Vesmírny priestor skrýva okrem prázdnoty aj neustály tok vysokoenergetických častíc. Tento neviditeľný fenomén predstavuje obrovskú výzvu pre budúcnosť medziplanetárnych letov.
Slnko predstavuje obrovský zdroj kozmického žiarenia v našej sústave. Zemské magnetické pole nás našťastie chráni pred jeho ničivými účinkami. Zdroj: iStock.com/Pavel_Chag
Čo sa skrýva v prázdnote
Žiarenie obklopuje všetko okolo nás. Ľudia ho využívajú denne. Závisia od neho naše mobilné telefóny aj prenos dát. Mikrovlnky, vysielače či röntgenové prístroje fungujú taktiež vďaka nemu. Mimo ochrannej bubliny Zeme však existuje iný, oveľa nebezpečnejší druh. Vesmírnu radiáciu tvoria atómy, ktoré letia medzihviezdnym priestorom obrovskou rýchlosťou. Blížia sa k rýchlosti svetla. Tento pohyb z nich neustále strháva elektróny. Zostáva len holé jadro. Takéto vysokoenergetické jadrá predstavujú to pravé nebezpečenstvo.
Elektromagnetické spektrum prehľadne ukazuje všetky formy žiarenia okolo nás. Vedci ho rozdeľujú na neškodné vlnenie a nebezpečné ionizujúce lúče. Zdroj: NASA
„Delové gule” na atómovej úrovni
Rozdiely v energii rozdeľujú celkové elektromagnetické žiarenie na dve kategórie. Neionizujúce žiarenie má nízku energiu, čo v praxi znamená, že nedokáže narušiť štruktúru okolitých látok. Patrí sem rádiové či mikrovlnné vlnenie. Toto vlnenie nedokáže vyraziť elektróny z iných atómov.
Ionizujúce žiarenie má úplne opačné vlastnosti. Kozmické lúče či gama lúče nesú obrovskú energiu. Pôsobia ako atómová „delová guľa”. Takáto častica preletí akýmkoľvek okolitým materiálom, či už ide o trup lode, alebo o ľudské tkanivo. Pri tomto prelete fyzicky vyráža elektróny zo susedných atómov a okamžite im mení ich elektrický náboj. Vytvára tak nebezpečnú spúšť, ktorá v bunkách poškodzuje dôležité štruktúry, najmä molekuly DNA. Vzniknuté sekundárne častice potom páchajú ešte väčšie škody. Primárna častica ich svojím nárazom prudko uvedie do pohybu. Tieto rozbehnuté trosky atómov následne spôsobujú ďalšie deštrukcie vnútri buniek. Práve táto silná reťazová reakcia robí ionizujúce vesmírne žiarenie mimoriadne devastačným.
Cesta kozmického žiarenia z hlbokého vesmíru na Zem. Silné magnetické polia výrazne vychyľujú letiace protóny. Medzihviezdna hmota zase pohlcuje nebezpečné gama žiarenie. Iba neutrína letia priamo a pomáhajú vedcom skúmať vzdialený vesmír. Zdroj: Juan Antonio Aguilar and Jamie Yang. IceCube/WIPAC.
Odkiaľ prichádza úder
Devastačné ionizujúce žiarenie prúdi do vesmíru z rôznych zdrojov. Najväčším lokálnym producentom je naše Slnko. Slnko bežne vyžaruje viditeľné a ultrafialové svetlo. Občas však na jeho povrchu explodujú obrovské erupcie. Vtedy do priestoru vyletia prúdy protónov a röntgenových lúčov. Odborníci tento jav nazývajú solárna časticová udalosť.
Ďalšou hrozbou je galaktické kozmické žiarenie. Vzniká mimo našej slnečnej sústavy. Galaktické kozmické žiarenie tvoria jadrá rôznych prvkov od vodíka po urán. Obrovské magnetické polia, ktoré zostávajú po výbuchu supernov, tieto jadrá postupne urýchľujú. Extrémna rýchlosť blízka rýchlosti svetla ich robí mimoriadne prieraznými a ničivými. Väčšina ľahších častíc sa zastaví na plášti lode. Tieto ťažké a rýchle ióny však preniknú aj cez bežný hliníkový trup. Zastavili by ich až veľmi hrubé a husté materiály.
Tretiu skupinu tvoria častice uväznené priamo v magnetickom poli Zeme. Ide o vysokoenergetické protóny a elektróny, ktoré tvoria takzvané Van Allenove pásy. Tieto zhluky ionizujúceho žiarenia ohrozujú prístroje a posádky lodí priamo pri opúšťaní Zeme.
Strata zemského štítu
Zemské magnetické pole našťastie zachytáva väčšinu spomínaných hrozieb. Funguje ako spoľahlivý štít proti solárnemu vetru aj kozmickým lúčom. Hustá atmosféra pohlcuje zvyšok nebezpečnej energie. Bez tejto dvojitej ochrany by život na povrchu našej planéty neprežil.
Astronauti na obežnej dráhe však túto ochranu postupne strácajú. Počas misií mimo nízkej obežnej dráhy čelia plnej sile vesmíru. Ich telá absorbujú dávky od 50 do 2000 milisievertov. Jeden milisievert sa pritom rovná zhruba desiatim röntgenom hrudníka. Takáto záťaž extrémne zvyšuje riziko rakoviny, poškodzuje centrálnu nervovú sústavu a spúšťa degeneratívne ochorenia.
Magnetické pole Zeme funguje ako neviditeľný štít, ktorý odráža neustály prúd nabitých častíc zo Slnka. Tento nápor, známy ako slnečný vietor, stláča magnetický obal na strane privrátenej k Slnku a na opačnej strane ho vyťahuje do dlhého chvosta. Zdroj: iStock.com/DavidSzabo
Čo určuje dávku žiarenia
Miera tohto zdravotného rizika pre ľudské telo závisí od viacerých faktorov. Vzdialenosť od Zeme hrá úplne kľúčovú rolu. Vo väčších výškach slabne štít a mizne ochranná atmosféra. Dôležitú úlohu zohráva aj samotné Slnko. Jeho aktivita sa neustále mení v jedenásťročných cykloch.
Počas maxima napríklad vzniká oveľa viac slnečných škvŕn a nebezpečných erupcií. Tieto tmavé škvrny signalizujú silnú aktivitu, ktorá následne vyvrhuje do priestoru smrteľné prúdy rádioaktívnych častíc. Vedci tiež intenzívne skúmajú individuálnu biologickú odolnosť organizmu. Niektorí ľudia jednoducho znášajú vesmírnu radiáciu lepšie ako iní. Zistenie presnej príčiny tohto rozdielu si vyžaduje ďalší výskum.
Vesmírna radiácia predstavuje komplexný a neustály problém. Počas dlhých letov mimo ochrany Zeme ohrozuje predovšetkým ľudských prieskumníkov a jemnú elektroniku. Pochopenie jej fungovania a zdrojov pomáha vedcom hľadať nové formy ochrany. Úspech budúcich misií na Mars závisí priamo od týchto technologických riešení. Cesta tam a späť totiž trvá roky a bez efektívneho tienenia či liekov by posádka čelila obrovským dávkam. Zvládnutie neviditeľnej hrozby nakoniec rozhodne o celkovom osude medzihviezdneho prieskumu.
