Seperti ini: umat manusia bersiap untuk meninggalkan jejaknya di jalur Mars yang berdebu, ekspedisi sedang berkumpul, tetapi tidak berhasil. Di Mars, ternyata radiasi merajalela, dan bahkan terbang bolak-balik selama tiga tahun di luar angkasa bisa mendapatkan dosis radiasi berbahaya yang mematikan.

Dosis radiasi pengion diukur dalam sievert, dan sievert ini seumur hidup dapat diperoleh antara 1 dan 3 unit, tergantung pada usia dan jenis kelamin, dan ambang batas aman terus menurun melalui upaya dokter. Menurut pengamatan satelit American Odyssey, radiasi di sekitar Mars 2,5 kali lebih tinggi daripada, misalnya, di ISS.

Bumi memiliki atmosfer dan medan magnet yang jauh lebih kuat, melindungi penghuninya dari kemalangan kosmik. Secara total, selama tiga tahun ekspedisi, para astronot akan menerima sekitar satu sievert, yang berada di batas dosis yang diizinkan, dan dapat menyebabkan konsekuensi yang sama sekali tidak terduga bagi kesehatan manusia, kemungkinan besar kanker.

Fakta mengecewakan seperti itu dipresentasikan pada konferensi pers oleh para ahli NASA, setelah itu semua pihak yang berkepentingan berpikir lama. Sejauh ini, diusulkan untuk melakukan pemantauan radiasi matahari yang ditingkatkan - ancaman utama bagi kesehatan astronot - dan untuk memperingatkan mereka secara tepat waktu tentang badai bintang yang akan datang sehingga mereka dapat menemukan tempat berlindung di penates Mars terlebih dahulu. Ya, bahkan berharap jilatan api matahari, yang berlangsung hingga seminggu, tidak akan terlalu diarahkan dan akan melewati Mars.

Para ilmuwan telah menerbitkan perkiraan pertama tingkat radiasi di permukaan Mars

Astronot akan terkena sekitar 15 x-ray radiasi pengion per tahun di Mars, mempertanyakan kemungkinan kehidupan di dalam tanah Planet Merah, kata para ilmuwan dalam sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal Science.

Tingkat radiasi yang tinggi dianggap sebagai salah satu kendala utama ekspedisi berawak ke Mars. Secara khusus, data dari instrumen RAD di atas rover, yang dikumpulkan selama penerbangan ke Planet Merah, menunjukkan bahwa selama perjalanan seseorang dapat menerima dosis radiasi yang sebanding dengan dosis yang mematikan.

Sejak mendarat di permukaan Mars pada awal Agustus 2012, penjelajah Curiosity terus memantau radiasi latar di Planet Merah menggunakan RAD dan mengirimkan data yang dikumpulkan ke Bumi. Donald Hassler dari Southwestern Research Institute di Boulder dan rekan-rekannya menganalisis statistik tingkat radiasi di Mars selama 300 hari terakhir dan menerjemahkannya ke dalam bahasa yang kita pahami.

Menurut perhitungan mereka, tubuh seseorang atau makhluk hidup lainnya akan mengumpulkan sekitar 0,21 milisievert radiasi pengion per hari, yang sepuluh kali lebih banyak daripada nilai yang sama untuk Bumi. Seperti yang dicatat oleh penulis artikel, nilai ini hanya 2 kali lebih kecil dari tingkat radiasi di luar angkasa, yang diukur selama penerbangan Curiosity dari Bumi ke Mars.

Secara total, selama satu tahun kehidupan di Planet Merah, pelancong seperti itu akan mengumpulkan sekitar 15 sinar-x radiasi pengion, yang 300 kali lebih banyak dari batas dosis tahunan untuk pekerja di industri nuklir. Ini sangat membatasi lamanya waktu yang mungkin dihabiskan para pelancong di permukaan Planet Merah, yang tidak mungkin bisa menghabiskan lebih dari 500 hari di sana tanpa risiko kesehatan.

Implikasi lain yang menarik dari penemuan ini adalah bahwa, menurut Hassler dan rekan-rekannya, mikroba tidak dapat eksis di lapisan tanah atas Mars, di mana mereka secara teoritis dapat bertahan dari penguapan lautan dan atmosfernya di zaman purbakala Planet Merah.

