Den menneskelige interesse i Mars er vokset dramatisk i løbet af de sidste par årtier. Ud over de otte aktive missioner, der i øjeblikket finder sted på eller i nærheden af den røde planet, vil syv flere robotmoduler, rovers og orbiters blive sendt til Mars i slutningen af tiåret. I 2030'erne planlægger flere rumbureauer at indsætte bemande missioner til overfladen.
Derudover er der stadig en hel del frivillige, der er klar til at gå til Mars en vej, og folk, der går ind for at gøre det til vores andet hjem. Alle disse forslag henleder også vores opmærksomhed på farerne, der ligger i vente for mennesker på Mars. Ud over det kolde, tørre miljø, mangel på luft og kæmpe sandstorme er der også spørgsmålet om stråling.
Hvor kommer stråling fra Mars?
Mars har ikke en beskyttende magnetosfære som Jorden. Forskere mener, at der på et tidspunkt var konvektionsstrømme i Mars 'kerne, hvilket skabte en dynamoeffekt, der satte i gang et planetarisk magnetfelt. Men for omkring 4,2 milliarder år siden - tilsyneladende på grund af en kollision med en stor genstand eller den hurtige afkøling af kernen - forsvandt denne dynamo-effekt.
Som et resultat blev Mars 'atmosfære langsomt fordampet af solvinden i løbet af de næste 500 millioner år. På grund af tabet af magnetfelt og atmosfære udsættes Mars's overflade for meget højere niveauer af stråling end Jorden. Og ud over konstant eksponering for kosmiske stråler og solvinden er Mars udsat for dødbringende doser af steriliserende stråling sammen med solbrændere.
Salgsfremmende video:
Hvordan gik forskningen?
I 2001 sendte NASA Mars Odyssey-rumfartøjet til Mars, udstyret med et specielt instrument MARIE (Martian Radiation Experiment), som skulle måle strålingsniveauet omkring Mars. Da Mars har en temmelig tynd atmosfære, burde den stråling, der blev registreret af Mars Odyssey, have været næsten den samme som på overfladen.
I løbet af sine 18 måneders drift opdagede Mars Odyssey-proben permanent stråling, hvis niveau var 2,5 gange højere end niveauet ved den internationale rumstation - 22 millirad pr. Dag eller 8000 millirad (8 Rad) pr. År. Rumfartøjet registrerede også to solprotonhændelser, hvor strålingsniveauer steg til 2.000 millirader om dagen.
Til sammenligning udsættes folk i udviklede lande for et gennemsnit på 0,62 Rad om året. Og selvom forskning har vist, at den menneskelige krop tåler en dosis på op til 200 rad uden nogen skade, kan langvarig eksponering for stråling på Mars-niveau føre til alle former for sundhedsmæssige problemer - akut strålingssyge, øget risiko for kræft, genetisk skade og endda død.
Derfor overholder NASA og andre rumfartsbureauer en strategi med mindst mulig risiko, når de planlægger missioner.
Mulige løsninger
De første besøgende på Mars bliver bestemt nødt til at stå over for øgede niveauer af stråling på overfladen. Desuden vil ethvert forsøg på at kolonisere den røde planet også kræve foranstaltninger for at minimere virkningen. Der findes allerede flere løsninger, både på kort og lang sigt.
F.eks. Opretholder NASA flere satellitter, der studerer solen, rummiljøet i hele solsystemet og sporer galaktiske kosmiske stråler i håb om at give en bedre forståelse af sol- og kosmisk stråling. Agenturet er også på udkig efter de bedste muligheder for afskærmning af astronauter og elektronik.
I 2014 lancerede NASA Reducing Galactic Cosmic Rays Challenge, en intens konkurrence med en pris på $ 12.000, der vil belønne de bedste ideer til at reducere virkningen af galaktiske kosmiske stråler på astronauter. Efter den første konkurrence i april 2014 fulgte en anden i juli med en samlet præmie på $ 30.000 for ideer relateret til aktivt og passivt forsvar.
Når det kommer til langtidsophold og kolonisering, er der flere ideer dukket op i fortiden. For eksempel, som antydet af Robert Zubrin og David Baker i Mars Direct-planen, kan der bygges boliger lige i jorden, hvilket vil være et naturligt skjold mod stråling.
