הסכנות במסע למאדים כוללות קרינה

ההגנה על האסטרונאוטים מקרינה מסוכנת אם וכאשר יטוסו למאדים וחזרה בעשורים הקרובים תהיה אתגר מאיים ובלתי צפוי. זאת לפי המדידות הראשונות שנעשו אי פעם של החלקיקים עתירי האנרגיה שתספוג החללית לאורך הדרך. קריאות מגלאי הקרינה (RAD) על גבי החללית שנשאה את הרובוט המשוטט קיוריוסיטי (Curiosity) למאדים חושפות שהאסטרונאוטים יספגו מינונים משמעותיים של קרניים קוסמיות באנרגיה גבוהה מאוד וחלקיקים סולאריים.

קריאות אלה צפויות למדי לאור המידע שיש בידינו על החלל העמוק, אבל המדידות עצמן הן קריאת השכמה: אסטרונאוט שנמצא בחללית ברמת ההגנה של תחנת החלל הבינלאומית  יספוג קרינה שדי בה כדי להתקרב או לחרוג מהמינון שנחשב חשיפה בטוחה במשך כל החיים.

"לא הייתי אומר שזאת תוצאה מפתיעה, אבל היא מראה לראשונה באמצעות נתונים אמיתיים שאנשים שיטוסו למאדים יספגו מינון קרינה משמעותי גם במסע לבדו," אומר קרי זייטלין, חבר בצוות RAD, מדען ראשי במכון המחקר סאותווסט והמחבר הראשי של המאמר על המדידות, שפורסם בכתב העת Science. לדבריו, המינון המצטבר לאורך המסע יהיה שקול לזה המתקבל מסריקת טומוגרפיה ממוחשבת המבוצעת אחת לכל חמישה או שישה ימים. RAD מודד גם את רמות הקרינה במאדים. המדען הראשי דונלד הסלר, אף הוא ממכון המחקר סאותווסט, מוסר שבהמשך השנה צפוי לצאת דוח מעקב על הקריאות הללו.

רכבי חלל אחרים מדדו את הקרינה בחלל העמוק, אבל RAD הוא הראשון שמבצע מדידות ברכב חלל מוגן ובתנאים הדומים לאלה שאסטרונאוט נתון בהם. מחברי המחקר מודיעים שלאור התוצאות נראה בבירור שיהיה צורך לתכנן הגנה משופרת לשמירה על ביטחונם של אסטרונאוטים היוצאים למאדים.

גורמים בנאס"א מוסרים שאין בנתונים מ-RAD שום דבר שעלול לסכל את המשימה לשלוח אסטרונאוטים למאדים עד אמצע שנות השלושים של המאה הנוכחית. חרף זאת, הם מוסיפים שכדי שרמת הבטיחות במשימה למאדים תניח את הדעת, חיוני ליצור הגנה יעילה יותר מפני חלקיקים סולאריים וכן מערכת הנעה שתקצר את זמן המסע של החללית למאדים.

אדי סמונס, קצין בריאות וקרינה בטיסות חלל ממרכז החלל ג'ונסון של נאס"א, אומר שהסוכנות לא תוכל לשלוח אסטרונאוטים למאדים בטכנולוגיה הקיימת, כי החשיפה לקרינה תחרוג מהתקן שקבעה המועצה הלאומית להגנה ולמדידת קרינה. לדבריו, התקן של נאס"א, שנמצא כעת בבחינה של המכון לרפואה, אוסר עלייה של יותר משלושה אחוזים בסיכון לסרטן. "כדי שנצא למסעות חקר ארוכים בחלל יש לפתח אתיקה בנוגע לסיכונים, לשם הגנה על הצוות. רק אז נוכל לקבל החלטה להמשיך הלאה," הוא מסביר.

קריאות ה-RAD הצביעו על חשיפה של 466 מיליסיוורט לקרניים קוסמיות גלקטיות ולחלקיקים אנרגטיים סולאריים במסע הלוך שאורכו 253 ימים, ומינון זהה בדרך חזרה. מאחר שאין ספק שכשהמשימה המאוישת למאדים תצא לדרך יהיו כוכבי הלכת קרובים יותר זה לזה, מחברי המחקר (ונאס"א) מעריכים שהטיסה בכיוון אחד תימשך 180 ימים. לפי המדידות החדשות של RAD יהיו האסטרונאוטים חשופים ל-300 מיליסיוורט לערך בכל כיוון.

