НАСА-ин план да заштити астронауте Марса од радијације

Мисија Артемис И, која је недавно завршила историјски пробни лет око Месеца, није имала ниједног астронаута на броду - али је имала два веома специјални путници: Хелга и Зохар, пар лажних торза са високим анатомским детаљима, од којих је један носио специјални прслук за заштиту од зрачења за путовање. Њихова мисија? Измерите изложеност зрачењу у дубоком свемиру и утврдите да ли прслук може помоћи у заштити астронаута од невиђених опасности из свемира.

Да бисмо сазнали више о опасности од свемирског зрачења и како заштитити астронауте од њега, разговарали смо са генералним директором компаније која производи прслук, СтемРад, као и пензионисаном НАСА-ином астронауту Скоту Келију, ветерану мисија свемирских станица који је добро познат по својој улози у истраживању астронаута здравље.

Невиђене опасности радијације

Овде на Земљи смо заштићени од опасног зрачења магнетосфером планете. Магнетно поље око Земље задржава зрачење у две области које се називају Ван Аленови појасеви, чинећи га безбедним за нас на површини. Али када астронаути оду даље од ниске Земљине орбите, јер морају да посете Месец (и друге потенцијалне локације у Сунчевом систему, попут Марса), они су изложени опасном зрачењу.

Дугорочно, излагање овом зрачењу — које се састоји од наелектрисаних честица сунца које се називају соларно ветрови, честице избачене при избацивању короналне масе и космички зраци — могу довести до разних здравствених проблеме. Најважније је да изложеност зрачењу повећава вероватноћу да ће неко развити рак или разне дегенеративне болести. Зато НАСА и друге свемирске агенције имају ограничење о томе колико зрачењу астронаут може бити изложен током свог живота.

Искуство изложености астронаутима у орбиталном окружењу као што је Међународна свемирска станица много мање него што би искусили на путовању на Месец, али је и даље довољно да утиче на посаду. „Понекад можете да видите космичке зраке како ударају у вашу очну јабучицу, и схватите да је то радијација и такође пролази кроз ваше тело као и ваше очи“, рекао је Скот Кели, који је служио у више мисија на Међународној свемирској станици (ИСС). "Дакле, то је нешто чега сте свесни."

Одлазак изван магнетосфере

Са НАСА-иним плановима да пошаље људе назад на Месец и да на крају пошаље мисију са посадом на Марс, питање изложености радијацији представља велику забринутост. Претходне мисије на Месец у оквиру програма Аполо трајале су само неколико дана, а астронаути су срећан што нисам доживео никакве догађаје соларних честица које су подигле нивое радијације у то време далеко. Али за мисије које трају недељама или чак месецима, потребно нам је решење за заштиту астронаута од радијације.

Ту долази АстроРад прслук. Направљен од полимерног материјала богатог водоником, прслук покрива карлицу и торзо, штитећи најугроженије органе од сунчевог зрачења. Може изгледати изненађујуће да се заштита од зрачења може применити само на одређене делове тела, и Извршни директор СтемРада Орен Милстеин рекао је да су многи од оних у свемирској индустрији којима је представио идеју били изненађени такође. Али заштита целог тела била би невероватно гломазна, а најбоља заштита би била нешто што би астронаути могли да носе и још увек раде свој посао.

Уместо приступа на све или ништа, селективна заштита може уравнотежити ефикасност и практичност. Ако можете да заштитите неке од најрањивијих органа, као што су плућа или ткиво дојке, можете помоћи да људи буду безбедни, а да их претерано не оптерећујете.

Концептуализација кумулативних ризика

Као људи, често смо више навикли да размишљамо о ризику у смислу непосредне опасности него о кумулативном процесу. Размислите о разлици између страха од летења и начина на који размишљамо о дугорочним здравственим опасностима попут пушења. А када је у питању свемир, природно је размишљати о опасностима у смислу отказивања ракета или експлозије свемирских летелица, а теже је замислити како изгледа кумулативна изложеност радијацији.

Један од кључних начина да се смањи кумулативно излагање је да се направи заштита која је довољно добра да пружи одређену заштиту, али и, од виталног значаја, довољно удобна да ће је астронаути носити. „Желимо нешто што не само да би вас заштитило, већ би било нешто што бисте желели да носите“, рекла је Кели. Он је члан саветодавног одбора СтемРад-а и има посебно разумевање здравствених проблема са којима се суочавају астронаути док је био део НАСА-ина револуционарна студија близанаца о ефектима свемирских летова на људско тело.

Прслук штити делове тела док и даље омогућава слободно кретање. И може бити ефикасан чак и ако се носи само повремено, као што је Милстеин истакао: „Није све или ништа у смислу трајања употребе. Производ можете користити само 70 посто времена и он ће и даље бити веома користан. Можете га скинути да бисте се истуширали или радили напорне активности попут вежбања. Јер радијација је кумулативна ствар.”

