НАСА объясняет: Как защитить астронавтов от радиации при полетах на Марс?

С выходом долгожданного фильма «Затерянные на Марсе», который вращается вокруг драматической борьбы за выживание астронавта Марка Уотни, который, как сообщается, после страшного шторма был убит своими товарищами по миссии и брошен на марсианской земле - это не удивительно. Странно, что дискуссии о том, как будут выглядеть будущие миссии на Красную планету, вернулись на повестку дня.

В художественном фильме персонаж сталкивается с бесчисленными проблемами, такими как необходимость справиться с нехваткой ресурсов и найти способ отправить сигнал на Землю, чтобы все знали, что он все еще жив. Кроме того, одной из тем, затронутых в фильме, является проблема космического излучения, которое может угрожать жизни космонавтов во время их поездки и после их прибытия на Марс, и это как раз одна из главных задач НАСА.

Что такое космическое излучение?

Согласно космическому агентству, в основном космическое излучение состоит из субатомных частиц, которые заряжены энергией и могут проходить через кожу и повреждать клетки и воздействовать на ДНК. Проблема в том, что нанесенный ущерб может привести к более высокому риску развития рака в течение жизни.

Кроме того, если облучение во время полета очень велико, астронавты могут страдать от острой лучевой интоксикации, что приводит к таким симптомам, как тошнота, желудочно-кишечные расстройства, головокружение, головная боль, потеря сознания, неврологические проблемы и даже смерть.

Солнечная активность

Согласно НАСА, во время поездки на Марс необходимо будет защитить астронавтов от двух источников космического излучения, одним из которых является Солнце. Как вы знаете, наша звезда выбрасывает постоянный поток частиц в космос посредством взрывов, выбросов корональная масса и солнечные вспышки.

Однако, хотя большая часть высвобождаемого материала состоит из протонов - частиц с низкой энергией, которые почти всегда блокируются собственной структурой космического корабля - это может влиять на излучение, присутствующее в космосе. Поэтому для ученых очень важно понимать динамику поведения Солнца, чтобы лучше планировать миссии.

Галактические лучи

Другим источником излучения являются космические лучи - и они создают больше проблем. Они состоят из высокоэнергичных частиц других звезд Млечного Пути и даже из других галактик, которые, помимо путешествий со скоростью света, чрезвычайно проникают.

Космические лучи могут влиять на структуру поверхностей, которых они достигают, позволяя большому потоку атомных частиц проходить через металлические стены космических кораблей, транспортных средств, окружающей среды, одежды астронавтов и так далее. И этот вид излучения - известный как «вторичное излучение» - может достигать очень опасных уровней.

Незащищенный в космосе

Нам, землянам, очень повезло, потому что наша планета окружена магнитосферой - слоем, который действует как естественный щит, который удерживает большинство высокоэнергетических частиц от достижения поверхности. Кроме того, мы также полагаемся на атмосферу, которая поглощает большинство частиц, которые могут пересекать магнитосферу.

Однако, когда астронавты уходят с Земли, защита заканчивается! Не говоря уже о том, что у бедного Марса нет такого магнитного щита, как у нас, чтобы блокировать проникновение космических частиц. Кроме того, его атмосфера гораздо менее плотная, чем у нас, и это означает, что астронавты не будут иметь много естественной защиты, как только они достигнут Красной планеты.

проблемы

Согласно НАСА, одна из трудностей состоит в том, что для того, чтобы блокировать вторичное излучение, космическое агентство должно было бы увеличить объем материалов, которые покрывают космический аппарат, что могло бы означать резкое увеличение веса ракет и, следовательно, расход топлива и стоимость миссий. Альтернативно, НАСА должно было бы сломать голову и разработать более эффективные способы остановить космические лучи.

Таким образом, у космического агентства есть несколько групп ученых, усердно работающих над поиском эффективных альтернатив для защиты космонавтов в будущих полетах на Марс. Среди предложений - использование элементов с размерами, аналогичными размерам атомных частиц для блокировки их прохождения, таких как вода и пластик.

Инженеры могли бы перерабатывать отходы астронавтов и хранить их в пластиковых контейнерах, которые будут использоваться в качестве щита на космическом корабле. Кроме того, вода, необходимая для поездки, могла храниться в стратегически важных местах, и экипаж мог пополнять потребляемую жидкость оборотной водой, используемой системами охлаждения скафандра.

Новые возможности

НАСА работает над созданием материала на основе углеродных, борных и азотных нанотрубок. Эти структуры основаны на проникновении водорода в пустоты между крошечными трубками, которые работают с превосходным экраном. Ученым даже удалось создать из этого материала гибкие нити, а это значит, что его также можно вплетать в ткани скафандров.

Кроме того, космическое агентство не исключает возможности разработки гаджетов, которые создают «переносные» магнитные поля, которые могут создать защитный слой вокруг космического корабля, транспортных средств и даже модулей, которые обеспечат укрытие на Марсе. Другая возможность, пусть и отдаленная, будет производством лекарств, которые устранят некоторые последствия радиационного воздействия.

***

Как вы уже видели, ученые НАСА стремятся найти способы сделать путешествие на Марс жизнеспособным. И, как отметил один из исследователей агентства, радиационная проблема, скорее всего, решается с помощью комбинации технологий - уже используемых, разработанных и даже невообразимых.