Dalam kekosongan ruang yang luas, dua bentuk astronot menular radiasi: sinar kosmik zip melalui galaksi pada kelajuan cahaya dekat, sementara aktiviti solar menghasilkan bentuk radiasi yang lebih rendah. Kedua-duanya adalah masalah untuk pengembara ruang, menyebabkan keadaan mulai dari penglihatan yang cacat menjadi kanser.
Radiasi ini tidak menjadi masalah di Bumi kerana terima kasih kepada atmosfera planet yang menghalangnya. Tetapi jurutera masih tidak mempunyai kaedah yang berkesan untuk melindungi angkasawan dari bahaya ini, dan itu menambah risiko tambahan kepada rancangan yang sudah berisiko untuk menghantar manusia ke Mars dalam perjalanan tiga tahun menjelang 2030an.
"Mungkin ada risiko peringkat misi yang secara misi meletakkan misi secara berisiko-keseluruhan misi, bukan hanya angkasawan individu-jika satu atau lebih kru tidak berupaya, " kata ahli radiasi Ron Turner, penasihat sains kanan di Institut NASA Konsep Lanjutan di Atlanta yang mengkaji strategi pengurusan risiko untuk misi angkasa manusia. "Adalah penting bahawa kita dapat memperoleh data tersebut dalam tempoh sepuluh tahun yang akan datang supaya kita dapat membuat perancangan yang berhemat untuk misi Mars masa depan."
Matahari sentiasa menumpahkan zarah energik melalui angin matahari. Dan paras zarah-zarah ini naik dan turun semasa kitaran matahari 22 tahun matahari. Ribut solar juga boleh melontarkan gumpalan besar zarah yang dikenakan ke angkasa, dengan puncak 11 tahun menghasilkan aktiviti yang paling. Radiasi yang berkuasa bukan sahaja boleh meningkatkan risiko kanser jangka panjang tetapi juga menyebabkan masalah segera seperti muntah, masalah keletihan dan penglihatan.
Seperti aktiviti solar, sinaran kosmik mempunyai potensi untuk menyebabkan kanser. Zarah tinggi, zarah halaju tinggi ini berasal dari luar sistem suria dan boleh merosakkan sel-sel manusia dengan teruk. Tidak seperti radiasi dari matahari, sinar kosmik juga boleh mencetuskan kesan degeneratif jangka panjang di ruang angkasa, termasuk penyakit jantung, mengurangkan keberkesanan sistem imun dan gejala neurologi yang menyerupai Alzheimer.
Tanpa atmosfera bumi untuk melindungi mereka, angkasawan di Papan Angkasa Antarabangsa sudah perlu menangani bahaya radiasi ini. Mereka boleh mencari tempat perlindungan di bahagian kapal yang lebih terlindung ketika matahari melepaskan radiasi pecah berkuasa tinggi. Tetapi mengelakkan serangan berterusan, mantap sinaran kosmik memberikan cabaran yang lebih besar. Dan tidak ada seorang pun di ISS yang belum mengalami bahaya radiasi penuh yang akan dilihat pada misi tiga tahun ke Marikh dan belakang; jumlah maksimum masa yang dibelanjakan oleh sesiapa di stesen angkasa adalah 14 bulan.
Badan kapal yang tebal boleh membantu menghalang sinar kosmik yang rendah tenaga, tetapi mana-mana sinar bertenaga tinggi boleh melaluinya, nota Turner. Tambahan pula, menggandakan ketebalan nominal kapal kapal angkasa hanya mengurangkan ancaman kepada angkasawan oleh kira-kira 10 peratus, nombor yang bergantung kepada sifat kedua-dua sinar dan perisai. Perisai tambahan itu juga menambah berat badan ke kapal angkasa, mengehadkan apa yang boleh ditumpukan kepada bekalan untuk sains dan kelangsungan hidup.
Turner mengatakan cara terbaik untuk mengurangkan bahaya dari sinaran kosmik tidak akan datang dari perisai. Sebaliknya, beliau berpendapat penyelesaiannya akan datang daripada mengurangkan masa perjalanan angkasawan ke dan dari dunia lain. Sekali manusia menyentuh di Marikh, sebahagian besar planet ini akan memberi perlindungan yang ketara, mengurangkan jumlah radiasi yang dapat menyebabkannya. Sementara suasana tipis Mars tidak akan memberikan perisai yang sama seperti lapisan gas tebal Bumi, ia juga akan mengurangkan sinar kosmik yang mencapai penjelajah di permukaan.
