszélye egy adott tevékenységnek a tengerszinten mérhetőhöz képest? Már a hegymászó is kétszeres veszélynek van kitéve, a repülőn utazó 40x, az ISS magasságában utazó 250x, míg egy holdi vagy marsi utazáson résztvevő 700x nagyobb sugárzást kap, mint a felszínről neki integető nagymamája. A kép jobb felén az ember leginkább érintett szerveit jelzi a figura.

A kozmikus részecskék folyamatosan érkeznek, eloszlásuk egyenletes, míg a Napból a napkitörések során kilövellt részecskék időbeli és térbeli eloszlása változó, s nem könnyen előrejelezhető. Azonban a napkitörésekkel érkező részecskeáradat energiája nem olyan nagy, így egy akár 5g/cm2 alumínium védőpajzs képes megakadályozni a sugárzás miatt bekövetkező halált egy-egy napkitörés esetében. A kozmikus részecskék, bár alapértelmezetten jóval kisebb mennyiségben érkeznek a napkitörésekhez viszonyítva, folyamatos, állandó sugárveszélyt jelentenek, ami egy-egy utazás során halmozódik. A galaktikus eredetű részecskék először is nagy kinetikus energiával érkeznek, így igen jó az áthatolási képességük, és könnyen elérik az ember belső szerveit. Emellett az űrhajó védőburkolatán (amely a Napból érkező részecskék ellen jól véd) való áthatolásuk közben számos másodlagos részecske keletkezik, s e másodlagos részecskék az űrhajó belsejében fogják növelni az utasokat érő sugárterhelést.

A helioszféra és a kozmikus részecskék

A különböző űrügynökségeknél más szabályozás vonatkozik arra, hogy az űrhajósok milyen mennyiségű sugárzást kaphatnak az adott aktivitásuk, illetve egész űrhajós karrierjük során. Az oroszok 1Sv egész testben elnyelt sugárzásban határozták meg egy űrhajós egész karrierje idején kapható mennyiséget. A NASA esetében külön értékelik a rákkeltő és egyéb elváltozások lehetőségeit, az előbbi utazásonként változik, továbbá függ az űrhajós életkorától, nemétől; ezt a sugárzási értéket 3%-os halálozási kockázat alatt tartják. 

A kutatócsoport most az oroszok által maximális karrierterhelésként elfogadott 1Sv sugárdózist használta határértékként a modellszámításaikban. A képzeletbeli űrhajó különféle vastagságú alumínium védőburkolatát érő, azon áthatoló, illetve az űrhajóban utazó embert képviselő 17,5 cm sugarú gömb egyes rétegeit (milliméterenkénti felbontásban, így pl. külön a bőrt vagy a vérképző szerveket) elérő sugárzást kiszámolták. A számításokhoz mind a kozmikus részecskék, mind a Napból érkezők esetében korábbi időszakokban mért adatokat alkalmaztak. A kutatók hozzátették, hogy bár most alumíniummal számoltak, a könnyebb elemeket tartalmazó kompozit anyagok javíthatnak a helyzeten azzal, hogy a kozmikus részecskék által létrehozott másodlagos részecskéket jelentősen csökkenthetik. Ezek az anyagok azonban a legideálisabb esetben is maximum egy évvel növelhetik meg a biztonságos űrutazás hosszát.

Végeredményként azt kapták, hogy a burkolat négyzetcentiméterenként 20-30 g vastagságú kell legyen ahhoz, hogy még jól védjen a napkitörésektől, de már ne adjon hozzá túl sok másodlagos részecskét a kozmikus sugárzáshoz. Mivel a kozmikus részecskék hatása a rosszabb, ezért a hosszabb űrutazásokat a naptevékenység maximumához kell időzíteni. A legutóbbi maximum adatai alapján az 1Sv határértéket 3,8 év alatt begyűjtené egy Marsra utazó asztronauta.