Radiasi di Mars aman bagi manusia

Sudah tiga bulan sejak penjelajah Curiosity mendarat di Planet Merah untuk menentukan apakah Mars mampu mendukung kehidupan.

Salah satu faktor pembatas kelayakhunian yang penting untuk misi berawak di masa depan adalah tingkat radiasi dari sinar kosmik dan partikel matahari yang menghantam permukaan planet.

Untuk mengetahuinya, instrumen pengukuran radiasi rover, yang disebut RAD, telah mengumpulkan data mengenai siklus harian radiasi yang mencapai Curiosity.

Atmosfer Mars bertindak sebagai perisai radiasi di permukaan planet. Para ilmuwan mengetahui hal ini karena ketika atmosfer menebal, tingkat radiasi turun 3-5 persen.

Masalahnya adalah atmosfer Mars 100 kali lebih tipis daripada di Bumi, yang berarti radiasi lebih mudah ditembus dan lebih berbahaya bagi astronot.

Jadi bisakah astronot bertahan hidup di lingkungan Mars?

Jelas, astronot akan dapat hidup di lingkungan ini, kata penyelidik utama Dan Hassler. Setidaknya untuk beberapa periode waktu yang terbatas.

Tingkat radiasi di permukaan Mars sekitar setengah dari apa yang diamati para ilmuwan selama misi luar angkasa. Masalah utama adalah akumulasi radiasi untuk waktu yang lama.

Namun yang diketahui pasti adalah bahwa misi ke Mars akan memakan waktu lama - sekitar 3 tahun, termasuk sekitar 6 bulan untuk sampai ke sana dan enam bulan lagi untuk kembali. Ada batasan dalam hal dosis total radiasi yang dapat dialami astronot.

Pada hari-hari biasa, seorang astronot di luar angkasa terlindung dari radiasi. Penyakit radiasi tidak terjadi dengan segera. Namun skenario dapat berubah jika para astronot menghadapi peristiwa di mana sejumlah besar radiasi dipancarkan, seperti saat badai matahari. Selain itu, astronot akan terkena tingkat radiasi yang lebih tinggi dalam perjalanan ke planet ini daripada di permukaannya.

Pertanyaannya bukan apakah kita akan pergi ke Mars. Yang penting adalah kapan kita pergi ke sana dan bagaimana cara terbaik untuk melindungi astronot kita,” jelas Hassler.

Radiasi di Mars tidak akan mengganggu kolonisasi planet merah

Misi penjelajah Curcity berakhir dengan penemuan yang mengungkapkan bahwa radiasi di Mars tidak akan mempengaruhi misi berawak jangka panjang ke planet ini. Ini jelas merupakan kabar baik bagi banyak calon untuk menjajah planet merah di bawah proyek perusahaan Denmark Mars One.

Studi jangka panjang mencakup 360 hari untuk terbang bolak-balik, dan tinggal di planet ini selama sekitar 500 hari. Tentu saja, para astronot akan menerima dosis radiasi 1,01 sieverts, yang ditentukan menggunakan detektor di atas Curcity.

Tentu saja, dosis radiasi yang diterima mengancam untuk meningkatkan perkembangan kanker, dan 3%, yang tidak memenuhi standar NASA. Namun, dalam waktu dekat, direncanakan untuk mengubah data tersebut, karena ditujukan untuk pengukuran di orbit dekat Bumi.

Menurut Don Hassler dari Southwestern Research Institute di Boulder:

NASA bekerja sama dengan Institute of Medicine di National Academy of Sciences untuk mengevaluasi kendala yang diperlukan untuk perjalanan luar angkasa, seperti misi ke Mars.

8 bulan yang dihabiskan oleh detektor radiasi Cursity di luar angkasa dan 300 hari yang dihabiskan di Planet itu sendiri memberikan hasil yang sama sekali baru, selama pemrosesan yang mengungkapkan gambaran paling lengkap tentang latar belakang radiasi, baik dalam perjalanan ke Mars maupun di atasnya. permukaan.

Ada 2 bentuk radiasi, yang diperhitungkan dalam proses pemrosesan - sinar kosmik galaksi yang muncul sebagai hasil ledakan supernova, dan partikel energi matahari, sebagai akibat dari badai geomagnetik matahari.