Untuk memahami bagaimana sinar kosmik akan mempengaruhi penjelajah manusia, para saintis perlu terlebih dahulu mengukur sifat-sifat medan magnet matahari pada masa yang tertentu. "Lebih baik kita mengetahui persekitaran sinar kosmik galaksi yang kita menghantar angkasawan kita ke dalam, lebih baik kita boleh merancang misi dan memahami kesan misi ke angkasawan, " kata Turner. Dengan maklumat itu, penyelidik mungkin dapat meramalkan kesan radiasi kosmik setahun atau dua sebelum pelancaran misi, membolehkan perancangan yang lebih baik untuk cuaca ruang tertentu. Itu akan menjadi seperti mengetahui jika badai menghampiri di Bumi adalah badai atau ribut petir; maklumat itu dapat membantu apabila menyusun langkah perlindungan.
Para saintis sekarang memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang apa sinar kosmik kelihatan di luar perisai pelindung matahari dengan menggunakan data yang dikumpulkan oleh kapal angkasa Voyager 1, yang meninggalkan sistem suria pada tahun 2012. Ini akan membantu mereka memahami dengan lebih baik bagaimana perubahan aktiviti solar mempengaruhi sinaran.
Di dalam heliosfera, sistem solar sebahagiannya dilindungi dari sinar kosmik. (Walt Feimer / Makmal Konsep Imej GSFC NASA) Voyager 1 "adalah satu-satunya instrumen yang telah dibuat oleh manusia yang telah berjaya masuk ke dalam interstellar medium, satu bahagian di mana kita berada di luar pengaruh medan magnet suria, " kata Ilias Cholis, penyelidik pasca doktoral di Johns Hopkins University di Maryland.
Walaupun Voyager 1 menguji radiasi kosmik di luar jangkauan matahari, instrumen-instrumen seperti Payload untuk Eksplorasi Antimatter dan Astrophysics Gelombang Mikro (PAMELA) dan Alpha Spectrometer Magnet (AMS) di atas sampel ISS dari solar sistem. Membandingkan ukuran dari setiap sumber ini membantu Cholis dan penyelidik lain untuk memahami bagaimana aktiviti matahari telah mengubah radiasi berbahaya pada masa lalu, dan bagaimana ia dapat mengubah radiasi pada kitaran solar yang akan datang. Bersama-sama, kapal angkasa dan instrumen ini meningkatkan jumlah maklumat mengenai sinar kosmik, dan ini hanya akan bertambah seiring dengan berjalannya waktu.
Sebagai contoh, Cholis dan rakan-rakannya baru-baru menggunakan data baru dari Voyager 1 untuk mengubahsuai formula yang ada yang menggambarkan bagaimana medan magnet matahari mempengaruhi cahaya kosmik. Banyak sinaran kosmik berasal dari supernovas-letupan bintang besar yang menghantar zarah yang dikenakan ke luar. Tidak seperti cahaya dari ledakan, bahan energik tidak bergerak dalam garis lurus tetapi sebaliknya melepaskan gas dan habuk di angkasa dengan apa yang disebut Cholis sebagai "jalan yang sangat zigzag." Itu boleh membuat sukar untuk menentukan di mana sinar kosmik individu datang, terutamanya apabila mereka masuk ke sistem suria.
Dengan melangkah keluar dari pengaruh matahari, Cholis dan rakan-rakannya berharap dapat melakukan pekerjaan yang lebih baik untuk mengenal pasti sumber dan sifat sinar. Bukan sahaja ini dapat membantu mereka mengetahui lebih lanjut tentang mana zarah-zarah energetik berasal, tetapi ia juga dapat meningkatkan pemahaman tentang kesannya pada manusia, terutama yang bergerak di angkasa.
Radiasi adalah "risiko yang perlu kita pelajari lebih lanjut mengenai dekad yang akan datang supaya kita boleh melakukan mitigasi yang betul, jadi kita boleh melakukan yang terbaik untuk para angkasawan yang akan meletakkan nyawa mereka berisiko untuk beberapa ancaman yang berbeza "Kata Turner, tetapi penyelesaian yang optimum mungkin adalah yang sekarang, seolah-olah menjadi semakin cepat dan menghindari radiasi sebanyak mungkin. Dia berkata, " The best for the buck adalah propulsi maju, tidak melindungi. "
