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NASAには解決すべき謎があります。火星に行けるかどうか。
「それは放射線の問題です」とジョンソン宇宙センターでのNASAの宇宙放射線健康プロジェクトのフランクCucinottaは言います。 「私たちは地球と火星の間で私たちを待って、どれだけの放射線がそこにあるかを知っていますが、人体がそれにどのように反応するかはわかりません。」
NASAの宇宙飛行士は、45年間宇宙に出入りしています。ただし、月への簡単な移動を除いて、地球から遠く離れた場所で多くの時間を費やしたことはありません。深宇宙は、太陽フレアからの陽子、新生ブラックホールからのガンマ線、爆発する星からの宇宙線で満たされています。火星への長い航海、近くにその放射線をブロックまたは偏向する大きな惑星がないのは、新しい冒険です。
NASAは、放射線リスクをがんリスクの単位で比較します。健康な40歳の禁煙のアメリカ人男性は、（なんと）20％の確率で最終的には癌で死にます。それは彼が地球にとどまっている場合です。彼が火星に旅行するならば、危険は上がります。
問題は、どのくらいですか？
「よくわかりません」とCucinotta氏は言います。広島の原爆被爆者や皮肉なことに放射線療法を受けたがん患者など、大量の放射線に被曝した人々に関する2001年の研究によると、1000日間の火星ミッションの追加リスクは1％から19％の間にある。 「最も可能性の高い答えは3.4％です」とCucinotta氏は言います。
オッズは女性にとってさらに悪いと彼は付け加えます。 「乳房と卵巣のため、女性宇宙飛行士のリスクは男性のリスクのほぼ2倍です。」
調査を行った研究者たちは、火星船は「古いアポロのコマンドモジュールのように、ほとんどがアルミニウムで作られる」と想定していたと、クチノッタ氏は言う。宇宙船の皮膚は、それに当たる放射線の約半分を吸収します。
「追加のリスクが数パーセントしかない場合はどうなりますか？大丈夫ですアルミを使って宇宙船を作り、火星に向かったのです。」 （アルミニウムは軽量で丈夫であり、航空宇宙産業で長年使用されてきたエンジニアにとって馴染み深いため、宇宙船の建設に人気の素材です。）
「でも、19％だったら？私たちの40代の宇宙飛行士は、地球に戻った後、20％+ 19％= 39％の確率で終末期がんを発症するでしょう。それは許されません。」
Cucinotta氏は、正当な理由でエラーバーが大きいと言います。宇宙放射線は、ガンマ線、高エネルギー陽子および宇宙線のユニークな混合です。多くの研究の基礎となっている原爆爆と癌治療は、「本物」に代わるものではありません。
火星に向かう途中の宇宙飛行士に対する最大の脅威は、銀河宇宙線、または略して「GCR」です。これらは、遠方の超新星爆発によってほぼ光速まで加速された粒子です。最も危険なGCRはFe + 26などの重イオン化核です。 「それらは、太陽フレア（数十から数百MeV）によって加速される典型的な陽子よりもはるかにエネルギッシュ（数百万MeV）です」とCucinottaは述べています。 GCRは、宇宙船や小さなキャノンボールのような人々の皮膚を通り抜け、DNA分子の鎖を破壊し、遺伝子に損傷を与え、細胞を殺します。
宇宙飛行士がこれらの深宇宙GCRの全量を経験することはめったにありません。国際宇宙ステーション（ISS）について考えてみましょう。地球の表面からわずか400 km上空を周回しています。大きく迫りくる私たちの惑星の体は、ISSに到達する前にGCRの約3分の1を傍受します。さらに3分の1は、地球の磁場によって偏向されます。スペースシャトルの宇宙飛行士も同様の削減を享受しています。
月に移動するアポロ宇宙飛行士は、ISSレベルの約3倍の高線量を吸収しましたが、地球と月の巡航中の数日間のみでした。 GCRは目を傷つけた可能性があるとCucinottaは指摘しています。月への途中で、アポロ号の乗組員は網膜で宇宙線の閃光が見られたと報告し、現在、何年か後、彼らの一部は白内障を発症しました。そうでなければ、彼らはそれほど苦しんでいないようです。 「数日「外出」はおそらく安全です」とCucinottaは結論付けています。
しかし、火星に移動する宇宙飛行士は、1年以上「外出」するでしょう。 「私たちが長時間さらされたときに宇宙線が私たちに何をするかは、まだ確実に推定することはできません」と彼は言います。
その発見は、米国エネルギー省のニューヨークのブルックヘブン国立研究所にあるNASAの新しい宇宙放射線研究所（NSRL）の使命です。 2003年10月にオープンしました。「NSRLには、宇宙線をシミュレートできる粒子加速器があります」とCucinottaは説明します。研究者は、哺乳類の細胞と組織を粒子線に曝し、損傷を精査します。 「目標は、2015年までにリスク推定の不確実性を数パーセントに抑えることです。」
リスクが判明すると、NASAはどのような宇宙船を建造するかを決定できます。アルミニウムのような通常の建築材料で十分である可能性があります。そうでない場合は、「すでにいくつかの代替案を特定している」と彼は言う。
プラスチック製の宇宙船はどうですか？
「プラスチックには水素が豊富に含まれています。これは宇宙線をうまく吸収する要素です」とCucinotta氏は説明します。たとえば、ゴミ袋と同じ素材のポリエチレンは、アルミニウムよりも20％多い宇宙線を吸収します。マーシャル宇宙飛行センターで開発された強化ポリエチレンのフォームは、アルミニウムの10倍の強度があり、軽量です。これは、十分に安価に作成できれば、宇宙船の建造に最適な材料になる可能性があります。 「宇宙船全体をプラスチックで構築しなくても、クルークォーターなどの重要なエリアをシールドするためにそれを使用することはできます。」実際、これはISSですでに行われています。
プラスチックが十分でない場合は、純粋な水素が必要になることがあります。ポンド単位で、液体水素は宇宙線をアルミニウムの2.5倍も遮断します。 Cucinotta氏は、一部の高度な宇宙船の設計では、液体水素燃料の大きなタンクを必要としているため、「燃料タンクを生活空間に巻き付けることで乗員を放射線から守ることができました」と推測しています。
火星に行けますか？クシノッタはそう信じています。しかし、最初に、「私たちの体が処理できる放射線の量と、どのような種類の宇宙船を構築する必要があるかを理解する必要があります。」全国の研究室では、すでに研究が始まっています。
元のソース：NASAサイエンスストーリー
