이미지 크레디트 : NASA
NASA는 해결해야 할 미스터리를 가지고 있습니다. 사람들이 화성에 갈 수 있습니까?
Johnson Space Center에있는 NASA의 Space Radiation Health Project의 Frank Cucinotta는“방사선 문제이다. "우리는 지구와 화성 사이에서 우리를 기다리는 방사선의 양을 알고 있지만 인체가 어떻게 반응할지는 확실하지 않습니다."
NASA 우주 비행사는 45 년 동안 우주에서왔다 갔다 해왔다. 그러나 달로 몇 번의 빠른 여행을 제외하고는 지구에서 멀지 않은 시간을 보낸 적이 없습니다. 우주 공간은 태양 플레어의 양성자, 신생아 블랙홀의 감마선, 폭발하는 별의 우주 광선으로 채워져 있습니다. 화성으로의 긴 항해는 근처에 그 행성을 차단하거나 편향시킬 큰 행성이없는 새로운 모험이 될 것입니다.
NASA는 암 위험 단위로 방사선 위험을 측정합니다. 건강한 40 세의 금연 미국 남성은 결국 암으로 사망 할 확률이 20 %입니다. 그가 지구에 머물러 있다면 그가 화성으로 여행하면 위험이 높아집니다.
문제는 얼마입니까?
Cucinotta는“우리는 확실하지 않습니다. 2001 년 히로시마 원자 폭탄 생존자와 방사선 치료를받은 암 환자에게 다량의 방사선에 노출 된 사람들에 대한 2001 년 연구에 따르면 1000 일 화성 임무의 추가 위험은 1 %에서 19 % 사이입니다 . Cucinotta는“가장 가능성이 높은 답변은 3.4 %입니다. 그러나 오류 막대는 넓습니다.”라고 말합니다.
그는 여성들에게는 그 가능성이 더 나쁘다고 덧붙였다. "유방과 난소로 인해 여성 우주 비행사에 대한 위험은 남성에 대한 위험의 거의 두 배입니다."
Cucinotta는 이번 연구를 수행 한 연구자들은 화성 선이“구식 아폴로 명령 모듈과 같이 대부분 알루미늄으로 만들어 질 것”이라고 가정했다. 우주선의 피부는 방사선을 치는 방사선의 약 절반을 흡수합니다.
“추가 위험이 몇 퍼센트에 불과하다면? 우린 괜찮아 우리는 알루미늄을 사용하여 우주선을 만들고 화성으로 향할 수있었습니다.” (알루미늄은 우주선 건설에 가장 좋아하는 소재입니다. 항공 우주 산업에서 수십 년 동안 사용했던 엔지니어들에게는 가볍고 강력하며 친숙하기 때문입니다.)
“하지만 19 %라면? 우리의 40 대 우주 비행사는 지구로 돌아온 후 생명을 잃는 암을 일으킬 확률이 20 % + 19 % = 39 %입니다. 받아 들일 수 없습니다.”
Cucinotta는 오류 바가 크다고 말합니다. 우주 방사선은 감마선, 고 에너지 양자 및 우주 광선의 독특한 혼합입니다. 많은 연구의 기초 인 원자 폭탄 폭발과 암 치료는“실제”를 대체 할 수 없습니다.
화성으로가는 우주 비행사들에게 가장 큰 위협은 은하계의 우주 광선, 즉“GCR”입니다. 이들은 먼 초신성 폭발에 의해 거의 빛의 속도로 가속되는 입자입니다. 가장 위험한 GCR은 Fe + 26과 같은 중이 온화 된 핵입니다. Cucinotta는“태양 플레어 (수백에서 수백 MeV)로 가속 된 일반적인 양성자보다 훨씬 더 힘이 넘습니다 (수백만 MeV). GCR은 우주선의 껍질을 통과하고 작은 대포 공과 같은 사람들을 통해 DNA 분자 가닥을 끊고 유전자를 손상시키고 세포를 죽입니다.