Det blev også foreslået at oprette oppustelige moduler indesluttet i keramik oprettet ved hjælp af Marsjord. Denne plan vil være afhængig af en 3D-udskrivningsteknik, der kaldes "sintring", hvor sand omdannes til smeltet materiale ved hjælp af røntgenstråler.
MarsOne, en non-profit organisation, der lover at kolonisere Mars i de næste par årtier, tilbyder sin egen mulighed for at beskytte de Martiske bosættere mod stråling. Organisationen har foreslået indlejring afskærmning i missionens rumfartøj, køretøj og beboelsesmodul. I tilfælde af en solopstramning, hvis beskyttelsen ikke er tilstrækkelig, foreslår de, at der oprettes et dedikeret strålingsrum (placeret i en hul vandtank) inde i deres Mars Transit Habitat.
Men det mest drastiske afbødningsforslag indebærer genstart af planetens kerne for at gendanne sin magnetosfære. For at gøre dette er vi nødt til at flyde den ydre kerne flydende, så den kan samle sig omkring den indre kerne igen. Planetens rette rotation vil begynde at skabe en dynamoeffekt, og et magnetisk felt genereres.
Ifølge Sam Factor, en kandidatstuderende i Institut for Astronomi ved University of Texas, er der to måder at gøre dette på. Den første er at sprænge en række termonukleare sprænghoveder nær planetens kerne, og den anden er at sende en elektrisk strøm gennem planeten, hvilket producerer en modstand i kernen, der vil varme op.
Forskere fra National Institute of Synthesis Science (NIFS) i Japan gennemførte en undersøgelse i 2008, der overvejede muligheden for at skabe et kunstigt magnetisk felt rundt om på Jorden. Da de fandt ud af, at magnetfeltets intensitet er faldet med 10% i løbet af de sidste 150 år, talte de for oprettelsen af superledende ringe omkring planeten, som kunne kompensere for fremtidige tab.
Med et par ændringer kunne et sådant system tilpasses Mars. Det vil skabe et magnetfelt, der kan hjælpe med at beskytte overfladen mod noget af den skadelige stråling. Og hvis terraformere kan skabe en atmosfære på Mars, vil et sådant system også beskytte det mod solvinden.
Endelig viste en undersøgelse fra 2007 af forskere ved Institut for Mineralogi og Petrografi i Schweiz, hvordan kernen i Mars ser ud. Ved hjælp af et diamantkammer var forskerne i stand til at gengive trykbetingelserne på jern-svovl- og jern-nikkel-svovlsystemerne, der svarer til Mars centrum.
De fandt, at den indre kerne ved temperaturer af den Martiske kerne (ca. 1227 grader celsius) ville være flydende, men den ydre ville være lidt størknet. Dette er meget forskellig fra Jordens kerne, hvor størkning af den indre kerne frigiver varme, der holder den ydre kerne smeltet, hvilket giver anledning til en dynamoeffekt og et magnetfelt.
Fraværet af en solid indre kerne på Mars ville betyde, at den flydende ydre kerne en dag må have haft en anden energikilde. På en eller anden måde tørrede denne kilde op, og den ydre kerne stivede, hvilket sluttede på dynamo-effekten. Deres undersøgelse viste imidlertid også, at afkøling af planeten kunne føre til størkning af kernen i fremtiden, da enten jernrige faste stoffer ville falde ind i midten, eller jernsulfider ville krystallisere i kernen.
Med andre ord kan Mars 'kerne en dag blive solid ved at opvarme den ydre kerne og smelte den. Kombineret med planetens egen rotation vil dette generere en dynamo-effekt, der igen udløser planetens magnetfelt. Hvis dette er sandt, vil koloniseringen af Mars og sikkert leve på det være et spørgsmål om tid - det vil være nødvendigt at vente, indtil kernen krystalliserer.
Der er ingen anden måde. På nuværende tidspunkt er stråling på Mars's overflade ret farlig. Derfor vil eventuelle fremtidige flyvninger til planeten tage strålebeskyttelse og modforanstaltninger i betragtning. Og alle, der forbliver på Mars i lang tid, skal enten begrave sig dybere i jorden eller beskytte sig mod solen og de kosmiske stråler.
Men nødvendigheden er mor til opfindelsen, er det ikke? Og da vi er nødt til at begynde at kolonisere andre verdener, hvis vi ønsker at overleve som en art, bliver vi nødt til at ty til innovative løsninger.
ILYA KHEL