Odlazak na Mjesec zvuči spektakularno, sve dok se ne postavi pitanje što se događa s ljudskim tijelom kada se udalji od zaštite koju pruža Zemlja. Svemir nije samo beskrajno prostranstvo i prizor koji oduzima dah. On je i okruženje u kojem nevidljivo zračenje predstavlja ozbiljnu prijetnju ljudskom zdravlju.
Nova mjerenja prikupljena tijekom NASA-ine misije Artemis I donose važne spoznaje o tome koliko je zračenje u blizini Mjeseca opasno za buduće astronaute.
Zračenje je jače nego u Zemljinoj orbiti, ali razlika je manja od očekivane
Svemirsko zračenje jedan je od najvećih izazova budućih misija s ljudskom posadom. Zemljino magnetsko polje i atmosfera pružaju znatnu zaštitu od štetnih čestica, dok su astronauti koji putuju prema Mjesecu izloženi drukčijim i zahtjevnijim uvjetima.
Mjerenja prikupljena tijekom NASA-ine misije Artemis I pokazala su da je razina kozmičkog zračenja u blizini Mjeseca viša nego u niskoj Zemljinoj orbiti. Ipak, razlika nije toliko velika koliko bi se moglo očekivati.
Kako piše ScienceDaily, istraživači su analizirali podatke prikupljene tijekom bespilotnog leta svemirske letjelice Orion oko Mjeseca krajem studenoga i početkom prosinca 2022. godine. Rezultati su omogućili bolji uvid u izloženost zračenju izvan Zemljine orbite, ali i u način na koji čestice prolaze kroz materijale slične ljudskom tkivu.
Istraživanje je objavljeno u znanstvenom časopisu Radiation Measurements, a u njemu su sudjelovali i znanstvenici Instituta za nuklearnu fiziku Poljske akademije znanosti u Krakovu.
Lutke opremljene tisućama detektora putovale su oko Mjeseca
Tijekom misije Artemis I u svemirskoj letjelici Orion nalazilo se više od 10.000 sitnih kristala ugrađenih u dvije lutke oblikovane prema ljudskom tijelu. Njihova je zadaća bila bilježiti izloženost zračenju tijekom putovanja oko Mjeseca.
Među ugrađenim uređajima bili su i posebni detektori od litijeva fluorida, materijala koji omogućuje bilježenje tragova čestica koje prolaze kroz njegovu kristalnu strukturu.
Za razliku od uređaja koji zračenje mjere u stvarnom vremenu, ovi detektori rade poput fotografskog filma. Kada nabijene čestice prođu kroz kristal, u njemu ostavljaju mikroskopske tragove koje znanstvenici poslije mogu analizirati.
Kada se kristali osvijetle plavim svjetlom, područja kroz koja su prošle čestice počinju svijetliti crveno. Promatranjem te pojave pod mikroskopom istraživači mogu proučavati tragove čestica i procjenjivati njihovo djelovanje na materijal.
Takav pristup omogućuje preciznije proučavanje pojedinačnih tragova zračenja, uključujući i one koje starije vrste detektora nisu mogle jasno zabilježiti.
Zašto je zračenje u blizini Mjeseca drukčije?
Razlika proizlazi iz uvjeta u niskoj Zemljinoj orbiti i svemirskom prostoru u blizini Mjeseca.
Zemljino magnetsko polje zarobljava velik broj nabijenih čestica u takozvanim Van Allenovim pojasevima. Među njima su i protoni nižih energija koji mogu znatno pridonijeti ukupnoj dozi zračenja kojoj su astronauti izloženi u Zemljinoj orbiti.
U blizini Mjeseca uvjeti su drukčiji jer se Van Allenovi pojasevi ne protežu do tog područja. Veći udio zračenja ondje dolazi od visokoenergetskih čestica iz drugih dijelova galaksije.
Takve čestice mogu proći kroz ljudsko tijelo i pritom predati dio svoje energije tkivu. Mjerenja provedena na lutkama pokazala su ravnomjerniju raspodjelu doze zračenja nego u ranijem eksperimentu na Međunarodnoj svemirskoj postaji.
Kako prenosi ScienceDaily, usporedba tih mjerenja pomogla je znanstvenicima objasniti zašto je doza zračenja u blizini Mjeseca veća nego u niskoj Zemljinoj orbiti, ali razlika nije toliko izražena koliko bi se moglo očekivati s obzirom na to da astronauti izvan Zemljinih radijacijskih pojaseva gube dio zaštite koju oni pružaju.
Sitni kristali mogli bi poboljšati zaštitu astronauta
Osim što su donijeli nove podatke o zračenju u blizini Mjeseca, rezultati istraživanja pokazali su i da bi posebni kristalni detektori mogli imati važnu ulogu u budućim svemirskim misijama.
Njihova je velika prednost mala veličina. Kristali su široki tek nekoliko milimetara, pa ih je moguće jednostavno smjestiti u opremu za praćenje izloženosti zračenju tijekom dugotrajnih putovanja.
Litijev fluorid omogućuje proučavanje tragova čestica, a za njihovu analizu nije potrebno kemijski nagrizati materijal. Ovisno o sastavu kristala, detektori mogu pomoći i u otkrivanju neutrona te proučavanju čestica različitih energija.
Istraživači su rezultate dobivene novom metodom usporedili s mjerenjima uobičajenih detektora. U dijelu mjerenja u kojem je izravna usporedba bila moguća, razlike nisu prelazile 15 posto.
Takva razina podudarnosti važna je za procjenu količine zračenja kojoj će astronauti biti izloženi tijekom budućih putovanja izvan Zemljine orbite.
Put prema Marsu donosi još veće izazove
NASA-ine misije prema Mjesecu nisu usmjerene samo na istraživanje njegova površja i pripremu budućih slijetanja. One omogućuju i prikupljanje podataka koji bi mogli biti ključni za sigurnost ljudi u svemiru.
Zračenje ostaje jedan od najvećih problema dugotrajnih svemirskih misija, osobito kada je riječ o budućim putovanjima prema Marsu. Što su astronauti dulje izloženi kozmičkim česticama, to je važnije razumjeti njihovu energiju, putanju i način na koji djeluju na ljudsko tijelo.
Nova mjerenja ne znače da je opasnost nestala niti da su putovanja u duboki svemir postala sigurna. Ona, međutim, omogućuju bolje razumijevanje uvjeta koji očekuju astronaute i pokazuju kako bi manji i precizniji detektori mogli pomoći u procjeni zdravstvenih rizika.
U svemiru, gdje se opasnosti često ne mogu vidjeti ni osjetiti, precizna mjerenja mogu biti jednako važna kao i snažna raketa. Upravo zato sitni kristali koji su putovali oko Mjeseca mogli bi pomoći u pripremi sljedećeg velikog koraka čovječanstva.
