NASA planas apsaugoti Marso astronautus nuo radiacijos

„Artemis I“ misija, kuri neseniai baigė istorinį bandomąjį skrydį aplink Mėnulį, neturėjo astronautų, tačiau joje buvo du labai ypatingi keleiviai: Helga ir Zohar, pora labai anatomiškai detalių manekenų, iš kurių vienas dėvėjo specialią nuo spinduliuotės apsaugančią liemenę. kelionė. Jų misija? Išmatuokite radiacijos poveikį gilioje erdvėje ir nustatykite, ar liemenė gali padėti apsaugoti astronautus nuo nematomų kosmoso pavojų.

Norėdami sužinoti daugiau apie kosminės spinduliuotės grėsmę ir kaip nuo jos apsaugoti astronautus, kalbėjomės su liemenę gaminančios įmonės generaliniu direktoriumi, StemRad, taip pat į pensiją išėjusiam NASA astronautui Scottui Kelly, kosminių stočių misijų veteranui, gerai žinomam dėl savo vaidmens astronauto tyrimuose. sveikata.

Neregėti radiacijos pavojai

Čia, Žemėje, mus nuo pavojingos spinduliuotės saugo planetos magnetosfera. Magnetinis laukas aplink Žemę sulaiko spinduliuotę į dvi sritis, vadinamas Van Alleno diržais, todėl paviršiuje jis yra saugus. Tačiau kai astronautai išeina už žemos Žemės orbitos ribų, nes turi aplankyti Mėnulį (ir kitas galimas Saulės sistemos vietas, tokias kaip Marsas), juos veikia pavojinga radiacija.

Ilgainiui šios spinduliuotės, kurią sudaro įkrautos saulės dalelės, vadinamos saulės energija, poveikis vėjai, dalelės, išmetamos vainikinių masių išmetimo metu, ir kosminiai spinduliai – gali sukelti įvairių sveikatos problemų problemų. Svarbiausia, kad radiacijos poveikis padidina tikimybę, kad kas nors susirgs vėžiu ar įvairiomis degeneracinėmis ligomis. Štai kodėl NASA ir kitos kosmoso agentūros nustato, kiek radiacijos astronautas gali patirti per savo gyvenimą.

Astronautai patiria ekspoziciją tokioje orbitinėje aplinkoje kaip Tarptautinė kosminė stotis daug mažiau, nei jie patirtų kelionėje į Mėnulį, bet to vis tiek pakanka, kad paveiktų įgulą. „Kartais matai, kaip į akies obuolį patenka kosminiai spinduliai, ir supranti, kad tai yra spinduliuotė ir ji taip pat praeina. savo kūną ir akis“, – sakė Scottas Kelly, atlikęs ne vieną misiją Tarptautinėje kosminėje stotyje (TKS). "Taigi jūs žinote apie tai."

Iškyla už magnetosferos ribų

Kadangi NASA planuoja grąžinti žmones į Mėnulį ir galiausiai nusiųsti į Marsą su įgula, radiacijos poveikio klausimas kelia didelį susirūpinimą. Ankstesnės misijos į Mėnulį pagal Apollo programą truko vos kelias dienas, o astronautai buvo pasisekė, kad nepatyrė jokių saulės dalelių įvykių, kurie padidino radiacijos lygį tuo metu, kai jie buvo toli. Tačiau misijoms, kurios trunka savaites ar net mėnesius, mums reikia sprendimo, kaip apsaugoti astronautus nuo radiacijos.

Štai kur AstroRad liemenė. Pagaminta iš daug vandenilio turinčios polimerinės medžiagos, liemenė dengia dubenį ir liemenį, apsaugodama pažeidžiamiausius organus nuo saulės spindulių. Gali atrodyti keista, kad radiacinė apsauga gali būti taikoma tik tam tikroms kūno dalims ir „StemRad“ generalinis direktorius Orenas Milsteinas sakė, kad daugelis kosmoso pramonės atstovų, kuriems jis pasiūlė šią idėją, buvo nustebinti taip pat. Tačiau viso kūno apsauga būtų neįtikėtinai sudėtinga, o geriausia apsauga būtų tai, ką astronautai iš tikrųjų galėtų dėvėti ir vis tiek dirbti savo darbą.