Dosis radiasi per hari yang akan diterima astronot sebagai hasil kerja adalah 0,64 milisievert, menurut detektor. Dan selama penerbangan, dosis ini akan menjadi 1,84 millisieverts per hari.

Latar belakang radiasi tidak stabil, yang membuatnya tidak mungkin untuk membuat keputusan akhir dan menarik kesimpulan, kata Hassler. Tentu saja, data ini dan evaluasinya akan membantu NASA dalam merancang misi ke Mars, dan mencari kehidupan di permukaannya. Tapi, data yang sama memungkinkan ilmuwan untuk membuat asumsi bahwa tidak ada kehidupan mikroba di Planet Merah.

Menurut data dari penjelajah Curiosity, tingkat radiasi di Mars hampir sama dengan di orbit rendah Bumi, tempat Stasiun Luar Angkasa Internasional berada. Tetapi kunjungan ke Planet Merah tidak menjadi aman dari ini, karena akan memakan waktu lama untuk terbang.

Dibandingkan dengan Bumi, Mars tidak memiliki magnetosfer yang melindungi planet dari radiasi galaksi dan matahari. Namun, ada atmosfer tipis yang memberikan sedikit perlindungan. Menurut salah satu operator Curiosity, penemuan ini adalah pengukuran pertama dari situasi radiasi di planet selain Bumi. Astronot akan dapat hidup di lingkungan seperti itu.

Stasiun meteorologi rover menerima data tentang apa yang disebut gelombang termal. Atmosfer mulai memanas oleh Matahari, mengembang dan mengurangi tekanan. Dan di sisi lain saat ini dingin, di mana atmosfer mulai tenggelam dan menyusut.

Akibat rotasi Mars, tonjolan udara panas bergerak mengikuti sisi terang dari timur ke barat. Curiosity mencatat efek serupa dengan memantau perubahan tekanan atmosfer di siang hari. Ada juga penurunan harian pada tingkat partikel bermuatan, bertepatan dengan peningkatan tekanan. Ternyata atmosfer Mars masih memberikan perlindungan.

Saat ini, para ilmuwan tidak dapat memperkirakan dosis radiasi harian di Planet Merah. Namun, jelas bahwa itu akan sedikit lebih rendah dari level yang dicatat oleh pesawat luar angkasa yang membawa Curiosity. Justru inilah yang menjadi masalah utama: selama tiga tahun penerbangan, para kosmonot akan terpapar radiasi tujuh kali lebih kuat dari pada saat yang sama di ISS.

Paparan kumulatif meningkatkan risiko berbagai jenis kanker, itulah sebabnya badan antariksa menetapkan batasan lama tinggal di luar angkasa. Penting untuk mendapatkan nilai yang tepat dari dosis Mars untuk melindungi astronot dengan benar selama penerbangan ke Planet Merah.

Di atas semua ini, semburan matahari masih terjadi, dan Curiosity perlu mencari tahu seberapa terlindungi Mars dari mereka.

Secara alami, pilihan terbaik adalah pangkalan bawah tanah atau koloni di mana hanya robot yang muncul ke permukaan. Tapi tetap saja, ada baiknya mempertimbangkan opsi yang memungkinkan astronot naik ke permukaan.

Sumber: zona51.narod.ru, ria.ru, www.infoniac.ru, yvek.ru, tainy.net

Radiasi
Masalah paling serius di Mars adalah kurangnya medan magnet yang melindungi dari radiasi matahari. Medan magnet Mars sekitar 800 kali lebih lemah dari Bumi. Bersama dengan atmosfer yang dijernihkan, ini meningkatkan jumlah radiasi pengion yang mencapai permukaannya.
Latar belakang radiasi di orbit Mars adalah 2,2 kali lebih tinggi dari latar belakang radiasi di Stasiun Luar Angkasa Internasional. Dosis rata-rata adalah sekitar 220 milirad per hari. Jumlah radiasi yang diterima sebagai akibat dari tinggal di latar belakang seperti itu selama tiga tahun mendekati batas keamanan yang ditetapkan untuk astronot.

