Vesmírne prostredie predstavuje pre ľudské zdravie extrémne riziko. Vákuom totiž stále prelietava množstvo nebezpečných rýchlych častíc. Úspešná misia na Mars preto vyžaduje inovatívne materiály.
Ilustrácia astronauta na Marse, ktorý skúma červenú planétu počas budúcej vedeckej misie. Zdroj: iStockphoto.com/t:dottedhippo
Ľudia túžia preskúmať Mars a musia preto prekonávať obrovské prekážky. Odborníci považujú kozmické žiarenie za jednu z tých vôbec najväčších. Keď astronauti opustia ochrannú magnetosféru Zeme, vystavia sa mimoriadnej záťaži. Ocitnú sa totiž v priestore plnom radiácie. Každá sekunda letu zvyšuje riziko vážnych ochorení.
Neviditeľný nepriateľ z hviezd
Neviditeľné žiarenie formujú dva hlavné zdroje a prvým z nich je naše Slnko. Slnko pravidelne chrlí prúdy protónov a menšie množstvo elektrónov. Rýchle prvky ľahko prejdú telom a odovzdanou energiou poškodia zdravé tkanivá. Obrovské nebezpečenstvo pre posádku tvoria aj nečakané slnečné erupcie. Explózie naraz uvoľnia obrovské množstvo spomínaných rýchlych a ničivých prvkov.
Druhý zdroj tvoria galaktické kozmické lúče prichádzajúce z hlbín našej Galaxie. Lúče obsahujú nielen samostatné protóny, ale aj jadrá atómov hélia či dokonca jadrá najťažších chemických prvkov. Cestujú takmer rýchlosťou svetla a prenikajú priamo cez ľudskú kožu. Vysoká rýchlosť im dáva dostatok energie na prerazenie tkanív. Vysokoenergetické častice potom ničia bunky a trhajú vlákna DNA. Majú dostatok sily na rozbíjanie jednotlivých atómov v tele. Proces u človeka neskôr vyvolá rakovinu alebo chorobu z ožiarenia.
Zdravotné riziká dlhých letov
Zdravotné problémy zahŕňajú najmä zvýšené riziko rakoviny, no žiarenie poškodzuje aj mozog a srdce. Výskumníci z úradu NASA nedávno porovnali genetiku dvoch jednovaječných dvojčiat. Astronaut Scott Kelly odletel do kozmu, zatiaľ čo jeho brat Mark zostal na Zemi. Laboratórne výsledky neskôr ukázali, že Scottove gény fungujú inak. Žiarenie v kozme totiž narušilo ich prirodzené správanie.
Prehľad o radiácii nám poskytli aj sondy na ceste k Marsu. Dáta z európskej sondy ExoMars Trace Gas Orbiter ukázali varovné hodnoty. Sonda totiž presne zmerala úroveň radiácie počas vlastného letu.
Počas šesťmesačného letu astronaut vyčerpá takmer celý svoj bezpečný limit, ktorý určuje maximálnu dávku radiácie počas celej kariéry astronauta. Jeho telo dostane viac ako polovicu celoživotnej bezpečnej dávky žiarenia. Riziko chorôb pritom stúpa už pri najmenšom ožiarení organizmu. Extrémne hodnoty preto nútia inžinierov hľadať úplne nové formy tienenia. Lode totiž potrebujú materiály schopné lepšie pohlcovať nebezpečné rýchle častice.
Infografika znázorňuje nebezpečné riziká vesmírneho žiarenia pre ľudské telo a význam monitorovacích misií. Zdroj: ESA
Materiály budúcnosti a sila vody
Lepšie tieniace materiály musia spĺňať prísne podmienky. Tradičné kovové štíty totiž tvoria sekundárnu radiáciu. Kozmické lúče roztrieštia atómy kovu na ďalšie nebezpečné častice. Odborníci preto uprednostňujú materiály s vodíkom. Vodík má podobnú veľkosť ako nebezpečné protóny a dokáže ich efektívne zastaviť.
Vedci z Gentskej univerzity testujú inovatívne hydrogély. Tieto polyméry dokážu nasať obrovské množstvo vody. Voda výborne pohlcuje radiáciu a hydrogél zároveň zabraňuje jej úniku pri poškodení obalu. Tlačiarne dokážu tieto gély vytlačiť v ľubovoľnom tvare. Vďaka tomu vznikne dokonalá izolácia presne na mieru akejkoľvek steny. Výskumníci však okrem gélov testujú aj nové konštrukčné materiály.
Nanotechnológie a denný režim
Kostra kozmickej lode musí astronautov chrániť a zároveň niesť náklad. Výskumníci v úrade NASA preto vyvinuli špeciálne bórové nanorúrky. Tento inovatívny materiál vyniká extrémnou pevnosťou pri vysokých teplotách. Výrobcovia z neho dokonca dokážu utkať ohybnú tkaninu. Tá nájde skvelé využitie napríklad vo vesmírnych skafandroch.
Ochrana astronautov pred vesmírnou radiáciou na Marse vyžaduje, aby sa dodržiavali prísne pravidlá a astronauti trávili minimum času vonku. Dizajnéri plánujú do lodí zabudovať špeciálne radiačné úkryty. Astronauti sa tam schovajú počas silných slnečných búrok. Vedecké tímy navyše skúmajú umelé magnetické polia, ktoré dokážu odkloniť nebezpečné častice rovnako ako magnetosféra Zeme. Kombinácia týchto prístupov otvorí ľudstvu cestu k iným planétam.
Pohľad do budúcnosti
Cesta na iné planéty závisí od úspešného zvládnutia radiácie. Hoci dnešné technológie zatiaľ neumožňujú úplne bezpečný let, odborníci stále prinášajú nové riešenia. Ochranné hydrogély či pokročilé nanomateriály predstavujú obrovský krok vpred. Budúce misie zrejme využijú kombináciu fyzických štítov a moderných biologických liečiv proti následkom ožiarenia. Ľudstvo takto postupne prekonáva jednu prekážku za druhou, ktorými nám vesmír bráni preskúmať ho.
(KAM)
