Sugárvádelem a Marson

Egyelőre még csupán robotok róják a Mars felszínét, azonban a tervek szerint az ember is odajut hamarosan: mind az USA, mind Kína tervezi az első emberes marsi küldetését a 2030-as évekre. Az régóta világos, hogy a vörös bolygó felszínén különleges sugárvédelemre lesz szükség a tartós emberi ottléthez, így a lakhelyek megtervezésénél ez a legfőbb szempontok egyike. A Blue Marble Űrkutatási Intézet kutatópárosa vizsgálta át nemrégiben, hogy miféle, lehetőleg helyi anyagokból miként lehet majd ezt elérni. A tanulmányuk, amelyet a Universe Today ismertetett, hamarosan megjelenhet az Acta Astronautica szakfolyóiratban is, addig preprintként olvasható.

Míg a Földön a fejlett országok lakói évente 6,2 millisievert sugárzásnak vannak kitéve (egy mellkasröntgen 0,02 millisievert sugárterheléssel jár), a Marson ugyanennyi idő alatt már 244,5 millisievert sugárzást kap egy ott élő ember, ez pedig már a 2,5-szerese annak, ami a rák kockázatnövekedését jelentheti. Az éves sugárdózis egy dolog, emellett érdemes azt is figyelembe venni, hogy nem egyenletes eloszlásban érkezik a sugárzás, és nem egyforma energiájú részecskékkel. Egy napkitörés, vagy a beérkező galaktikus kozmikus sugárzás rövid idő alatt hozhat nagy terhelést. A galaktikus kozmikus sugárzás könnyedén áthatol az átlagos sugárvédelmet biztosító szerkezeteken, ahogy az esetlegesen felgyorsult, napkitörésekkel érkező nagyenergiás részecskék is.

Különböző sugárzástól védő anyagokat vettek sorra a kutatók, az odaszállítandókat és a helyben előállíthatókat is, számtalan, az űriparban jól ismert anyagot, mint az alumínium, a polietilén, a ciklohexán, a polimetil-metakrilát, a Mylar és a Kevlar, valamint a víz, a szénszálas anyagok, a folyékony hidrogén, illetve a marsi regolit maga. Minden egyes anyag esetében pontos modellszámításokat végeztek arra vonatkozóan, hogy miként engedi át (illetve állítja meg) a sugárzást. A kutatók azt számolták ki, hogy egy emberi test mennyi sugárzást kaphatna az egyes anyagokból készült építményekben, s nyilvánvalóan az a legjobb, amelyen át a legkisebb sugárzás érheti az  űrhajóst.

Az eredményeik azt mutatták, hogy a hidrogénben gazdag anyagok – például a vízjég – adja a leghatékonyabb védelmet a galaktikus kozmikus sugárzás ellen, a marsi regolit közepes védelmet nyújt, így az kiegészítésként alkalmazható, ám javul a hatása alumíniummal kombináltan. A regolit előnye, hogy helyben van, s az alumínium is jelen van a bolygón (persze, a hozzáférhetősége még számos kérdést vet fel).

A NASA és más űrügynökségek is számos, mind a Holdon, mind a Marson kivitelezhető lakhelyekhez szükséges anyagot, tervet és technológiát végigvizsgálnak. Mind a NASA, mind a kínaiak 2033-tól kezdődően küldenének űrhajósokat a Marsra, 26 hónaponként, és ezek a küldetések a felszínen felépítendő emberi lakhelyekben csúcsosodnának ki. Ezek az első lakhelyek beltéren valószínűleg a Földről odaszállított, pehelykönnyű anyagokból készülhetnek majd. A szénszálas anyagokhoz szenet a marsi légkör szén-dioxidjából lehet kivonni, az alumíniumot pedig a kőzetekből, szintén helyben lehet előállítani. A vízjéghez, illetve a regolithoz szintén helyben lehet hozzájutni, és robotok segítségével, 3D-nyomtatással lehet a sugárzástól védő építményeket létrehozni. Ezek az építmények teremthetik meg a hosszú távú, majd később az állandó emberi jelenlét alapjait.

Bár a sugárzás csak egy azon kihívások közül, amelyek az emberre várnak a világűrben és más égitesteken, a hasonló kutatások fontos lépést jelentenek a gyakorlati megoldások felé.