Rencana NASA untuk melindungi astronot Mars dari radiasi

Misi Artemis I, yang baru-baru ini menyelesaikan uji penerbangan bersejarah mengelilingi bulan, tidak memiliki astronot di dalamnya - tetapi memiliki dua penumpang khusus: Helga dan Zohar, sepasang torso tiruan dengan anatomi yang sangat detail, salah satunya mengenakan rompi pelindung radiasi khusus untuk perjalanan. Misi mereka? Ukur paparan radiasi di luar angkasa dan tentukan apakah rompi dapat membantu melindungi astronot dari bahaya luar angkasa yang tak terlihat.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang ancaman radiasi luar angkasa dan cara melindungi astronot darinya, kami berbicara dengan CEO perusahaan yang membuat rompi tersebut, StemRad, serta pensiunan astronot NASA Scott Kelly, seorang veteran misi stasiun ruang angkasa yang terkenal karena perannya dalam penelitian astronot kesehatan.

Bahaya radiasi yang tidak terlihat

Di Bumi ini, kita dilindungi dari radiasi berbahaya oleh magnetosfer planet. Medan magnet di sekitar Bumi menjebak radiasi ke dalam dua area yang disebut sabuk Van Allen, membuatnya aman bagi kita di permukaan. Tetapi ketika astronot melampaui orbit Bumi yang rendah, karena mereka harus mengunjungi bulan (dan lokasi potensial lainnya di tata surya, seperti Mars), mereka terpapar radiasi berbahaya.

Dalam jangka panjang, paparan radiasi ini — yang terdiri dari partikel bermuatan dari matahari disebut surya angin, partikel yang terlontar dalam lontaran massa koronal, dan sinar kosmik — dapat menyebabkan berbagai gangguan kesehatan masalah. Yang paling signifikan, paparan radiasi meningkatkan kemungkinan seseorang terkena kanker atau berbagai penyakit degeneratif. Itulah mengapa NASA dan badan antariksa lainnya memiliki batasan berapa banyak radiasi yang dapat terpapar oleh astronot selama hidup mereka.

Eksposur pengalaman astronot di lingkungan orbit seperti Stasiun Luar Angkasa Internasional jauh lebih sedikit daripada yang akan mereka alami dalam perjalanan ke bulan, tetapi itu masih cukup untuk memengaruhi kru. “Kadang-kadang Anda dapat melihat sinar kosmik mengenai bola mata Anda, dan Anda menyadari bahwa itu adalah radiasi dan juga melewatinya. tubuh Anda serta mata Anda,” kata Scott Kelly, yang telah melayani banyak misi di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS). "Jadi itu adalah sesuatu yang kamu sadari."

Menjelajah di luar magnetosfer

Dengan rencana NASA untuk mengirim manusia kembali ke bulan dan akhirnya mengirim misi berawak ke Mars, masalah paparan radiasi menjadi perhatian besar. Misi sebelumnya ke bulan di bawah program Apollo hanya berlangsung beberapa hari, dan para astronot pun demikian beruntung tidak mengalami peristiwa partikel matahari yang meningkatkan tingkat radiasi pada saat itu jauh. Namun untuk misi yang berlangsung selama berminggu-minggu bahkan berbulan-bulan, kami membutuhkan solusi untuk melindungi astronot dari radiasi.

Di situlah rompi AstroRad masuk. Terbuat dari bahan polimer kaya hidrogen, rompi menutupi panggul dan dada, melindungi organ yang paling rentan dari radiasi matahari. Tampaknya mengejutkan bahwa proteksi radiasi hanya dapat diterapkan pada bagian tubuh tertentu, dan CEO StemRad Oren Milstein mengatakan banyak dari mereka yang berada di industri luar angkasa yang dia ajukan idenya terkejut juga. Tetapi perlindungan seluruh tubuh akan sangat merepotkan, dan perlindungan terbaik adalah sesuatu yang benar-benar dapat dipakai astronot dan tetap melakukan pekerjaannya.