Важност ергономије

Да би прслук био практичан у свемирским летовима, астронаути морају бити у могућности да се слободно крећу док га носе. АстроРад је на ИСС тестирало пет астронаута који су га носили даноноћно док су обављали своје редовне дужности, како би видели да ли им омета кретање.

"За многе виталне ствари попут јела и спавања - ствари које одузимају много времена - прслук је био у реду", рекао је Милстеин. Међутим, прслук је ометао одређене покрете као што је подизање руку изнад главе, што је отежавало задатке попут истовара теретног возила.

„Истовар теретног возила је изазован јер све плута“, рекла је Кели. „Када извадите гомилу ствари из торбе и отворите торбу и сви почну да лебде и морате да управљате тим, постаје изазов.” Рекао је да је изазов био углавном ментални, јер захтева да астронаути буду изузетно опрезни и методички. Али свако ометање кретања ће отежати ионако тежак задатак.

„Микрогравитација отежава скоро све“, рекла је Кели.

Да би прслук био што флексибилнији без жртвовања заштите, направљен је од хиљада шестоуглова различите дубине који су уграђени у мрежу. Ово омогућава одређеним областима да имају дебљу заштиту од других (као што је већа заштита над плућима) док су и даље довољно флексибилне да омогуће кретање. Прслук тренутно долази у две величине, за мушко и женско тело, али постоје планови за модуларни систем који би омогућио да прслук постане краћи или дужи за смештај више различитих величина тела.

Тестирање заштите у стварном сценарију

Тестови обављени на АстроРаду на ИСС-у требало је да разумеју удобност и пристајање прслука за астронауте, али нису проценили количину зрачења која је била блокирана. За то, најбољи начин да тестирате ефикасност прслука је да га видите у ситуацији која је упоредива са правом мисијом посаде.

Зато је мисија Артемис И, која је била без посаде, укључивала две лутке Хелга и Зохар које су у облику торза и испуњене детекторима. Два торза су дизајнирана да детектују долазне честице зрачења, а један ће носити прслук тако да ће тимови моћи да виде колико је прслук ефикасан у заустављању овог зрачења. Током 25-дневног лета од Земље око Месеца и назад, они ће бити изложени истом радијационом окружењу као што ће астронаути бити у будућим мисијама.

„Први пут икада, моћи ћемо да квантификујемо дозу зрачења и продирање зрачења у тело у дубоком свемиру - нешто што никада није урађено. И у исто време потврдити потенцијалну противмеру“, рекао је Милстеин. „То ће бити ризница података о људској подложности зрачењу на нивоу органа у дубоком свемиру.

Фокус АстроРада је на заштити од јонизујућег зрачења јер је оно најопасније по здравље људи. Али овај тест ће такође показати да ли је прслук ефикасан у заустављању друге врсте зрачења, зване галактички космички зраци. Ово позадинско зрачење је тешко блокирати, тако да ће корист вероватно бити само мала, али све су то корисни подаци за будуће мере заштите.

Психологија управљања ризиком

Истраживање свемира увек долази са одређеним степеном ризика, а астронаути су научени да ову стварност поделе као део свог посла. „Обучени сте да се фокусирате на свој посао и ствари које можете да контролишете, а игноришете све остало“, објаснила је Кели. "Свесни сте ризика, али не дозвољавате да вас онеспособи."

Радијација је само један од многих ризика са којима се астронаути суочавају. Међутим, за разлику од непосредних ризика попут неуспеха лансирања, зрачење је „овај непознати ризик“, рекао је Кели. "То је дуготрајни ризик којем се излажете до краја живота."

Свемирске агенције имају моралну обавезу да своје астронауте чувају што је могуће више безбедно, како у погледу непосредних ризика тако иу смислу дугорочних утицаја на здравље. За мисије Артемис на Месец и за будућа истраживања посаде даље, заштита од зрачења ће бити важан део тога.

За Келија, кључ његовог приступа управљању ризицима је равнотежа, која укључује ублажавање оних ризика са којима се може носити и руковање онима који се не могу. „Ми га чинимо сигурнијим колико год можемо у разумном року“, рекао је он. „Ако желите да ствари буду 100% безбедне, никада не бисте изашли из куће.

Препоруке уредника

• НАСА обнавља контакт са хеликоптером на Марсу после девет недеља тишине
• НАСА волонтери ће живети у симулираном станишту Марса читаву годину
• Како гледати двојицу америчких астронаута у шетњи свемиром на ИСС-у у петак
• НАСА је изгубила контакт са хеликоптером Марс Ингенуити недељу дана - али сада је у реду
• НАСА-ини јунски савети за посматрање неба укључују Марс у кошници