宇宙放射線の脅威に負けないNASA

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火星や太陽系の他の離れた場所へのミッションの計画に関しては、放射線によってもたらされる脅威は部屋の中の象のようなものになっています。 NASAが提案した「火星への旅」、火星への定期飛行を実施するSpaceXの計画、または低地球軌道(LEO)を超えて乗組員のミッションを送る他の計画であるかどうかにかかわらず、宇宙放射線への長期暴露とこれがもたらす健康リスクは否定できない問題。

しかし、古いことわざにあるように、「すべての問題に対して、解決策があります」。言うまでもなく、「必要性は発明の母である」。また、NASAのヒューマンリサーチプログラムの代表者が最近指摘したように、宇宙放射線がもたらす課題は、調査機関の探査目標を妨げるものではありません。放射線遮蔽と緩和を目的とした取り組みの間に、NASAは火星およびその先へのミッションを進めることを計画しています。

宇宙時代の初め以来、科学者たちは地球の磁場を超えて、宇宙が放射線によってどのように透過されるかを理解してきました。これには、銀河宇宙線(GCR)、太陽粒子イベント(SPE)、および閉じ込められた宇宙放射線を含むファンアレン放射線ベルトが含まれます。宇宙放射線と微小重力への曝露の影響を研究する機会を提供し続けているISSを通じて、多くのことが学ばれています。

たとえば、地球の磁場内を周回しますが、宇宙飛行士は、地球上で平均して人々が経験する10倍以上の量の放射線を受けます。 NASAは、ロシア製のズヴェズダサービスモジュールや米国製のDestiny研究所など、駅のよりシールドされた場所に避難所を探すよう助言することで、乗組員をSPEから保護することができます。

ただし、GCRはより大きな課題です。これらのエネルギー粒子は、主に高エネルギーの陽子と原子核で構成されており、銀河内のどこからでも発生する可能性があり、金属にさえ浸透することができます。さらに悪いことに、これらの粒子が材料を通り抜けると、粒子のカスケード反応が発生し、中性子、陽子、その他の粒子があらゆる方向に送られます。

この「二次放射線」は、GCR自体よりも大きなリスクになる場合があります。また、最近の研究では、生体組織に対する脅威が連鎖的な影響を及ぼし、1つの細胞への損傷が他の細胞に広がる可能性があることが示されています。 NASAのHRPを持つ宇宙放射線要素科学者のリサ・シモンセ​​ン博士が説明したように、

「火星への人間の旅にとって最も困難な部分の1つは、放射線被ばくのリスクと、被ばくによる機内での長期的な健康への影響です。この電離放射線は、生体組織を通過し、エネルギーを蓄積して、DNAに構造的な損傷を引き起こし、多くの細胞プロセスを変化させます。」

このリスクに対処するために、NASAは現在、クルーをGCRから保護するためのさまざまな資料と概念を評価しています。これらの材料は、将来の深宇宙ミッションの不可欠な部分になります。 NASA宇宙放射線研究所(NSRL)では、これらの材料と、輸送車両、生息地、宇宙服への組み込みに関する実験が現在行われています。

同時に、NASAは医薬品の対策も調査しており、これは放射線遮蔽よりも効果的であることが判明する可能性があります。たとえば、ヨウ化カリウム、ジエチレントリアミンペンタ酢酸(DTPA)、および「プルシアンブルー」として知られている染料は、何十年もの間放射線病の治療に使用されてきました。長期のミッションの間、宇宙飛行士は、放射線被曝を緩和するために、放射線治療薬を毎日投与する必要があるでしょう。

宇宙放射線の検出および緩和技術も、NASAのAdvanced Exploration Systems Divisionを通じて開発されています。これらには、Orion宇宙船用のハイブリッド電子放射線評価者、およびISS用の一連の個人用および運用用線量計が含まれます。火星への乗組員任務の開始時に重要な役割を果たすと期待される既存の機器もあります。

将来の人間の探査活動を知らせるために火星に送られた最初の機器の1つであった放射線評価検出器(RAD)を誰が忘れることができるか。この計器は、火星の表面上の放射線、つまり宇宙からの放射線、または火星の大気と表面と相互作用する宇宙線によって生成される二次放射線の識別と測定を担当します。

これらの準備や他の準備のため、NASAの多くは、宇宙放射線のリスクに対処できることを期待しています。 NASAの人間探査戦略分析リーダーであるPat Troutmanは、最近のNASAの報道声明で次のように述べています。

「一部の人々は、放射線がNASAから火星に人々を送ることを妨げると考えていますが、それは現在の状況ではありません。さまざまな緩和手法を追加すると、地球に戻った後、非常に長く生産的な生活を送る健康な乗組員と一緒に火星ミッションを成功させることに楽観的です。

科学者は、より良い予測ツールと対策を開発するために、宇宙天気の進行中の研究にも取り組んでいます。最後に、重要なことですが、複数の組織が、移動時間(したがって放射線被曝)を削減するために、より小型で高速な宇宙船を開発することを目指しています。まとめると、これらの戦略はすべて、太陽系全体の火星や他の場所への長時間の宇宙飛行に必要です。

確かに、火星以降の乗組員の任務が安全であるか、少なくとも管理不可能なリスクをもたらすことはないと確信できると言えるまでには、まだかなりの調査が必要です。しかし、NASAがさまざまな角度からこれらのニーズに対応するのに忙しいという事実は、今後数十年でそのようなミッションが発生するのを彼らがどれだけ見込んでいるのかを示しています。

「火星は、人間の長期的な存在を拡大するための現時点での最良の選択肢です」とトラウトマンは語った。 「地表のすぐ下にある氷や、火星がかつて生命に適した条件を持っていたという過去の地質学的および気候の証拠など、人間を維持するための貴重なリソースはすでに見つかりました。火星について学ぶことは、地球の過去と未来についてより多くを教えてくれます。そして、生命が私たちの惑星の外に存在するかどうかを答えるのに役立つかもしれません。」

NASAのほかに、ロスコスモス、中国国家宇宙機関(CSNA)も、おそらく2040年代から2060年代にかけて、赤い惑星への乗組員任務の実施に関心を示しています。欧州宇宙機関(ESA)は、宇宙飛行士を火星に派遣する積極的な計画はありませんが、国際ルナビレッジの設立は、その目標への主要なステップであると考えています。

公共部門だけでなく、SpaceXのような企業やMarsOneのような非営利団体も、宇宙放射線に対する保護と緩和のための可能な戦略を調査しています。エロン・マスクは、惑星間コロニーを確立することは言うまでもなく、BFRとしても知られる惑星間輸送システム(ITS)を使用して、近い将来に火星への定期的な旅行を実施する彼の計画について(特に最近)非常に声高になっています。

そして、バースランドスドルプは、火星に人間の存在を確立するために彼が設立した組織は、MITからの特定の報告が何を言っているかに関係なく、放射線によってもたらされる脅威に対処する方法を見つけることを示しました!課題に関係なく、人類が火星に行ってそこに留まることを望んでいる人が不足することはありません!

また、NASAの厚意により、Human Research Programに関する次の動画もご覧ください。

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