Strålingsshowstopperen til Mars-udforskning

En astronaut på en mission til Mars kunne modtage strålingsdoser, der er op til 700 gange højere end på vores planet - en vigtig stopper for sikker udforskning af vores solsystem. Et hold af europæiske eksperter arbejder sammen med ESA for at beskytte sundheden for fremtidige besætninger på vej til Månen og videre.

Jordens magnetfelt og atmosfære beskytter os mod det konstante bombardement af galaktiske kosmiske stråler - energiske partikler, der rejser tæt på lysets hastighed og trænger ind i menneskekroppen.

Kosmisk stråling kan øge kræftrisikoen under langvarige missioner. Skader på den menneskelige krop strækker sig til hjernen, hjerte og centralnervesystemet og sætter scenen for degenerative sygdomme. En højere procentdel af tidligt debuterende grå stær er blevet rapporteret hos astronauter.

"En dag i rummet svarer til strålingen modtaget på Jorden i et helt år, " forklarer fysiker Marco Durante, der studerer kosmisk stråling på Jorden.

Marco påpeger, at de fleste af ændringerne i astronauternes genekspression menes at være et resultat af strålingseksponering, ifølge den nylige NASAs tvillingeundersøgelse. Denne forskning viste DNA-skader hos astronaut Scott Kelly sammenlignet med hans identiske tvilling og medastronaut Mark Kelly, som blev på jorden.

En anden kilde til rumstråling kommer fra uforudsigelige solpartikelhændelser, der leverer høje doser af stråling på kort tid, fører til "strålesyge", medmindre der træffes beskyttelsesforanstaltninger.

Europas strålingskampklub

"Det egentlige problem er den store usikkerhed omkring risiciene. Vi forstår ikke rumstråling særlig godt, og de langvarige effekter er ukendte, " forklarer Marco, som også er en del af et ESA-hold, der er dannet for at undersøge stråling.

Siden 2015 har dette forum af eksperter giver råd fra områder som rumvidenskab, biologi, epidemiologi, medicin og fysik for at forbedre beskyttelsen mod rumstråling.

"Rumstrålingsforskning er et område, der krydser hele livs- og naturvidenskabsområdet med vigtige anvendelser på Jorden. Forskning på dette område vil fortsat have høj prioritet for ESA, " siger Jennifer Ngo-Anh, ESA's teamleder menneskelig forskning, biologi og fysiske videnskaber.

Mens astronauter ikke betragtes som strålingsarbejdere i alle lande, de udsættes for 200 gange mere stråling på den internationale rumstation end en pilot eller en radiologisygeplejerske.

Stråling er i rumstationens søgelys hver dag. En konsol ved NASAs missionskontrol i Houston, Texas, viser konstant rumvejrinformation.

Hvis et udbrud af rumstråling detekteres, hold på Jorden kan afbryde en rumvandring, instruer astronauter i at flytte til mere afskærmede områder og endda ændre stationens højde for at minimere påvirkningen.

En af de vigtigste anbefalinger fra det aktuelle hold er at udvikle en risikomodel med strålingsdosisgrænserne for besætninger, der rejser ud over den internationale rumstation.

ESA's flyvekirurg og radiolog Ulrich Straube mener, at modellen bør "give information om de risici, der kan forårsage kræft og ikke-cancer sundhedsproblemer for astronauter, der skal til Månen og Mars i aftale med alle rumbureauer."

Nylige data fra ExoMars Trace Gas Orbiter viste, at en astronaut på en seks måneders rejse til den røde planet kunne blive udsat for mindst 60 % af den totale strålingsdosisgrænse, der anbefales for hele deres karriere.

"Som det ser ud i dag, vi kan ikke tage til Mars på grund af stråling. Det ville være umuligt at overholde acceptable dosisgrænser, " minder Marco.

Foranstaltning for at beskytte

ESA er gået sammen med fem partikelacceleratorer i Europa, der kan genskabe kosmisk stråling ved at "skyde" atompartikler til hastigheder, der nærmer sig lysets hastighed. Forskere har bombarderet biologiske celler og materialer med stråling for at forstå, hvordan man bedst beskytter astronauter.

"Forskning betaler sig. Lithium skiller sig ud som et lovende materiale til afskærmning i planetariske missioner, " siger Marco.

ESA har målt strålingsdosis på den internationale rumstation i syv år med passive strålingsdetektorer i DOSIS 3-D eksperimentet. ESA-astronauterne Andreas Mogensen og Thomas Pesquet bar et nyt mobilt dosimeter under deres missioner, der gav dem et øjebliksbillede i realtid af deres eksponering.

Det samme europæiske hold bag denne forskning vil levere strålingsdetektorer til at overvåge hud- og organdoser af de to fantomer, der rejser til Månen ombord på NASAs Orion-rumfartøj.