Daripada pendekatan semua atau tidak sama sekali, perlindungan selektif dapat menyeimbangkan keefektifan dan kepraktisan. Jika Anda dapat melindungi beberapa organ yang paling rentan, seperti paru-paru atau jaringan payudara, Anda dapat membantu menjaga orang tetap aman tanpa membebani mereka secara berlebihan.

Konseptualisasi risiko kumulatif

Sebagai manusia, kita sering kali lebih terbiasa memikirkan risiko dalam konteks bahaya langsung daripada proses kumulatif. Pikirkan tentang perbedaan antara rasa takut terbang versus cara kita berpikir tentang bahaya kesehatan jangka panjang seperti merokok. Dan ketika berbicara tentang luar angkasa, wajar untuk memikirkan bahaya dalam hal kegagalan roket atau ledakan pesawat ruang angkasa, dan lebih sulit untuk membayangkan seperti apa paparan radiasi kumulatif itu.

Salah satu cara utama untuk mengurangi paparan kumulatif adalah dengan membuat perlindungan yang cukup baik untuk menawarkan beberapa perlindungan tetapi juga, yang terpenting, cukup nyaman untuk dikenakan oleh astronot. “Kami menginginkan sesuatu yang tidak hanya melindungi Anda, tetapi juga sesuatu yang ingin Anda kenakan,” kata Kelly. Dia adalah anggota dewan penasehat StemRad dan memiliki pemahaman khusus tentang masalah kesehatan yang dihadapi astronot karena dia adalah bagian dari Studi kembar NASA yang inovatif tentang efek penerbangan luar angkasa pada tubuh manusia.

Rompi melindungi bagian tubuh sambil tetap memungkinkan gerakan bebas. Dan itu bisa efektif meskipun hanya dipakai beberapa waktu, seperti yang ditunjukkan Milstein: “Tidak semuanya atau tidak sama sekali dalam hal durasi penggunaan. Anda dapat menggunakan produk hanya 70 persen dari waktu dan masih akan sangat bermanfaat. Anda bisa melepasnya untuk mandi atau melakukan aktivitas berat seperti berolahraga. Karena radiasi adalah hal yang kumulatif.”

Pentingnya ergonomi

Agar rompi praktis dalam penerbangan luar angkasa, astronot harus dapat bergerak bebas saat mengenakannya. AstroRad telah diuji di ISS oleh lima astronot yang memakainya siang dan malam saat melakukan tugas rutin mereka, untuk melihat apakah itu mengganggu pergerakan mereka.

“Untuk banyak hal penting seperti makan dan tidur – hal-hal yang menghabiskan banyak waktu – rompinya baik-baik saja,” kata Milstein. Namun, rompi tersebut menghalangi gerakan tertentu seperti mengangkat lengan mereka ke atas kepala, yang membuat tugas seperti menurunkan kendaraan kargo menjadi lebih sulit.

“Membongkar kendaraan kargo itu menantang karena semuanya mengapung,” kata Kelly. “Saat Anda mengeluarkan banyak barang dari tas dan Anda membuka tas dan semuanya mulai hanyut dan Anda harus mengaturnya, itu menjadi sebuah tantangan.” Dia mengatakan sebagian besar tantangannya adalah mental, karena membutuhkan astronot untuk sangat berhati-hati dan metodis. Tetapi setiap pelampiasan gerakan akan membuat tugas yang sudah sulit menjadi lebih sulit.

"Mikrogravitasi membuat segalanya lebih sulit untuk dilakukan," kata Kelly.

Untuk membuat rompi sefleksibel mungkin tanpa mengorbankan perlindungan, rompi ini dibuat dari ribuan segi enam dengan kedalaman bervariasi yang dipasang menjadi jaring. Hal ini memungkinkan area tertentu memiliki perlindungan yang lebih tebal daripada yang lain (seperti perlindungan lebih terhadap paru-paru) sambil tetap cukup fleksibel untuk memungkinkan pergerakan. Rompi saat ini hadir dalam dua ukuran, untuk pria dan wanita, tetapi ada rencana untuk modular sistem yang memungkinkan rompi menjadi lebih pendek atau lebih panjang untuk mengakomodasi ukuran yang lebih berbeda tubuh.

