Jak chronić się przed promieniowaniem w kosmosie
Kierujący badaniami Mohsen Rahmani z ANU poinformował, że materiał jest tak cienki, iż na wierzchołek igły dałoby się nanieść setki jego warstw, które mogą być nakładane na każdą powierzchnię, w tym na skafandry kosmiczne.
- Nasz wynalazek ma wiele potencjalnych zastosowań, takich jak ochrona astronautów lub satelitów za pomocą ultracienkiej folii, która może być regulowana tak, aby odbijała niebezpieczne promieniowanie ultrafioletowe lub podczerwone w różnych środowiskach - powiedział dr Rahmani serwisowi "Science Daily".
- Podobnie jak samochód jest wyposażony w układ równoległych przewodów rezystancyjnych umieszczonych w tylnej szybie, które nagrzewając się, usuwają zaparowanie, tak w naszym wynalazku można precyzyjnie ustawić kontrolę za pomocą temperatury - dodał dr Xu z Centrum Fizyki Nieliniowej w Szkole Fizyki i Inżynierii ANU.
Granica kariery zawodowej w milisiwertach
To kolejna z całej i całkiem długiej serii propozycji pomysłów na walkę i ochronę przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym, na które narażeni są ludzie poza osłoną ziemskiej atmosfery.
Organizmy żywe nie radzą sobie dobrze w przestrzeni kosmicznej. NASA określa wręcz dla astronautów "granice kariery zawodowej", wyrażone w maksymalnych dawkach promieniowania, które mogą oni przyjąć. Limit ten wynosi od 800 do 1200 milisiwertów, zależnie od wieku, płci i innych czynników. Dawka ta odpowiada maksymalnemu ryzyku zachorowania na nowotwór - 3%. Większego ryzyka NASA nie dopuszcza.
Przeciętny mieszkaniec Ziemi jest narażony na ok. 6 milisiwertów promieniowania rocznie, co wynika z naturalnej ekspozycji na takie czynniki, jak gaz radonowy i blaty granitowe, oraz nienaturalnej ekspozycji na choćby badania rentgenowskie.
Misje kosmiczne - zwłaszcza te, które odbywają się poza ziemskie pole magnetyczne - doświadczają dużych poziomów promieniowania, w tym promieniowania w wyniku okazjonalnych burz słonecznych, mogącego spowodować uszkodzenia szpiku kostnego i narządów. Jeśli więc chcemy podróżować w kosmosie, musimy jakoś poradzić sobie z twardą rzeczywistością twardego promieniowania kosmicznego.
Ekspozycja na promieniowanie zwiększa również ryzyko wystąpienia u astronautów kilku rodzajów nowotworów, mutacji genetycznych, uszkodzenia układu nerwowego, a nawet zaćmy. W ciągu ostatnich kilku dekad programu kosmicznego NASA gromadziła dane dotyczące narażenia na promieniowanie wszystkich swoich astronautów.
Regolit marsjański i woda w skafandrze
Obecnie nie mamy rozwiniętego sposobu ochrony przed śmiertelnym promieniowaniem kosmicznym. Proponowane rozwiązania rozciągają się od wykorzystania gliny z asteroid jako osłony, po podziemne domy na Marsie, wykonane z regolitu marsjańskiego, ale koncepcje te są jednak dość egzotyczne.
NASA prowadzi badania nad systemem PErsonal Radiation Shielding for intErplanetary missiOns (PERSEO). Zakłada on wykorzystanie wody jako materiału do rozwoju bezpiecznego od promieniowania kombinezonu. Prototyp jest testowany na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Naukowcy sprawdzają m.in., czy kombinezon wypełniony wodą może być wygodnie noszony przez astronautę, a następnie opróżniany bez strat wody, będącej przecież w kosmosie niezwykle cennym zasobem.
Izraelska firma StemRad chciałaby rozwiązać problem, oferując ekran promieniowania. NASA i Izraelska Agencja Kosmiczna podpisały porozumienie, na mocy którego chroniąca przed promieniowaniem kamizelka AstroRad zostanie użyta w trakcie misji NASA EM-1 wokół Księżyca oraz na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w 2019 r.
Jak ptaki z Czarnobyla
Ponieważ życie, jak wiemy, ewoluowało na planecie dobrze osłoniętej przed kosmicznym promieniowaniem, ziemskie organizmy nie są zbyt zdolne do przetrwania bez tej tarczy. Każdy rodzaj wyrobienia nowej naturalnej odporności, w tym na promieniowanie, zajmuje wiele czasu. Istnieją jednak osobliwe wyjątki.
W artykule w "Science News" z 2014 r. opisano, w jaki sposób większość organizmów w okolicy Czarnobyla uległa szkodliwym skutkom wysokiego poziomu promieniowania. Okazało się jednak, że w niektórych populacjach ptaków było inaczej. Część z nich rozwinęła odporność na promieniowanie, a w efekcie zmniejszył się u nich poziom uszkodzeń DNA i liczba groźnych wolnych rodników.
Pomysł, że zwierzęta nie tylko przystosowują się do promieniowania, ale mogą nawet wypracować na nie korzystną reakcję, jest dla wielu wskazówką, w jaki sposób ludzie mogliby przystosować się do środowisk o wysokim natężeniu promieniowania – takich jak statki kosmiczne, obca planeta lub międzygwiezdna przestrzeń.
W lutym 2018 r. w czasopiśmie "Oncotarget" ukazał się artykuł pod hasłem "Vive la radiorésistance!" ("Niech żyje radio-odporność!"). Dotyczył badań w dziedzinie radiobiologii i biogerontologii, mających na celu zwiększenie odporności ludzi na promieniowanie w kontekście kolonizacji głębokiej przestrzeni kosmicznej. Wśród autorów artykułu - którego ambicją było wytyczanie "mapy drogowej" do osiągnięcia stanu ludzkiej radio-odporności pozwalającej naszemu gatunkowi eksplorować kosmos bez obaw - są specjaliści z Centrum Badawczego Ames, należącego do NASA.
- Ta mapa drogowa określa kierunki rozwoju biologii człowieka, wykraczające poza nasze naturalne granice. Czyni to w sposób, który nie tylko zapewni długowieczność i odporność na choroby, ale także będzie miał zasadnicze znaczenie dla przyszłych badań kosmosu - oświadczył João Pedro de Magalhães, współautor artykułu, przedstawiciel amerykańskiej Fundacji Badań nad Biogerontologią.
Pomysły, które krążą w środowisku zwolenników "dostosowania" organizmu ludzkiego do przestrzeni kosmicznej, brzmią nieco fantastycznie. Jeden z nich np. polegałby na zastąpieniu podstawowych składowych białek naszych organizmów, pierwiastków wodoru i węgla - ich cięższymi izotopami, deuterem i węglem C-13. Są też inne, nieco bardziej oswojone metody, jak np. medykamenty uodporniające na radiację, terapie genowe czy aktywna regeneracja tkanek na poziomie komórkowym.
Oczywiście istnieje również całkowicie inny nurt. Głosi on, że skoro kosmos jest dla naszej biologii tak nieprzyjazny, to po prostu zostańmy na Ziemi, a eksplorację zlećmy maszynom, którym promieniowanie szkodzi znacznie mniej.
Wydaje się jednak, że takie myślenie zbyt koliduje ze starymi ludzkimi marzeniami o podróżach kosmicznych.
