Az Mars iránti emberi érdeklődés drámai módon nőtt az elmúlt néhány évtizedben. A jelenleg a Vörös Bolygón vagy annak közelében zajló nyolc aktív küldetésen kívül további hét robotmodul, rover és keringtető küldik a Marsba az évtized végére. A 2030-as évekre számos űrügynökség tervezi, hogy a felszíni kiküldött embereket kiküldje.
Ezen túlmenően még mindig nagyon sok önkéntes hajlandó készen állni a Marsra menni, és olyan emberek, akik támogatják, hogy ez a második otthonunk legyen. Mindezek a javaslatok felhívják a figyelmünket a veszélyekre is, amelyek a Marson tartózkodó emberek várakozásánál vannak. A hideg, száraz környezet, a levegőhiány és az óriási homokviharok mellett a sugárzás kérdése is.
Honnan származik a Mars sugárzása?
A Marsnak nincs olyan védő magnetoszférája, mint a Földnek. A tudósok úgy vélik, hogy egy időben a Mars magjában konvekciós áramok voltak, olyan dinamikus hatást hozva létre, amely egy bolygó mágneses mezőjét mozgósította. De körülbelül 4,2 milliárd évvel ezelőtt - nyilvánvalóan egy nagy tárgyakkal való ütközés vagy a mag gyors lehűtése miatt - ez a dinamikus hatás eltűnt.
Ennek eredményeként a következő 500 millió évben a Mars légkörét lassan elpárologtatta a napszél. A mágneses mező és a légkör elvesztése miatt a Mars felületét sokkal magasabb sugárzási szint érinti, mint a Föld. A kozmikus sugarak és a napszél állandó kitettsége mellett a Marsot a napsugárzókkal együtt a sterilizáló sugárzás halálos adagjai is ki vannak téve.
Promóciós videó:
Hogyan ment a kutatás?
2001-ben a NASA elküldte a Mars Odyssey űrhajót a Marsra, amelyet egy speciális MARIE műszerrel (marsi sugárzási kísérlet) szereltek fel, amelynek célja a Mars körüli sugárzás szintjének mérése volt. Mivel a Mars légköre meglehetősen vékony, a Mars Odyssey által regisztrált sugárzásnak szinte ugyanolyannak kellett lennie, mint a felszínen.
A Mars Odyssey szondája 18 hónapos működés során állandó sugárzást észlelt, amelynek szintje 2,5-szer magasabb, mint a Nemzetközi Űrállomás szintje - napi 22 milliárd, vagyis évente 8000 milliárd (8 Rad). Az űrhajó két nap proton eseményt is rögzített, amelyekben a sugárzási szint napi 2000 milliárdra emelkedett.
Összehasonlításképpen: a fejlett országokban az emberek évente átlagosan 0,62 radikális sugárzásnak vannak kitéve. És bár a kutatások kimutatták, hogy az emberi test akár 200 rad dózist is képes ellenállni károsodás nélkül, a marsi szintű sugárterhelés tartós expozíciója mindenféle egészségügyi problémához vezethet - akut sugárbetegség, megnövekedett rák kockázata, genetikai károsodás és akár halál is.
Ezért a NASA és más űrügynökségek a küldetések tervezésekor betartják a minimális kockázat stratégiáját.
Lehetséges megoldások
A Mars első látogatóinak feltétlenül megnövekedett sugárzási szinttel kell szembenézniük a felszínen. Sőt, a Vörös Bolygó gyarmatosítási kísérletei szintén intézkedéseket igényelnek a hatás minimalizálása érdekében. Számos megoldás már létezik, mind rövid, mind hosszú távon.
Például a NASA több műholdat tart fenn, amelyek tanulmányozzák a napot, a Naprendszerben az űrkörnyezetet, és a galaktikus kozmikus sugarakat követik annak reményében, hogy jobban megértsék a nap- és kozmikus sugárzást. Az ügynökség emellett keresi a legjobb lehetőségeket az űrhajósok és az elektronika árnyékolásához.
2014-ben a NASA elindította a Reducing Galactic Cosmic Rays Challenge-t, egy intenzív versenyt 12 000 dolláros díjjal, amely jutalmazza a galaktikus kozmikus sugarak űrhajósokra gyakorolt hatásának csökkentésére szolgáló legjobb ötleteket. A 2014. április hónapban megrendezett első verseny után júliusban egy újabb versenyt követtek el, összesen 30 000 dollár díjjal az aktív és passzív védelemmel kapcsolatos ötletekért.
Ami a hosszú távú tartózkodást és a gyarmatosítást illeti, a múltban még néhány ötlet felmerült. Például, ahogyan Robert Zubrin és David Baker a Mars Direct küldetési tervében javasolja, a házak közvetlenül a földbe építhetők, ami természetes sugárzás elleni pajzs lesz.
