Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) w komunikacie nadesłanym do PAP nazwała te ustalenia „paradoksem promieniowania”. Dotąd misje kosmiczne planowano bowiem tak, by astronauci nie byli narażeni na promieniowanie związane z gwałtowną aktywnością Słońca. Ale w drodze na Księżyc albo Marsa zagraża im też promieniowanie powstające poza Układem Słonecznym na przykład w wyniku wybuchu supernowej.

Podczas burz słonecznych astronauci mogą ukryć się w dodatkowo osłoniętych częściach statku albo Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Jednak przed promieniowaniem jonizującym z dalekiego kosmosu nie ma jak uciec. Cząstki spoza Układu Słonecznego poruszają się z prędkością bliską prędkości światła, przenikają osłony statku i ludzkie ciało. Powodują w komórkach zniszczenia, które grożą m.in. chorobami nowotworowymi i zaćmą.

Wyniki badania opublikowanego 9 marca w czasopiśmie „Space Weather” wskazują, że zwiększona aktywność słoneczna redukuje to bardziej niebezpieczne wysokoenergetyczne promieniowanie.

Aktywność Słońca zmienia się w cyklach trwających ok. 11 lat. W polu magnetycznym naszej gwiazdy zamieniają się wtedy miejscami bieguny – północny staje się południowym i odwrotnie. Kiedy następuje ta roszada, aktywność Słońca osiąga maksimum. Potem maleje przez 6-7 lat do minimum, by przez kolejne 3-5 lat znów rosnąć. I tak w kółko.

Według danych Centralnego Laboratorium Ochrony Radiologicznej (CLOR) średnia roczna dawka promieniowania w przestrzeni kosmicznej to 400-700 milisiwertów (mSv). MSv to jednostka minimalnej dawki powodującej uszkodzenie tkanki ludzkiej. Dla porównania podczas przechodzenia przez bramkę na lotnisku przyjmujemy 0, 00007 mSv, przy prześwietleniu klatki piersiowej 0,14 mSv, a średnia roczna dawka promieniowania z naturalnych źródeł dla obywatela Polski to 2,46 mSv.

Określony przez ESA limit promieniowania jonizującego dla całej kariery astronauty wynosi 1000 mSv. Wcześniejsze badania wskazywały, że w trakcie pojedynczego lotu na Marsa i z powrotem w okresie słonecznego minimalnej dawka promieniowania zbliżyłaby się do tego limitu.

Autorzy nowej pracy, naukowcy z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii, Uniwersytetu w Kilonii (Niemcy) i Uniwersytetu Michigan (USA) pod kierownictwem fizyka dr Chao Zhanga, napisali, że określenie wpływu promieniowania kosmicznego na organizm ludzki jest niezbędne do oceny bezpieczeństwa długotrwałych misji, na przykład na Marsa.

Zespół wykorzystał dane z orbitera TGO (ExoMars Trace Gas Orbiter) krążącego wokół Marsa oraz teleskopu CRaTER (Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation), który działa na pokładzie satelity Księżyca – Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO).

Badacze oszacowali dawki promieniowania, na które astronauci byliby narażeni podczas podróży na Marsa w różnych scenariuszach. Obliczono dawki dla symulowanych misji przy różnych poziomach aktywności słonecznej i trzech trajektorii: najbardziej energooszczędnej, ale najdłuższej; najbardziej energochłonnej, ale najkrótszej oraz pośredniej. We wszystkich przypadkach dawka promieniowania jonizującego znacznie spadała w pobliżu maksimum słonecznego.

Okazało się, że w wariancie najszybszej podróży w okresie maksimum słonecznego ekspozycja na promieniowanie mogłaby zmniejszyć się o 55 proc. w porównaniu z taką samą trajektorią w trakcie minimalnej aktywności Słońca. Na trasie najdłuższej ta różnica wyniosłaby 45 proc.

Cytowana w komunikacie Polka dr Anna Fogtman z Zespołu Medycyny Kosmicznej ESA, kierująca operacjami ochrony radiologicznej w Europejskim Centrum Astronautów ESA w Kolonii, podkreśliła, że ochrona astronautów podczas wypraw kosmicznych to priorytet agencji. Jej zdaniem wyniki badania pomogą wykorzystać zmiany cyklu słonecznego do planowania przyszłych misji kosmicznych. – Możemy oszacować, ile zyskamy, wybierając określone okno startowe i trajektorie, a także określić, w jakich sytuacjach będą konieczne skuteczniejsze osłony i nowe koncepcje operacyjne, by wyprawy na Marsa były bezpieczniejsze – podsumowała dr Fogtman. (PAP)

abu/ agt/