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人類の宇宙飛行士が深宇宙へと旅をするのは、絶え間ない危険があります。小惑星のように、これらのいくつかは明白で避けられないいくつかのまともなLIDARです。他にはありません。それほど多くないリストの一番上にあるのは宇宙放射線です、NASAは火星に彼らを運んでいる間から探検家を保護するために今や方法で準備ができています。磁気圏を超えた放射環境は生命を助長するものではありません。つまり、宇宙飛行士を防護なしで外に出すことは、彼らを運命に送ることと同じです。
私たちは今から半世紀以上にわたって宇宙飛行士を宇宙に送り出してきましたが、これらの任務の大部分は高度99〜1,200マイルの低地球周回への旅行に限られていました。地球の磁場 - これは何千マイルもの空間を広げる - が、時速100万マイルを超える高エネルギーの太陽の粒子が地球を直撃するのを防ぎます。
宇宙放射線には3つの大きな原因があり、それらはすべてある程度のリスクをはらんでいるため、常に予想または保護することはできません。 1つ目は閉じ込められた放射線です。一部の粒子は地球の磁場によって偏向されません。その代わりに、それらは地球を取り囲む大きな2つの磁気リングのうちの1つに閉じ込められ、Van Allen放射帯の一部として一緒に蓄積します。 NASAはアポロミッションの間にヴァンアレンベルトと争うだけでよい。
2つ目の原因は、銀河系の宇宙放射線（GCR）です。これは、太陽系の外側から発生します。これらのイオン化された原子は基本的に光速で移動しますが、地球の磁場は地球の低い軌道にある惑星や物体をGCRから保護することもできます。
最後の原因は、太陽によって生成された巨大な注入エネルギー粒子である太陽粒子イベントからです。通常、太陽から放射される太陽風（地球に到達するのに約1日かかります）と10分以内に私たちを襲ったこれらのより強い強度のイベントとの間には違いがあります。宇宙飛行士のために潜在的に致命的な量の放射線を生成することに加えて、SPEは時々激しく予測不可能であることができて、NASAの科学者とエンジニアが彼らに対して保護対策を開発することを難しくします。
NASAは、雇用主が従業員にとって許容できるリスクを決定する方法で宇宙放射線を調べます - 彼らは宇宙飛行士が特定の閾値を超えて癌を発症するという職業上のリスクにさらされることはありません。この評価を発展させるために、NASAは乗組員が行く場所、太陽からどれだけ離れているか、その間の太陽サイクルの見え方、どんな種類の船と彼らが遮蔽するかまで、さまざまな要因を調べます。で再作業してください。生物学者のチームは、どんな旅行にどんな生理学的影響があるのかを研究し、コンピュータモデルを使って職業的リスク評価を書き出します。
NASAにとって、許容可能なリスクとは、がんの生涯リスクの3％超過を意味します。
しかし、癌のリスクを軽減することが唯一の問題ではありません。最も一般的な問題は吐き気です。バーフバッグが近くにある宇宙船にいる場合はそれほど悪くありませんが、宇宙散歩に出かけていて嘔吐物を捕らえるための宇宙服があればかなり危険です。人の免疫システムも数日から数週間の間打撃を受けるかもしれません、そしてすべてが死んでそこに感染を捉えるのは当然のことではありません。
今、宇宙飛行士を宇宙放射線から守るために私たちが持っている最大のもの - 特にGCR - は材料の遮蔽です。これはかなりうまく機能しますが、火星行きの船でどのくらいの厚さの遮蔽が必要なのかわかりません。厚すぎると、成層圏への輸送はもちろんのこと、宇宙への船の搬出には法外な費用がかかります。薄すぎると乗組員は苦しんでいます。実際、薄いシールドは実際には二次放射線量を増加させる可能性があります。アルミニウムが最適な素材である理由はここにあります。宇宙線の粒子を分解するのに十分堅牢ですが、宇宙船が効率的に移動するのに十分な光です。
しかし、NASAは宇宙飛行士を月とその逆に - ヴァンアレンベルトを通して - 送ってきました - そして誰も死ななかった。それは私たちがすでに宇宙線全体のことを考え出したことを意味しているのではないでしょうか？
かなりありません。宇宙放射線の影響は被ばくに依存します。宇宙に出ている時間が長いほど、危険にさらされます。アポロミッションは月に到達するのに約3日かかりました。の乗組員 アポロ11号 リフトオフの8日後に帰宅した。火星ミッションの時間枠は、 年 。ロマリンダ大学の宇宙放射線の生理学的効果を専門とする研究者であるGregory Nelsonは、次のように述べています。 「それらのうちの1つはより速くそこに着くでしょう、それであなたはより長く火星の表面に滞在することができます。 500日が経過したら、すぐに戻ってきます。ネルソン氏によると、火星に向かう乗組員は、おそらく1グレイの放射線にさらされることになります。これは、通常の1年分の地球上の放射線被ばくの277倍を超える線量です。
がんを発症したり、致命的な量の放射線にさらされたりするリスクは、その間に指数関数的に上昇します。単純なアルミシールドではうまくいきません。科学者が研究しテストしている新技術がいくつかありますが、それらは役に立ちます。
1つは「アクティブシールド」と呼ばれる概念で、超伝導磁石を通して人工磁場を作ります。残念なことに、ネルソンが言うように、それらの技術は多すぎる力を必要としました。 「それを機能させるには、他にもたくさんの宇宙船と電源を飛ばさなければなりません」と彼は言います。個人または地上車両を保護するために、より小さな磁場を生成することを検討している科学者がいます。しかしNelsonによれば、能動的シールドは「証明されていません」。
「問題は、粒子がすべての方向に同時に来るということです。だから、手を出して太陽の光を遮るだけでは十分ではありません」と彼は言います。
もう一つの考えは実際に生物学的レベル自体で介入することです。現在研究され、テストされている考えは悪い太陽のでき事の後で管理されるかもしれない高濃度の酸化防止剤の使用です。ネルソンは、ビタミンE化合物、またはブルーベリー、イチゴ、または赤ワインに含まれる栄養素の利用について研究しています。国立宇宙生物医学研究所の副主任研究員であるDorit Donovielは、後期癌患者に対する臨床試験を通じて、特定の放射線イベントによる局所的な腫瘍形成を予防できる可能性のある化合物を特定することによって同様のことに取り組んでいます。
残念なことに、これらの研究のほとんどは、ほぼすべての宇宙飛行士を定義する健康でフィットする体格を表していないマウスモデルや人間に依存しています。全体として、ネルソンはこれらの方法は宇宙放射線に見られる大量の荷電粒子のためにこれまでのところ効率が悪いと考えています。生物学的介入がひどい副作用を引き起こす可能性があるという事実によって、これはさらに複雑になります - そして、宇宙飛行士が毎週自分の体に恐ろしいものを注入しなければならないようにしたくないでしょう。
NelsonもDonovielも、現在のところ、NASAは人々を火星に派遣することはできず、まだ3年後にガンを発症するリスクに自信を持って固執することを繰り返しています。それは確かに研究が止まることを意味するのではありません - しかし機関が2030年代の終わりまでに赤い惑星にブーツを置くつもりなら、彼らは宇宙放射線パズルを解決するためにするためにより多くの仕事をします。