Tanpa bobot
Di Mars, gravitasi (daya tarik) hanya 38% dari bumi (0,38 g). Tingkat pengaruh gravitasi pada kesehatan manusia ketika berubah dari tanpa bobot menjadi 1 g belum dipelajari, tetapi para ilmuwan tidak mengharapkan sesuatu yang baik darinya. Di orbit bumi, direncanakan untuk melakukan percobaan pada tikus untuk mempelajari pengaruh gaya gravitasi Mars pada siklus hidup mamalia, maka pertanyaannya akan lebih jelas.

bahaya meteorit
Karena atmosfernya yang langka, Mars jauh lebih rentan terhadap ancaman meteor daripada Bumi. Dalam hal ini, para tamu Planet Merah berisiko jatuh di bawah hujan meteor, dibandingkan dengan insiden di Chelyabinsk yang akan tampak kekanak-kanakan. Oleh karena itu, masalah perlindungan peralatan konstruksi, termasuk, menjadi sangat mendesak. Secara khusus, akan perlu untuk memecahkan masalah perlindungan tur menara konstruksi http://www.versona.org/ dan peralatan lainnya baik pada tahap pembuatan pemukiman, dan kemudian, ketika sektor jasa mulai berkembang, di khususnya, penyediaan peralatan teknis untuk disewakan.

Debu berbahaya

Di Mars, kesehatan astronot akan terancam oleh bahaya yang jauh lebih serius dari biasanya. Misalnya, debu sederhana di Mars jauh lebih berbahaya daripada debu bulan. Para ilmuwan menduga bahwa debu ini mengandung komponen yang sangat tidak menyenangkan - arsenik dan kromium heksavalen, yang dapat menyebabkan luka bakar serius pada kulit dan mata saat bersentuhan.

Cuaca jelek
Kecepatan angin yang bertiup di atas planet pada ketinggian yang berbeda belum sepenuhnya diketahui. Badai debu menyembunyikan hampir seluruh planet dari mata penduduk bumi, dan berlangsung selama tiga bulan.

Momen psikologis
Durasi penerbangan ke dan selanjutnya tinggal di ruang terbatas dapat menjadi hambatan serius bagi pecinta Mars yang paling kuat dan sehat. Bahkan dalam skenario yang paling optimal, perjalanan ke Mars saja akan menjadi perjalanan lima bulan yang melelahkan.

Misalnya, NASA memelihara beberapa satelit yang mempelajari Matahari, lingkungan luar angkasa di seluruh tata surya, dan melacak sinar kosmik galaksi dengan harapan memberikan pemahaman yang lebih baik tentang radiasi matahari dan kosmik. Juga, agensi sedang mencari opsi terbaik untuk melindungi astronot dan elektronik.

Pada tahun 2014, NASA meluncurkan Reducing Galactic Cosmic Rays Challenge, kompetisi intens senilai $12.000 yang akan memberikan penghargaan kepada ide-ide terbaik untuk mengurangi paparan astronot terhadap sinar kosmik galaksi. Kompetisi pertama di bulan April 2014 diikuti oleh yang lain di bulan Juli dengan total hadiah $30.000 untuk ide-ide yang berkaitan dengan perlindungan aktif dan pasif.

Ketika datang ke tempat tinggal jangka panjang dan kolonisasi, beberapa ide telah muncul di masa lalu. Misalnya, seperti yang disarankan oleh Robert Zubrin dan David Baker dalam rencana misi Mars Direct, tempat tinggal dapat dibangun langsung ke dalam tanah, yang akan menjadi perisai alami dari radiasi.

Juga diusulkan untuk membuat modul tiup yang dilapisi keramik yang dibuat menggunakan tanah Mars. Rencana ini akan mengandalkan teknik pencetakan 3D yang dikenal sebagai "sintering", di mana pasir diubah menjadi bahan cair menggunakan sinar-X.

MarsOne, sebuah organisasi nirlaba yang berjanji untuk menjajah Mars dalam beberapa dekade mendatang, menawarkan pilihannya sendiri untuk melindungi pemukim Mars dari radiasi. Organisasi tersebut telah mengusulkan bangunan pelindung ke dalam misi pesawat ruang angkasa, kendaraan, dan modul tempat tinggal. Jika terjadi semburan matahari, jika perlindungan tidak cukup, mereka mengusulkan untuk membangun tempat perlindungan radiasi khusus (terletak di tangki air berongga) di dalam Habitat Transit Mars mereka.