Menguji perlindungan dalam skenario dunia nyata

Tes yang dilakukan di AstroRad di ISS adalah untuk memahami kenyamanan dan kesesuaian rompi untuk astronot, tetapi mereka tidak menilai jumlah radiasi yang diblokir. Untuk itu, cara terbaik untuk menguji keefektifan rompi tersebut adalah dengan melihatnya dalam situasi yang sebanding dengan misi berawak yang sebenarnya.

Itu sebabnya misi Artemis I, yang tanpa awak, menyertakan dua boneka Helga dan Zohar yang berbentuk batang tubuh dan diisi dengan detektor. Kedua torso dirancang untuk mendeteksi partikel radiasi yang masuk, dan salah satunya akan mengenakan rompi sehingga tim dapat melihat seberapa efektif rompi tersebut dalam menghentikan radiasi ini. Selama 25 hari penerbangan dari Bumi mengelilingi bulan dan kembali, mereka akan terpapar ke lingkungan radiasi yang sama dengan astronot dalam misi mendatang.

“Untuk pertama kalinya, kami akan dapat mengukur dosis radiasi dan penetrasi radiasi ke dalam tubuh di luar angkasa — sesuatu yang belum pernah dilakukan. Dan pada saat yang sama, memvalidasi tindakan pencegahan potensial,” kata Milstein. “Ini akan menjadi harta karun data tentang kerentanan manusia terhadap radiasi pada tingkat organ di luar angkasa.”

Fokus AstroRad adalah melindungi dari radiasi pengion karena ini paling berbahaya bagi kesehatan manusia. Tapi tes ini juga akan menunjukkan apakah rompi efektif menghentikan jenis radiasi lain, yang disebut sinar kosmik galaksi. Radiasi latar belakang ini sulit untuk diblokir, jadi manfaatnya kemungkinan kecil, tetapi itu semua data yang berguna untuk tindakan perlindungan di masa mendatang.

Psikologi manajemen risiko

Menjelajahi ruang angkasa selalu memiliki risiko tertentu, dan para astronot diajari untuk mengkotak-kotakkan realitas ini sebagai bagian dari pekerjaan mereka. “Anda dilatih untuk fokus pada pekerjaan Anda dan hal-hal yang dapat Anda kendalikan, dan mengabaikan yang lainnya,” jelas Kelly. “Anda menyadari risikonya tetapi Anda tidak membiarkannya melumpuhkan Anda.”

Radiasi hanyalah salah satu dari banyak risiko yang dihadapi astronot. Namun, tidak seperti risiko langsung seperti kegagalan peluncuran, radiasi adalah "risiko yang tidak diketahui ini," kata Kelly. "Ini adalah risiko yang tersisa yang Anda hadapi selama sisa hidup Anda."

Ada kewajiban moral bagi badan antariksa untuk menjaga astronot mereka seaman mungkin baik dari segi risiko langsung maupun dampak kesehatan jangka panjang. Untuk misi Artemis ke bulan dan untuk eksplorasi berawak di masa depan lebih jauh, proteksi radiasi akan menjadi bagian penting dari itu.

Bagi Kelly, kunci pendekatannya terhadap manajemen risiko adalah keseimbangan, yang melibatkan pengurangan risiko yang dapat ditangani dan penanganan yang tidak dapat dilakukan. "Kami membuatnya seaman mungkin dengan alasan yang masuk akal," katanya. “Jika Anda ingin semuanya 100% aman, Anda tidak akan pernah meninggalkan rumah Anda.”

Rekomendasi Editor

• NASA memulihkan kontak dengan helikopter Mars setelah sembilan minggu hening
• Relawan NASA akan tinggal di habitat Mars yang disimulasikan selama satu tahun penuh
• Cara menonton dua astronot AS di luar angkasa di ISS pada hari Jumat
• NASA kehilangan kontak dengan helikopter Mars Ingenuity selama seminggu - tapi sekarang tidak apa-apa
• Kiat pengamatan langit NASA bulan Juni termasuk Mars di Sarang Lebah