Kredit gambar: NASA
NASA mempunyai misteri untuk diselesaikan: Bolehkah orang pergi ke Marikh, atau tidak?
"Ini adalah persoalan radiasi," kata Frank Cucinotta dari Projek Kesihatan Radiasi Angkasa NASA di Pusat Angkasa Johnson. "Kami tahu berapa banyak radiasi di luar sana, menunggu kami antara Bumi dan Marikh, tetapi kami tidak pasti bagaimana tubuh manusia akan bertindak balas terhadapnya."
Angkasawan NASA telah berada di angkasa lepas, selama 45 tahun. Namun, kecuali beberapa perjalanan cepat ke bulan, mereka tidak pernah menghabiskan banyak waktu jauh dari Bumi. Ruang dalam dipenuhi dengan proton dari cahaya matahari, sinar gamma dari lubang hitam yang baru lahir, dan sinar kosmik dari bintang yang meletup. Pelayaran panjang ke Marikh, tanpa planet besar di sekitarnya untuk menyekat atau memesongkan sinaran itu, akan menjadi petualangan baru.
NASA menimbang bahaya radiasi dalam unit risiko barah. Seorang lelaki Amerika berusia 40 tahun yang bebas rokok mempunyai peluang (20 kali) untuk akhirnya mati akibat barah. Itu jika dia tinggal di Bumi. Sekiranya dia pergi ke Marikh, risikonya akan meningkat.
Persoalannya, berapa?
"Kami tidak pasti," kata Cucinotta. Menurut kajian pada tahun 2001 orang yang terdedah kepada dos radiasi yang besar - contohnya, bom atom Hiroshima yang selamat dan, ironinya, pesakit barah yang telah menjalani terapi radiasi - risiko tambahan misi 1000 hari Mars terletak di antara 1% dan 19% . "Jawapan yang paling mungkin adalah 3.4%," kata Cucinotta, "tetapi bar kesalahannya luas."
Kemungkinan lebih buruk bagi wanita, tambahnya. "Kerana payudara dan ovari, risiko terhadap angkasawan wanita hampir dua kali ganda risiko bagi lelaki."
Para penyelidik yang melakukan kajian itu menganggap kapal Mars akan dibina "kebanyakannya dari aluminium, seperti modul perintah Apollo lama," kata Cucinotta. Kulit kapal angkasa akan menyerap sekitar separuh radiasi yang memukulnya.
"Sekiranya risiko tambahan hanya beberapa peratus? kita baik-baik saja. Kami dapat membina kapal angkasa menggunakan aluminium dan menuju ke Mars. " (Aluminium adalah bahan kegemaran untuk pembinaan kapal angkasa, kerana ringan, kuat, dan tidak asing lagi bagi jurutera dari penggunaan dekad yang panjang dalam industri aeroangkasa.)
"Tetapi jika ia 19%? angkasawan berusia 40 tahun kita akan menghadapi 20% + 19% = 39% kemungkinan menghidap barah yang mengakhiri hidup setelah dia kembali ke Bumi. Itu tidak boleh diterima. "
Bar kesalahan adalah besar, kata Cucinotta, untuk alasan yang baik. Sinaran ruang adalah gabungan sinar gamma, proton bertenaga tinggi dan sinar kosmik. Letupan bom atom dan rawatan barah, yang menjadi asas banyak kajian, bukan pengganti "perkara sebenar."
Ancaman terbesar bagi angkasawan dalam perjalanan ke Marikh adalah sinar kosmik galaksi - atau "GCR". Ini adalah zarah-zarah yang dipercepat ke hampir cahaya dengan letupan supernova yang jauh. GCR yang paling berbahaya adalah nukleus berion berat seperti Fe + 26. "Mereka jauh lebih bertenaga (berjuta-juta MeV) daripada proton biasa yang dipercepat oleh suar suria (puluhan hingga ratusan MeV)," catat Cucinotta. GCR laras melalui kulit kapal angkasa dan orang-orang seperti bola meriam kecil, memecahkan helai molekul DNA, merosakkan gen dan membunuh sel.
