화성 및 태양계의 다른 먼 지역에 대한 임무를 계획 할 때 방사선에 의한 위협은 방의 코끼리가되었습니다. NASA가 제안한 "화성으로의 여행"이든, SpaceX는 화성으로 정기 비행을 수행하거나, LEO (Low Earth Orbit) 이상으로 선원 임무를 보내려는 계획, 우주 방사선에 대한 장기 노출 및 이로 인한 건강 위험에 관계없이 부인할 수없는 문제.
그러나 이전의 말에 따르면,“모든 문제에는 해결책이 있습니다.” 말할 것도없이“필요는 발명의 어머니”입니다. NASA의 휴먼 리서치 프로그램 (Human Research Program)의 대표자들이 최근 지적한 것처럼, 우주 방사선에 의한 도전은 기관이 탐사 목표를 방해하지 않을 것입니다. NASA는 방사선 차폐와 완화 노력 사이에서 화성 및 그 이상의 임무를 수행 할 계획입니다.
우주 시대 초부터 과학자들은 지구의 자기장 너머 공간이 방사선에 의해 어떻게 침투되는지 이해했습니다. 여기에는 은하 우주 광선 (GCR), 태양 입자 사건 (SPE) 및 갇힌 공간 방사선을 포함하는 Van Allen 방사선 벨트가 포함됩니다. 우주 복사와 미세 중력에 대한 노출의 영향을 연구 할 수있는 기회를 계속 제공하는 ISS를 통해서도 많은 것을 배웠다.
예를 들어, 지구 자기장 내에서 공전하지만 우주 비행사는 지구에서 사람들이 평균적으로 경험하는 것보다 10 배 이상 많은 양의 방사선을받습니다. NASA는 러시아 건설 Zvezda 서비스 모듈 또는 미국 건설 운명 연구소와 같이 역의 보호 구역이 더 많이 보호되는 지역에서 대피소를 찾도록 조언함으로써 SPE로부터 승무원을 보호 할 수 있습니다.
그러나 GCR은 더 어려운 과제입니다. 주로 고 에너지 양성자와 원자핵으로 구성된이 에너지 입자는 우리 은하 내 어느 곳에서나 발생할 수 있으며 심지어 금속까지 침투 할 수 있습니다. 설상가상으로, 이들 입자가 재료를 절단 할 때, 입자는 캐스케이드 반응을 일으켜 중성자, 양성자 및 기타 입자를 모든 방향으로 보냅니다.
이“이차 방사선”은 때때로 GCR 자체보다 더 큰 위험이 될 수 있습니다. 그리고 최근의 연구에 따르면 살아있는 조직에 대한 위협은 계단식 효과를 가질 수 있으며, 한 세포의 손상이 다른 세포로 퍼질 수 있습니다. NASA의 HRP를 가진 우주 방사선 요소 과학자 인 Lisa Simonsen 박사는 다음과 같이 설명했다.
“화성으로의 인간 여행을위한 가장 어려운 부분 중 하나는 방사선 노출의 위험과 노출의 기내 및 장기 건강 결과입니다. 이 이온화 방사선은 살아있는 조직을 통과하여 DNA에 구조적 손상을 일으키고 많은 세포 과정을 변화시키는 에너지를 축적합니다.”
이러한 위험을 해결하기 위해 NASA는 현재 승무원을 GCR로부터 보호하기위한 다양한 재료와 개념을 평가하고 있습니다. 이 자료는 미래의 딥 스페이스 미션의 필수 부분이 될 것입니다. 이러한 재료를 포함한 실험과 운송 차량, 서식지 및 우주복에의 통합은 현재 NASA (NASA Space Radiation Laboratory)에서 진행되고 있습니다.
동시에 NASA는 방사선 차폐보다 더 효과적인 것으로 입증 된 제약 대책을 조사하고 있습니다. 예를 들어, 요오드화 칼륨, 디 에틸렌 트리 아민 펜타에 시산 (DTPA) 및 "프 러시안 블루 (Prussian blue)"로 알려진 염료는 수십 년 동안 방사선 병 치료에 사용되어왔다. 장기간의 임무를 수행하는 동안 우주 비행사는 방사선 노출을 완화하기 위해 매일 방사선 치료제를 복용해야 할 것입니다.