Užuot taikęs „viskas arba nieko“, atrankinė apsauga gali suderinti efektyvumą ir praktiškumą. Jei galite apsaugoti kai kuriuos labiausiai pažeidžiamus organus, pvz., plaučius ar krūties audinį, galite padėti apsaugoti žmones, pernelyg neapsunkindami jų.

Sukauptos rizikos samprata

Kaip žmonės, mes dažnai esame įpratę galvoti apie riziką tiesioginio pavojaus prasme, o ne apie kaupiamąjį procesą. Pagalvokite apie skirtumą tarp baimės skristi ir mūsų mąstymo apie ilgalaikius pavojus sveikatai, pavyzdžiui, rūkymą. O kalbant apie kosmosą, natūralu galvoti apie pavojus, kylančius dėl raketų gedimo ar erdvėlaivių sprogimo, ir sunkiau įsivaizduoti, kaip atrodo kaupiamasis radiacijos poveikis.

Vienas iš pagrindinių būdų, kaip sumažinti kaupiamąjį poveikį, yra sukurti apsaugą, kuri būtų pakankamai gera, kad suteiktų tam tikrą apsaugą, bet gyvybiškai svarbi yra pakankamai patogi, kad ją nešiotų astronautai. „Norime kažko, kas ne tik jus apsaugotų, bet ir būtų kažkas, ką norėtumėte dėvėti“, – sakė Kelly. Jis yra StemRad patariamosios tarybos narys ir turi ypatingą supratimą apie sveikatos problemas, su kuriomis susiduria astronautai. NASA novatoriškas dvynių tyrimas apie skrydžio į kosmosą poveikį žmogaus organizmui.

Liemenė apsaugo kūno dalis, tačiau leidžia laisvai judėti. Ir jis gali būti veiksmingas, net jei jis dėvimas tik tam tikrą laiką, kaip pabrėžė Milsteinas: „Tai ne viskas arba nė vienas, kalbant apie naudojimo trukmę. Produktą galite naudoti tik 70 procentų laiko ir jis vis tiek bus labai naudingas. Galite jį nuimti norėdami nusiprausti po dušu arba atlikti sunkią veiklą, pavyzdžiui, mankštintis. Nes radiacija yra kaupiamasis dalykas.

Ergonomikos svarba

Kad liemenė būtų praktiška skrendant į kosmosą, astronautai turi turėti galimybę laisvai judėti ją dėvėdami. „AstroRad“ TKS išbandė penki astronautai, nešioję jį dieną ir naktį, atlikdami įprastas pareigas, norėdami išsiaiškinti, ar tai nesutrikdė jų judėjimo.

„Daugeliui gyvybiškai svarbių dalykų, tokių kaip valgymas ir miegas, kurie užima daug laiko, liemenė buvo tinkama“, – sakė Milsteinas. Tačiau liemenė trukdė atlikti tam tikrus judesius, pavyzdžiui, pakelti rankas virš galvos, o tai apsunkino tokias užduotis kaip krovininės transporto priemonės iškrovimas.

„Iškrauti krovininę transporto priemonę yra sudėtinga, nes viskas plūduriuoja“, - sakė Kelly. „Kai iš maišo ištraukiate krūvą daiktų ir atidarote maišelį, jie visi pradeda plaukti, ir jūs turite tai tvarkyti, tai tampa iššūkiu“. Jis sakė, kad iššūkis dažniausiai buvo psichinis, nes astronautams reikia būti ypač atsargiems metodiškas. Tačiau bet koks judėjimo sutrikimas apsunkins ir taip sunkią užduotį.

„Dėl mikrogravitacijos beveik viską padaryti sunkiau“, - sakė Kelly.

Kad liemenė būtų kuo lankstesnė neprarandant apsaugos, ji pagaminta iš tūkstančių įvairaus gylio šešiakampių, įtaisytų tinkle. Tai leidžia tam tikroms sritims turėti storesnę apsaugą nei kitose (pvz., labiau apsaugoti plaučius), tačiau išlieka pakankamai lanksčios, kad būtų galima judėti. Šiuo metu liemenė yra dviejų dydžių – vyriškam ir moteriškam kūnui, tačiau planuojama ir modulinę sistema, kuri leistų liemenę sutrumpinti arba pailginti, kad tilptų daugiau skirtingų dydžių kūnai.

