宇宙の広大な空虚において、宇宙飛行士は2種類の放射線を脅かします。宇宙線は近光速度で銀河を通り抜け、太陽活動はより抑制された放射線を生成します。 どちらも宇宙旅行者にとって問題であり、視力障害から癌に至るまでの状態を引き起こします。
地球の保護大気のおかげで、この放射線は地球上では問題になりません。 しかし、エンジニアはまだ宇宙飛行士をこれらの危険から保護する効果的な方法を持っていないため、2030年代までの3年の旅で人間を火星に送るという既に危険な計画に余分なレベルのリスクを加えています。
NASAの研究所の上級科学顧問である放射線専門家のRon Turner氏は、「1人以上の乗組員が無能力になっている場合、ミッションをリスクにさらすミッションレベルのリスクが存在する可能性があります。アトランタの高度な概念。人間の宇宙ミッションのリスク管理戦略を研究しています。 「今後10年間にそのデータを取得することが重要であり、将来の火星ミッションの慎重な計画を立てることができます。」
太陽は常に太陽風を通してエネルギー粒子を放出します。 そして、これらの粒子のレベルは、太陽の22年の太陽周期の間に上下します。 太陽嵐はまた、荷電粒子の巨大な塊を宇宙に投げ込む可能性があり、11年のピークが最も活発になります。 強力な放射線は、長期的ながんリスクを高めるだけでなく、嘔吐、疲労、視力の問題などの即時の問題を引き起こす可能性もあります。
太陽活動のように、宇宙線は癌を引き起こす可能性があります。 これらの高エネルギー、高速度の粒子は、太陽系の外側から発生し、人間の細胞に深刻な損傷を与える可能性があります。 しかし、太陽からの放射とは異なり、宇宙線は、心臓病、免疫系の有効性の低下、アルツハイマー病に似た神経症状など、宇宙にいる間も長期的な変性効果を引き起こす可能性があります。
それらを保護する地球の大気がなければ、国際宇宙ステーションに搭乗している宇宙飛行士はすでにこれらの放射線の危険に対処しなければなりません。 太陽が特に強力な放射線を放出するとき、彼らは船のより重度に遮蔽された部分に避難所を求めることができます。 しかし、宇宙放射線の絶え間ない着実な攻撃を避けることは、より大きな課題を提示します。 そして、ISSの誰も、火星への3年間のミッションで見られるような完全な放射線の危険をまだ経験していない。 誰もが宇宙ステーションで過ごした最大時間は14ヶ月です。
厚い船体は低エネルギーの宇宙線をブロックするのに役立ちますが、強力な光線は簡単に通過できます、とターナーは指摘します。 さらに、宇宙船の船体の公称厚さを2倍にすると、宇宙飛行士に対する脅威が約10％減少するだけです。この数値は、光線と遮蔽の両方の性質に依存します。 その余分なシールドは、宇宙船に重量を追加し、科学と生存のための供給に充てることができるものを制限します。
ターナーは、宇宙線による危険を軽減する最善の方法は、遮蔽からではないと言います。 代わりに、彼は、解決策は宇宙飛行士が他の世界を行き来する時間を短縮することから来ると考えています。 人類が火星に着地すると、惑星の大部分が重要な保護を提供し、それを通過する放射線の量を効果的に半分にします。 火星の薄い大気は、地球の厚いガス層と同じシールドを提供しませんが、それはまた、表面の探検家に届く宇宙線を減らします。
宇宙線が人間の探検家にどのように影響するかを理解するために、科学者はまず与えられた時間に太陽の磁場の特性を測定する必要があります。 「宇宙飛行士を送り込んでいる銀河宇宙線の環境をよく理解すればするほど、ミッションを計画し、宇宙飛行士に対するミッションの効果を理解できるようになります」とターナーは言います。 その情報を使用して、研究者は、ミッションが開始される1〜2年前に宇宙放射線の影響を予測し、特定の宇宙天気に対するより良い計画を立てることができます。 それは、地球に近づいてくる嵐がハリケーンか雷雨かどうかを知るようなものです。 この情報は、保護対策を調整するときに役立ちます。
科学者は、2012年に太陽系を去ったVoyager 1宇宙船によって収集されたデータを使用することにより、宇宙線が太陽の保護シールドの外にどのように見えるかをよりよく理解しています。光線。
太陽圏内では、太陽系は宇宙線から部分的に保護されています。 （ウォルトフェイマー/ NASA GSFCのコンセプトイメージラボ） ボイジャー1は「人類が作った唯一の手段であり、太陽磁場の影響から外れた部分である星間媒体に到達できた」とジョンズ・ホプキンス大学のポスドク研究員であるイリアス・チョリスは言う。メリーランド。
ボイジャー1は太陽の手の届かないところにある宇宙放射線を探査しますが、ロシアの衛星ベースの反物質探査と光核天体物理学（PAMELA）ペイロードやISSに搭載されたアルファ磁気スペクトロメーター（AMS）などの機器は、太陽内部からそれをサンプリングしますシステム。 これらの各ソースの測定値を比較することは、太陽の活動が過去の危険な放射線をどのように変化させ、将来の太陽サイクルでどのように放射線を変更するかを理解するのに役立ちます。 これらの宇宙船と機器を組み合わせることで、宇宙線に関する情報量が増加しており、これは時間の経過とともに改善されるだけです。
例えば、Cholisと彼の同僚は最近、Voyager 1の新しいデータを使用して、太陽の磁場が宇宙線にどのように影響するかを記述する既存の式を修正しました。 多くの宇宙線は、超新星、つまり荷電粒子を外に向けて送る巨大な星の爆発から発生します。 爆発からの光とは異なり、エネルギーのある物質はまっすぐに移動せず、代わりにCholisが「非常にジグザグの種類の経路」と説明した空間でガスや塵をはね返します。 特に太陽系に入ると、個々の宇宙線がどこから来るのかを判断するのが難しくなります。
太陽の影響の外に出ることで、チョリスと彼の同僚は、光線の源と特性を特定するより良い仕事をしたいと望みました。 これは、エネルギー粒子がどこから来たのかを知るのに役立つだけでなく、人間、特に宇宙を旅する人への影響の理解を改善することもできます。
放射線は「私たちが適切な緩和を行うことができるように、今後10年間でさらに学ぶ必要があるリスクです。そのため、さまざまな脅威の命を危険にさらそうとしている宇宙飛行士に対して最善を尽くすことができます。ターナーは言います。しかし、最適な解決策は、今のところは難しいと思われるものかもしれません。より速く進み、できるだけ多くの放射線を避けることです。