우주 방사선 탐지 및 완화 기술도 NASA의 Advanced Exploration Systems Division을 통해 개발되고 있습니다. 여기에는 Orion 우주선 용 Hybrid Electronic Radiation Assessor 및 ISS 용 일련의 개인용 및 운영 선량계가 포함됩니다. 화성 선원이 시작될 때 중요한 역할을 할 것으로 예상되는 기존의 도구도 있습니다.
미래의 인간 탐사 노력을 알리기 위해 특정 목적을 위해 화성에 보낸 최초의 도구 중 하나 인 방사선 평가 검출기 (RAD)를 잊을 수 있습니다. 이 기기는 화성 대기와 표면과 상호 작용하는 우주 광선에 의해 생성 된 우주 또는 2 차 복사로부터 방사되는 화성 표면의 방사를 식별하고 측정합니다.
이러한 준비와 다른 준비로 인해 NASA의 많은 사람들은 우주 방사선의 위험이 해결 될 수 있고 해결 될 수 있기를 희망하고 있습니다. NASA 인간 탐사 전략 분석 책임자 인 Pat Troutman은 최근 NASA 언론 보도에 다음과 같이 언급했습니다.
“일부 사람들은 방사선이 NASA가 사람들을 화성으로 보내지 못하게 할 것이라고 생각하지만, 현재 상황이 아닙니다. 우리가 다양한 완화 기술을 추가 할 때, 우리는 그것이 지구로 돌아온 후 매우 길고 생산적인 삶을 살게 될 건강한 승무원과 함께 성공적인 화성 임무로 이어질 것이라고 낙관적입니다.
과학자들은 또한 더 나은 예측 도구와 대책을 개발하기 위해 우주 날씨에 대한 지속적인 연구에 참여하고 있습니다. 마지막으로, 여러 조직은 여행 시간 (따라서 방사선 노출)을 줄이기 위해 더 작고 빠른 우주선을 개발하려고합니다. 종합하면, 이러한 모든 전략은 화성 및 태양계 전역의 다른 장소로의 장기 우주 비행에 필요합니다.
물론 화성 이상의 임무를 수행하는 사람들이 안전하거나 최소한 관리 할 수없는 위험을 초래하지 않을 것이라는 확신을 가지고 말하기 전에 아직 수행해야 할 상당한 연구가 있습니다. 그러나 NASA가 여러 각도에서 이러한 요구를 해결하는 데 바쁘다는 사실은 앞으로 수십 년 동안 그러한 임무를 수행하기 위해 얼마나 헌신했는지 보여줍니다.
트라우트 먼은“화성은 인류의 장기적인 존재 확대를 위해 지금 우리가 가진 최선의 선택”이라고 말했다. “우리는 이미 지표 바로 아래의 수빙과 한때 화성이 생명에 적합한 조건을 가지고 있다는 지질 및 기후 증거와 같은 인간을 유지하기위한 귀중한 자원을 발견했습니다. 우리가 화성에 대해 배운 것은 지구의 과거와 미래에 대해 더 많이 알려주고 지구를 넘어 생명이 존재하는지에 대한 답변을 도울 수 있습니다.”
중국 우주국 (CSNA)은 NASA 외에도 로스 코스모스 (Roscosmos)를 통해 2040 년대 또는 2060 년대 후반까지 붉은 행성에 대한 승무원 임무 수행에 관심을 표명했다. 유럽 우주국 (ESA)은 우주 비행사를 화성에 파견 할 계획이 없지만, 국제 음력 마을의 설립이 그 목표를 향한 주요 단계라고 생각합니다.
SpaceX와 같은 회사와 MarsOne과 같은 비영리 단체는 공공 부문 외에도 우주 방사선을 보호하고 완화하기위한 가능한 전략을 조사하고 있습니다. Elon Musk은 지구상에 식민지를 세우는 것은 말할 것도없고 BFR이라고도 알려진 ITS (Interplanetary Transport System)를 사용하여 가까운 미래에 화성으로 정기적으로 여행 할 계획에 대해 매우 성대했습니다 (특히 늦게).
Baas Landsdorp은 자신이 화성에 인간 존재를 확립하기 위해 설립 한 조직이 MIT의 특정 보고서가 말한 것과 상관없이 방사선에 의한 위협을 해결할 수있는 방법을 찾을 것이라고 밝혔다. 도전과 상관없이 인류가 화성에 가고 싶어하고 심지어 거기에 머무르기를 원하는 사람들의 부족은 없습니다!
NASA가 제공 한 휴먼 리서치 프로그램에 대한이 비디오를 확인하십시오.