Tetapi proposal mitigasi paling radikal melibatkan memulai kembali inti planet untuk memulihkan magnetosfernya. Untuk melakukan ini, kita perlu mencairkan inti luar sehingga dapat kembali konveksi di sekitar inti dalam. Rotasi planet itu sendiri akan mulai menciptakan efek dinamo dan medan magnet akan dihasilkan.

Menurut Sam Factor, seorang mahasiswa pascasarjana di Departemen Astronomi di University of Texas, ada dua cara untuk melakukan ini. Yang pertama adalah meledakkan serangkaian hulu ledak termonuklir di dekat inti planet, dan yang kedua adalah menjalankan arus listrik melalui planet ini, menghasilkan resistensi di inti yang akan memanas.

Para ilmuwan dari National Institute of Fusion Sciences (NIFS) di Jepang melakukan penelitian pada tahun 2008 yang melihat kemungkinan menciptakan medan magnet buatan di sekitar Bumi. Menemukan bahwa selama 150 tahun terakhir, intensitas medan magnet telah turun 10%, mereka menganjurkan penciptaan cincin superkonduktor yang mengelilingi planet yang dapat mengkompensasi kerugian di masa depan.

Dengan beberapa modifikasi, sistem seperti itu dapat diadaptasi ke Mars. Ini akan menciptakan medan magnet yang dapat membantu melindungi permukaan dari beberapa radiasi berbahaya. Dan jika terraformer dapat menciptakan atmosfer di Mars, sistem seperti itu juga akan melindunginya dari angin matahari.

Akhirnya, sebuah studi tahun 2007 oleh para peneliti di Institut Mineralogi dan Petrografi di Swiss menunjukkan seperti apa inti Mars. Menggunakan ruang berlian, para ilmuwan mampu mereproduksi kondisi tekanan pada sistem besi-sulfur dan besi-nikel-sulfur yang sesuai dengan pusat Mars.


Mereka menemukan bahwa pada suhu inti Mars (sekitar 1227 derajat Celcius), inti dalam akan berbentuk cair, tetapi inti luar akan sedikit mengeras. Ini sangat berbeda dengan inti bumi, di mana pemadatan inti dalam melepaskan panas, yang membuat inti luar tetap cair, sehingga menciptakan efek dinamo dan medan magnet.

Tidak adanya inti dalam yang padat di Mars berarti bahwa inti luar yang dulunya cair pasti memiliki sumber energi yang berbeda. Entah bagaimana sumber ini mengering dan inti luar mengeras, mengakhiri efek dinamo. Namun, penelitian mereka juga menunjukkan bahwa pendinginan planet dapat menyebabkan pemadatan inti di masa depan, karena padatan kaya besi akan tenggelam ke pusat, atau besi sulfida akan mengkristal di inti.

Dengan kata lain, inti Mars suatu hari nanti bisa menjadi padat dengan memanaskan inti luar dan melelehkannya. Dikombinasikan dengan rotasi planet itu sendiri, ini akan menghasilkan efek dinamo yang suatu hari akan memulai medan magnet planet lagi. Jika ini benar, maka kolonisasi Mars dan kehidupan yang aman di atasnya akan menjadi masalah waktu - perlu menunggu sampai inti mengkristal.

Tidak ada jalan lain. Saat ini, radiasi di permukaan Mars cukup berbahaya. Oleh karena itu, setiap penerbangan ke planet ini di masa depan akan mempertimbangkan perlindungan dan penanggulangan radiasi. Dan setiap orang yang tinggal di Mars untuk waktu yang lama harus menggali lebih dalam ke bumi, atau melindungi diri dari sinar matahari dan kosmik.

Tapi kebutuhan adalah ibu dari penemuan, bukan? Dan karena kita perlu mulai menjajah dunia lain, jika kita ingin bertahan hidup sebagai spesies, kita harus menggunakan solusi inovatif.

Curiosity mempelajari tingkat radiasi di permukaan Mars dan menunjukkan bahwa mereka secara kasar sesuai dengan tingkat radiasi orbit Bumi yang rendah, di mana kawat

Curiosity memeriksa tingkat radiasi di permukaan Mars dan menunjukkan bahwa mereka secara kasar sesuai dengan tingkat radiasi orbit Bumi yang rendah, di mana orang menghabiskan banyak waktu, misalnya, di tingkat Stasiun Luar Angkasa Internasional.