Apsaugos tikrinimas pagal realų scenarijų

TKS AstroRad atlikti bandymai turėjo suprasti astronautų liemenių patogumą ir tinkamumą, tačiau jie neįvertino užblokuotos spinduliuotės kiekio. Todėl geriausias būdas patikrinti liemenės efektyvumą yra pamatyti ją situacijoje, panašioje į tikrą įgulos misiją.

Štai kodėl „Artemis I“ misija, kuri buvo be įgulos, apėmė du manekenus Helga ir Zohar, kurie yra liemens formos ir užpildyti detektoriais. Du liemeniai skirti aptikti patenkančias radiacijos daleles, o vienas bus dėvėjęs liemenę, todėl komandos galės pamatyti, kaip veiksmingai liemenė stabdo šią spinduliuotę. Per 25 dienas trunkantį skrydį iš Žemės aplink Mėnulį ir atgal jie bus veikiami ta pačia radiacine aplinka, kokia bus astronautai būsimose misijose.

„Pirmą kartą galėsime kiekybiškai įvertinti radiacijos dozę ir spinduliuotės prasiskverbimą į kūną gilioje erdvėje – tai dar niekada nebuvo padaryta. Ir tuo pat metu patvirtinkite galimą atsakomąją priemonę“, – sakė Milsteinas. „Tai bus duomenų apie žmogaus jautrumą radiacijai organų lygmeniu gilioje erdvėje lobis“.

AstroRad pagrindinis dėmesys skiriamas apsaugai nuo jonizuojančiosios spinduliuotės, nes tai yra pavojingiausia žmonių sveikatai. Tačiau šis testas taip pat parodys, ar liemenė veiksmingai stabdo kitos rūšies spinduliuotę, vadinamą galaktikos kosminiais spinduliais. Šią foninę spinduliuotę sunku blokuoti, todėl nauda greičiausiai bus nedidelė, tačiau visa tai yra naudingi duomenys būsimoms apsaugos priemonėms.

Rizikos valdymo psichologija

Kosmoso tyrinėjimas visada yra susijęs su tam tikra rizika, o astronautai yra mokomi suskirstyti šią realybę kaip savo darbo dalį. „Esate išmokytas sutelkti dėmesį į savo darbą ir dalykus, kuriuos galite kontroliuoti, ir nekreipti dėmesio į visa kita“, - paaiškino Kelly. „Jūs žinote apie riziką, bet neleidžiate, kad ji jūsų neveiks.

Radiacija yra tik viena iš daugelio pavojų, su kuriais susiduria astronautai. Tačiau, skirtingai nuo tiesioginių pavojų, tokių kaip paleidimo gedimai, radiacija yra „ši nežinoma rizika“, sakė Kelly. „Tai yra nuolatinė rizika, kuriai keliate save visą likusį gyvenimą.

Kosmoso agentūros yra morališkai įpareigotos kuo labiau apsaugoti savo astronautus tiek dėl tiesioginės rizikos, tiek dėl ilgalaikio poveikio sveikatai. Artemidės misijoms į Mėnulį ir būsimiems įgulos tyrinėjimams toliau, radiacinė apsauga bus svarbi to dalis.

Kelly nuomone, svarbiausias požiūris į rizikos valdymą yra pusiausvyra, kuri apima rizikos, su kuria galima susidoroti, mažinimą ir tų, kurių negalima. „Mes tai darome kuo saugesnį proto ribose“, – sakė jis. „Jei norėtumėte, kad viskas būtų 100% saugi, niekada neišeitumėte iš savo namų.

Redaktorių rekomendacijos

• NASA atkuria ryšį su Marso sraigtasparniu po devynių savaičių tylos
• NASA savanoriai ištisus metus gyvens imituojamoje Marso buveinėje
• Kaip penktadienį stebėti du JAV astronautus, išeinančius į kosmosą TKS
• NASA savaitei prarado ryšį su sraigtasparniu „Mars Ingenuity“, bet dabar viskas gerai
• NASA birželio mėnesio dangaus stebėjimo patarimai apima Marsą avilyje