Azt is javasolták, hogy hozzanak létre felfújható modulokat, amelyek marsi talaj felhasználásával készülnek kerámia anyagból. Ez a terv a „szinterezés” néven ismert 3D nyomtatási technikára támaszkodik, ahol a homokot röntgensugár segítségével olvadt anyaggá alakítják.
A MarsOne, egy nonprofit szervezet, amely a következő néhány évtizedben meg akarja gyarmatosítani a Marsot, felajánlja saját lehetőségét, hogy megvédje a marslakókat a sugárzástól. A szervezet azt javasolta, hogy árnyékolást építsenek be a misszió űrhajójába, járművébe és lakásmoduljába. Napsugárzás esetén, ha a védelem nem elegendő, javasolnak egy külön sugárvédelmi menedék létrehozását (üreges víztartályban) a Mars Transit élőhelyén belül.
De a legdrasztikusabb mérséklési javaslat magában foglalja a bolygó magjának újraindítását a magnetoszféra helyreállítása érdekében. Ehhez meg kell csepegtetnünk a külső magot, hogy az újra megkerülhessen a belső mag körül. A bolygó megfelelő forgása elkezdi a dinamóhatást, és mágneses mező jön létre.
Sam Factor, a Texasi Egyetem Csillagászati Tanszékének posztgraduális hallgatója szerint ennek két módja van. Az első az, hogy felrobbant egy sor atommaggal működő harci fejet a bolygó magja közelében, a második az, hogy egy elektromos áramot továbbítson a bolygón keresztül, és ezzel előállítson egy ellenállást a magban, amely felmelegszik.
A japán Nemzeti Szintézistudományi Intézet (NIFS) tudósai 2008-ban tanulmányt készítettek, amelyben mérlegelték a mesterséges mágneses mező létrehozásának a lehetőségét a Föld körül. Megállapítva, hogy a mágneses mező intenzitása 10% -kal esett vissza az elmúlt 150 évben, felszólítottak a bolygót körülvevő szupravezető gyűrűk létrehozására, amelyek kompenzálhatják a jövőbeli veszteségeket.
Néhány változtatással egy ilyen rendszert adaptálhattak a Marsra. Ez létrehoz egy mágneses teret, amely segít megvédeni a felületet a káros sugárzástól. És ha a terepjárók légkört teremtenek a Marson, akkor egy ilyen rendszer megvédi azt a napsugárzástól is.
Végül, a svájci Ásványtani és Petrográfiai Intézet kutatói által készített 2007. évi tanulmány megmutatta, hogy néz ki a Mars magja. Gyémántkamra alkalmazásával a tudósok képesek voltak reprodukálni a Mars és a vas középpontjának megfelelő vas-kén és vas-nikkel-kén rendszerek nyomásviszonyát.
Megállapították, hogy a marsi maghőmérsékleten (körülbelül 1227 Celsius fok) a belső mag folyékony, a külső mag kissé megszilárdul. Ez nagyon különbözik a Föld magjától, amelyben a belső mag megszilárdulása hőt bocsát ki, amely a külső mag megolvadt állapotában tartja, így dinamóhatást és mágneses teret eredményez.
Ha a Marson nincs szilárd belső mag, az azt jelentené, hogy a folyékony külső magnak egy napon más energiaforrással kell rendelkeznie. Valahogy ez a forrás kiszáradt, és a külső mag megszilárdult, véget vetve a dinamóhatásnak. Tanulmányuk azonban azt is kimutatta, hogy a bolygó hűtése a mag szilárdulásához vezethet a jövőben, mivel akár a vasban gazdag szilárd anyagok a központba esnek, vagy a vas-szulfidok kristályosodnak a magban.
Más szavakkal: a Mars magja egy napon szilárd lehet, ha melegíti a külső magot, és megolvasztja. A bolygó saját forgásával kombinálva ez olyan dinamikus hatást fog generálni, amely ismét kiváltja a bolygó mágneses mezőjét. Ha ez igaz, akkor a Mars felszámolása és a biztonságos élés idő kérdése - várni kell, amíg a mag kristályosodik.
Nincs más út. Jelenleg a Mars felszínén a sugárzás meglehetősen veszélyes. Ezért a bolygó jövőbeli repüléseinek figyelembe kell venni a sugárvédelmet és az ellenintézkedéseket. És mindenkinek, aki hosszú ideig a Marson tartózkodik, vagy el kell temetnie magát a földbe, vagy meg kell védenie magát a nap és a kozmikus sugarak ellen.
De a szükségszerűség a találmány anyja, nemde? És mivel el kell kezdenünk gyarmatosítani más világokat, ha fajként akarunk túlélni, akkor innovatív megoldásokkal kell élnünk.
ILYA KHEL