Kunjungan ke Mars, bagaimanapun, tidak menjadi kurang berbahaya karena akan memakan waktu lama untuk terbang, dan Anda masih harus tinggal di Planet Merah untuk beberapa waktu dan kembali ke Bumi.

Tidak seperti planet kita, Mars tidak memiliki magnetosfer atau sangat lemah sehingga pengaruhnya terhadap objek apa pun dapat diabaikan. Tapi itu adalah magnetosfer yang terutama melindungi Bumi dari bagian penting dari radiasi, terutama hanya melewati partikel netral (foton, neutrino dan beberapa lainnya) dan mempertahankan bagian terbesar dari partikel bermuatan. Namun, Mars memiliki atmosfer. Dan meskipun tipis dan agak jarang, ia masih memberikan perlindungan terhadap radiasi.

Don Hassler, salah satu operator Curiosity, mengatakan bahwa ini adalah pengukuran pertama situasi radiasi dalam sejarah manusia di planet mana pun selain Bumi. Dia menambahkan bahwa astronot dapat hidup di lingkungan seperti itu. Sangat beruntung bahwa Mars bahkan memiliki atmosfer seperti itu. Sebenarnya, Bulan juga memiliki atmosfer, tetapi sangat lemah di sana sehingga dapat diabaikan dan disamakan dengan komponen gas luar angkasa. Di Mars, tidak boleh mengabaikan pengaruh atmosfer, tegas Hassler.

Stasiun cuaca penjelajah Mars juga memberi tahu banyak tentang gelombang panas. Faktanya, Matahari memanaskan atmosfer Mars di sisi yang menghadap Matahari. Akibatnya, tekanan turun dan mengembang. Dingin berlaku di sisi sebaliknya dan karena itu atmosfer di sana berkontraksi dan menjadi lebih tipis, lebih rendah.

Karena Mars berputar di sekitar porosnya, tonjolan udara yang lebih hangat bergerak bersama dengan sisi matahari dari timur ke barat. Semua ini dikonfirmasi oleh Curiosity dengan mengukur perubahan tekanan gas atmosfer di siang hari. Dan dia juga memperbaiki konjugasi fluktuasi tingkat partikel bermuatan, yang merupakan bagian integral dari angin matahari dan galaksi. Penurunan penetrasi radiasi bertepatan dengan peningkatan tekanan atmosfer. Artinya, ketika atmosfer menebal, partikel bermuatan sedikit menembus ke permukaan Mars. Jadi udara atmosfer Mars masih melakukan fungsi perlindungan sampai batas tertentu.

Para ilmuwan saat ini belum siap untuk memperkirakan apa yang disebut dosis harian radiasi untuk orang yang tinggal di Mars di masa depan. Tetapi jelas bahwa itu akan jauh lebih rendah daripada tingkat radiasi yang direkam oleh Curiosity yang sama selama penerbangan antarplanet. Seperti yang dikatakan para ahli di bidang astronotika, di sinilah letak masalah utamanya. Lagi pula, selama tiga tahun perjalanan ke Planet Merah (di sana dan kembali), astronot dapat menerima radiasi sekitar tujuh kali lebih banyak daripada mereka yang tinggal di ISS untuk periode yang sama.

Dosis kumulatif radiasi pengion meningkatkan risiko berkembangnya tumor ganas dan konsekuensi lainnya. Faktanya adalah bahwa partikel-partikel yang memiliki energi yang cukup kuat dan benar-benar menabrak tubuh manusia mampu mengubah atom-atom tubuh kita menjadi ion dan bahkan menjatuhkannya dari tempatnya yang "sah". Ini adalah efek berbahaya dari radiasi terionisasi. Oleh karena itu, badan antariksa menetapkan batasan ketat untuk berada di luar angkasa. Oleh karena itu, penting untuk mengetahui tingkat radiasi di luar angkasa dan tingkat radiasi di Mars.

Curiosity belum mengetahui sejauh mana Mars tidak berdaya melawan semburan matahari, yang juga berdampak serius pada Bumi. Oleh karena itu, para ahli NASA percaya bahwa koloni bawah tanah pertama akan dibangun di Mars, dan robot terutama akan muncul ke permukaan.