우주 비행사들은 이러한 우주 우주 GCR의 전체 용량을 거의 경험하지 못했습니다. 국제 우주 정거장 (ISS)을 생각해보십시오. 지구 표면 위 400km에 궤도를 돌고 있습니다. 우리 행성의 몸은 커져서 ISS에 도달하기 전에 약 3 분의 3의 GCR을 차단합니다. 다른 1/3은 지구의 자기장에 의해 편향됩니다. 우주 왕복선 우주 비행사는 비슷한 감소를 즐깁니다.
달을 여행하는 아폴로 우주 비행사는 ISS 수준의 약 3 배인 더 높은 선량을 흡수했지만 지구-달 크루즈 동안 며칠 동안 만 흡수했습니다. Cucinotta는 GCR이 눈을 손상 시켰을 수 있다고 지적했다. 달로가는 길에 아폴로 승무원들은 망막에 우주 광선이 번쩍이는 것을보고했으며 몇 년 후 백내장이 발생했습니다. 그렇지 않으면 그들은 많이 고통받지 않은 것 같습니다. Cucinotta는“며칠 동안 '아무것도 안전 할 것'이라고 결론을 내 렸습니다.
그러나 화성으로 여행하는 우주 비행사는 1 년 이상“밖으로”있을 것입니다. "우리는 너무 오랫동안 노출되었을 때 우주 광선이 우리에게 어떤 영향을 미칠지 예측할 수 없습니다"라고 그는 말합니다.
알아내는 것은 미국 에너지 부의 뉴욕 브룩 헤이븐 국립 연구소에 위치한 NASA의 새로운 우주 방사선 연구소 (NSRL)의 사명입니다. Cucinotta는“NSRL에는 우주 광선을 시뮬레이션 할 수있는 입자 가속기가 있습니다. 연구원들은 포유류 세포와 조직을 입자 빔에 노출시킨 다음 손상을 면밀히 조사합니다. "목표는 2015 년까지 위험 추정치의 불확실성을 몇 퍼센트로 줄이는 것입니다."
일단 위험이 알려지면 NASA는 어떤 종류의 우주선을 만들 것인지 결정할 수 있습니다. 알루미늄과 같은 일반 건축 자재로는 충분할 수 있습니다. 그렇지 않다면,“우리는 이미 몇 가지 대안을 확인했습니다.”라고 말합니다.
플라스틱으로 만든 우주선은 어떻습니까?
Cucinotta는“플라스틱은 우주 광선을 잘 흡수하는 요소 인 수소가 풍부합니다. 예를 들어, 동일한 재료 쓰레기 봉투로 만들어진 폴리에틸렌은 알루미늄보다 20 % 더 많은 우주 광선을 흡수합니다. Marshall Space Flight Center에서 개발 된 강화 폴리에틸렌 형태는 알루미늄보다 10 배 강하고 가볍습니다. 충분히 저렴하게 만들 수 있다면 이것은 우주선 건물을위한 선택의 재료가 될 수 있습니다. Cucinotta는“플라스틱으로 전체 우주선을 제작하지 않더라도 승무원 구역과 같은 주요 지역을 보호하는 데 여전히 사용할 수 있습니다”라고 말합니다. 실제로 이것은 이미 ISS에서 수행되었습니다.
플라스틱이 충분하지 않으면 순수한 수소가 필요할 수 있습니다. 파운드를위한 파운드, 액체 수소는 우주 광선을 알루미늄보다 2.5 배 더 잘 차단합니다. Cucinotta는 일부 고급 우주선 설계는 액체 수소 연료의 큰 탱크를 필요로하므로“우리는 연료 탱크를 생활 공간에 감싸서 선원을 방사선으로부터 보호 할 수있다”고 말했다.
사람들이 화성에 갈 수 있습니까? Cucinotta는 그렇게 믿고 있습니다. 그러나 먼저, 우리는 우리 몸이 얼마나 많은 양의 방사선을 처리 할 수 있는지 그리고 어떤 종류의 우주선을 만들어야하는지 알아 내야합니다.” 전국의 실험실에서 작업이 이미 시작되었습니다.
원본 출처 : NASA Science Story
