Under de senaste decennierna har mänskligheten börjat utforska Mars mycket mer aktivt. Det finns nu 8 aktiva uppdrag på eller i närheten av den röda planeten, och i slutet av decenniet planeras det att sända sju fler robotlandare, rover eller orbiter. Och år 2030 planerar flera rymdbyråer att landa en besättning på planetens yta.
Det finns många frivilliga som är villiga att ta en envägsresa till Mars och människor som vill förvandla planeten till sitt nya hem. Alla dessa förslag har riktat forskarnas uppmärksamhet på de specifika faror som uppstår när människor skickas till Mars. Förutom jordens torra och kalla miljö, brist på luft och sandstormar finns det också en stor risk för strålning.
Anledningarna
Mars har inte den skyddande magnetosfären som jorden har. Forskare spekulerar i att Mars på en gång också hade konvektionsströmmar i sin kärna, vilket skapade en dynamoeffekt som startade ett planetmagnetiskt fält. Men för cirka 4,2 miljarder år sedan, på grund av påverkan av ett stort föremål eller den snabba kylningen av kärnan, stoppades dynamoeffekten.
Som ett resultat, under de närmaste 500 miljoner åren, försvann Mars atmosfären långsamt på grund av solvinden. Utan en atmosfär utsätts planeten för en högre strålningsnivå än jorden. Utöver detta observeras dödliga explosioner också under starka solbrännor.
Forskning
Kampanjvideo:
NASA: s Mars Odyssey rymdskepp skeppades 2001. Den var utrustad med ett speciellt instrument MARIE (Martian Radiation Experiment) utformat för att mäta strålningsmiljön runt Mars. Eftersom planeten har en tunn atmosfär kommer strålningen som detekteras av apparaten att vara ungefär densamma som på ytan.
Under cirka 18 månaders datainsamling bestämde Mars Oddysey att strålningen var 2,5 gånger nivån på den internationella rymdstationen - 22 millirad per dag, vilket är jämförbart med 8000 millirad (8 rad) per år. Enheten registrerade också två händelser med solprotoner, när strålningsnivån steg till 2000 millirad per dag, och flera mindre händelser, med en nivå på upp till 100 millirad per dag.
Som jämförelse utsätts människor i utvecklade länder i genomsnitt för strålningsnivåer på 0,62 rad per år. Studier visar att en person kan hantera en dos upp till 200 rad utan betydande hälsoskador, men med långvarig exponering för de strålningsnivåer som hittades på Mars kan alla typer av sjukdomar börja dyka upp: akut strålningssjukdom, ökad risk för cancer, genetisk skada, död.
Med tanke på att alla strålningsnivåer över normen har en viss risk, har NASA och andra byråer strikta ALARA-policyer när de planerar sina uppdrag. Det innebär implementering av säkerhetssystem för att reducera strålning till en rimlig och uppnåbar nivå.
Möjliga lösningar
Framtida utforskare av Mars kommer definitivt att behöva möta ökade strålningsnivåer. Dessutom kommer alla försök och planer på att kolonisera planeten kräva antagande av många effektiva åtgärder för att säkerställa en minimal strålningsexponering. Flera lovande lösningar (både på kort och lång sikt) har redan föreslagits.
Till exempel driver NASA för närvarande flera satelliter som undersöker solen, vårt systems yttre rymd och observerar galaktiska kosmiska strålar (GCR). Dessa satelliter möjliggör bättre förståelse för solstrålning. De arbetar också för att hitta sätt att förbättra skyddet för astronauter och elektronik.
2014 lanserade NASA projektet Galactic Cosmic Rays Reduction. Detta är en incitamenttävling som har tilldelat 12 000 dollar för idéer om hur man kan minska strålningens effekter på astronauter. Efter den första omgången i april 2014 lanserades ytterligare en liknande runda med en premie på $ 30 000 i juli.
När det gäller långvariga vistelser och kolonisering har flera intressanta idéer uttalats tidigare. Till exempel beskrev Robert Zubrin och David Baker i sitt Mars Direct-förslag om möjligheten att bygga en koloni direkt i marken för att få ett naturligt skydd mot strålning.
Också uttryckt förslag för byggande av livsmiljöer ovanför planeten, med hjälp av uppblåsbara moduler, klädda i keramik. Detta skulle också använda Marsjord. En liknande idé föreslogs av NASA och ESA för månens kolonisering. Enligt idén ska specialrobotar med 3D-tryckning enligt "spis" -metoden förvandla sand till smält material med röntgenstrålar.
Hittills förblir strålning på Mars det största problemet för framtida kolonisatorer. Under överskådlig framtid kommer kolonister sannolikt att leva i marken eller i anläggningar som ger ett fast skydd mot sol- och kosmiska strålar.