Angkasawan jarang mengalami dos penuh GCR ruang dalam ini. Pertimbangkan Stesen Angkasa Antarabangsa (ISS): ia mengorbit hanya 400 km di atas permukaan Bumi. Tubuh planet kita, menjulang besar, memintas kira-kira satu pertiga GCR sebelum mereka mencapai ISS. Sepertiga yang lain dipesongkan oleh medan magnet Bumi. Angkasawan ulang-alik angkasa menikmati pengurangan yang serupa.
Angkasawan Apollo yang pergi ke bulan menyerap dos yang lebih tinggi - kira-kira 3 kali tahap ISS - tetapi hanya untuk beberapa hari semasa pelayaran Bumi-bulan. GCR mungkin telah merosakkan mata mereka, kata Cucinotta. Dalam perjalanan ke bulan, kru Apollo melaporkan melihat sinar kosmik berkelip di retina mereka, dan sekarang, bertahun-tahun kemudian, beberapa dari mereka telah mengembangkan katarak. Jika tidak, mereka nampaknya tidak banyak menderita. "Beberapa hari 'di luar sana' mungkin selamat," kata Cucinotta.
Tetapi angkasawan yang pergi ke Marikh akan "diluar sana" selama satu tahun atau lebih. "Kita belum dapat mengira, dengan pasti, apa yang akan dilakukan sinar kosmik kepada kita ketika kita terdedah begitu lama," katanya.
Mengetahui adalah misi Makmal Radiasi Ruang Angkasa (NSRL) baru NASA, yang terletak di Makmal Nasional Brookhaven Jabatan Tenaga AS di New York. Ini dibuka pada bulan Oktober 2003. "Di NSRL kami memiliki pemecut zarah yang dapat mensimulasikan sinar kosmik," jelas Cucinotta. Para penyelidik mendedahkan sel dan tisu mamalia ke sinar zarah, dan kemudian meneliti kerosakannya. "Tujuannya adalah untuk mengurangkan ketidakpastian dalam anggaran risiko kita kepada hanya beberapa peratus pada tahun 2015."
Setelah risikonya diketahui, NASA dapat memutuskan jenis kapal angkasa yang akan dibina. Ada kemungkinan bahan binaan biasa seperti aluminium cukup baik. Sekiranya tidak, "kami telah mengenal pasti beberapa alternatif," katanya.
Bagaimana dengan kapal angkasa yang diperbuat daripada plastik?
"Plastik kaya dengan hidrogen - elemen yang berfungsi dengan baik menyerap sinar kosmik," jelas Cucinotta. Contohnya, polietilena, beg sampah bahan yang sama dibuat, menyerap sinar kosmik 20% lebih banyak daripada aluminium. Satu bentuk polietilena bertetulang yang dikembangkan di Marshall Space Flight Center adalah 10 kali lebih kuat daripada aluminium, dan juga lebih ringan. Ini dapat menjadi bahan pilihan untuk membangun kapal angkasa, jika dapat dibuat dengan harga yang murah. "Walaupun kita tidak membina keseluruhan kapal angkasa dari plastik," catat Cucinotta, "kita masih dapat menggunakannya untuk melindungi bidang-bidang utama seperti tempat kru." Memang, ini sudah dilakukan di ISS.
Sekiranya plastik tidak cukup baik, hidrogen tulen mungkin diperlukan. Pound untuk paun, hidrogen cair menyekat sinar kosmik 2.5 kali lebih baik daripada aluminium. Beberapa reka bentuk kapal angkasa maju memerlukan tangki besar bahan bakar hidrogen cair, jadi "kami dapat melindungi kru dari radiasi dengan membungkus tangki bahan bakar di sekitar tempat tinggal mereka," spekulasi Cucinotta.
Bolehkah orang pergi ke Marikh? Cucinotta percaya begitu. Tetapi pertama, "kita harus mengetahui berapa banyak radiasi yang dapat ditangani oleh badan kita dan jenis kapal angkasa yang perlu kita bina." Di makmal di seluruh negara, kerja sudah dimulakan.
Sumber Asal: Kisah Sains NASA