כמה סוכנויות חלל קבעו שכמות הקרינה המרבית שאדם יכול לספוג במרוצת כל חייו בלי שתחול עלייה בלתי קבילה בסיכון לבריאותו היא אלף מיליסיוורט או סיוורט אחד. מחקרי אוכלוסייה ארוכי טווח הראו שחשיפה לאורך כל החיים לקרינה במינון של סיוורט אחד מגבירה בחמישה אחוזים את הסיכוי לפתח סרטן קטלני. כמו כן נמצא קשר בין קרינה קוסמית ובין נזק לתאים של מערכת העצבים המרכזית ובסופו של דבר למוח.

מקור הקרינה הגדול ביותר שמדד RAD היה ללא ספק קרניים קוסמיות גלקטיות, שמקורן כנראה בכוכבי "סופרנובה" מתפוצצים. חלקיקים קוסמיים עתירי אנרגיה אלה מכילים יונים כבדים, המורכבים מגרעיני אטומים, ללא האלקטרונים המקיפים אותם באופן רגיל. עוד ידוע שיונים כבדים יוצרים סיכון רב במיוחד לבני אדם. קרניים קוסמיות בחלל העמוק אינן נבלמות בדרך כלל במגן האלומיניום שמשמש כיום בחלליות ובתחנת החלל הבינלאומית.

מטר הקרניים הקוסמיות הוא בלתי פוסק ואילו האירועים הסולאריים הם אקראיים ומתרחשים לעתים רחוקות, אבל פוטנציאל הנזק שלהם גבוה יותר. הרובוט המשוטט קיוריוסיטי טס למאדים בתקופה של פעילות סולארית מתונה יחסית, לדברי זייטלין והסלר, ורק חמש שלהבות שמש הופיעו במשך המסע. המחברים מציינים כי התפרצויות שמשיות עלולות לחשוף את האסטרונאוטים לקרינה גבוהה במידה ניכרת מזו שקלט RAD.

מאחר שאפשר להגן במידה מסוימת על האסטרונאוטים מהאירועים הסולאריים עתירי האנרגיה, מתכנני ומהנדסי חלליות דנים זה מכבר בצורך ליצור אזורים מוגנים במיוחד שבהם יוכלו האסטרונאוטים לחכות עד יעבור זעמה של סערת השמש. הקרינה הקוסמית יכולה לחדור מבעד לרוב החומרים המשמשים כיום בבנייתם של רכבי חלל, אבל ידוע שהמימן במים מספק הגנה טובה מאוד. בשל כך, התוכניות לבנות חללית למאדים כוללות בדרך כלל אחסון מים (לשתייה, לרחצה ואולי אף לגידול עציצים) בתוך מעטה המתכת של החללית אשר ישמשו לחציצה, בעיקר באזור המיועד ללינה.

מאחר שכמות הקרינה שאליה אסטרונאוט נחשף במסע למאדים וחזרה נובעת מאורך שהותו בחלל, זייטלין והסלר אומרים שהדרך הטובה ביותר לצמצם את הסיכון היא קיצורו של משך המסע. נאס"א בוחנת דרכים להאיץ את החללית, אבל תהליך זה עודו בהתהוות.

גישה אחרת לסוגיית הקרינה הועלתה מוקדם יותר השנה על ידי צוות בראשותו של דניס טיטו, אסטרונאוט שפעל בעבר בשוק הפרטי, אשר הציע לשלוח שני אסטרונאוטים לטיסה סביב מאדים ב-2018. הצוות של טיטו יחפש לשם כך גבר ואישה בשנות החמישים לחייהם, כי מבחינה סטטיסטית הסיכוי שאסטרונאוטים מבוגרים יותר יפתחו סרטן שמקורו בקרינה נמוך יותר, ולו מפני שתוחלת חייהם נמוכה מזו של אדם צעיר.

אסטרונאוטים רבים כבר נחשפו באופן משמעותי לקרינה קוסמית וסולארית בעת שהותם בתחנת החלל הבינלאומית ובתחנת החלל מיר (Mir) שקדמה לה, אבל מאחר שתחנת החלל הבינלאומית מתקדמת במסלול נמוך סביב כדור הארץ, האסטרונאוטים שבתוכה, כמו כל החיים עלי אדמות, מוגנים במידה משמעותית מקרינה על ידי השדות המגנטיים שמקיפים את כדור הארץ ברום רב יותר ומסיטים קרינה קוסמית וסולארית.

לסיכון המוגבר יש משמעות רבה. זייטלין מסביר שאסטרונאוט שטס למאדים יהיה חשוף לקרינה גבוהה פי שלושה מזו שייחשף אליה אסטרונאוט שנמצא בתוך תחנת החלל הבינלאומית באותו פרק זמן.

לקריאת כל התגובות ברצף