Interesul uman pentru Marte a crescut dramatic în ultimele decenii. Pe lângă cele opt misiuni active care se desfășoară în prezent pe sau în apropierea Planetei Roșii, alte șapte module robotice, rovers și orbiteri vor fi trimiși pe Marte până la sfârșitul deceniului. Până în anii 2030, mai multe agenții spațiale intenționează să desfășoare misiuni echipate la suprafață.
În plus, există încă destul de mulți voluntari care sunt gata să meargă într-un singur sens pe Marte și oameni care pledează pentru a face a doua noastră casă. Toate aceste propuneri ne atrag atenția și asupra pericolelor care stau în așteptarea oamenilor de pe Marte. Pe lângă mediul rece, uscat, lipsa de aer și furtunile de nisip uriașe, există și problema radiațiilor.
De unde provine radiațiile de pe Marte?
Marte nu are o magnetosferă protectoare așa cum o face Pământul. Oamenii de știință cred că la un moment dat au existat curenți de convecție în miezul lui Marte, creând un efect dinam care a pus în mișcare un câmp magnetic planetar. Dar acum aproximativ 4,2 miliarde de ani - aparent din cauza unei coliziuni cu un obiect mare sau a răcirii rapide a miezului - acest efect dinamo a dispărut.
Drept urmare, în următorii 500 de milioane de ani, atmosfera de pe Marte a fost lent evaporată de vântul solar. Datorită pierderii câmpului magnetic și a atmosferei, suprafața planetei Marte este expusă la niveluri de radiație mult mai mari decât Pământul. Și pe lângă expunerea constantă la razele cosmice și vântul solar, Marte este expus la doze letale de radiații sterilizante împreună cu raze solare.
Video promotional:
Cum a decurs cercetarea?
În 2001, NASA a trimis navele spațiale Mars Odyssey pe Marte, echipate cu un instrument special MARIE (Martian Radiation Experiment), care trebuia să măsoare nivelul radiațiilor din jurul Marte. Deoarece Marte are o atmosferă destul de subțire, radiațiile înregistrate de Mars Odyssey ar fi trebuit să fie aproape la fel ca la suprafață.
Peste 18 luni de funcționare, sonda Mars Odyssey a detectat radiații permanente, al căror nivel este de 2,5 ori mai mare decât nivelul de la Stația Spațială Internațională - 22 millirad pe zi sau 8000 millirad (8 Rad) pe an. Nava spațială a înregistrat, de asemenea, două evenimente cu protoni solari, în care nivelul radiațiilor a crescut la 2.000 millirads pe zi.
Prin comparație, oamenii din țările dezvoltate sunt expuși la o medie de 0,62 Rad pe an. Și deși cercetările au arătat că organismul uman poate rezista la o doză de până la 200 rad fără nici o deteriorare, expunerea prelungită la radiații la nivel marțian poate duce la tot felul de probleme de sănătate - boală cu radiații acute, risc crescut de cancer, daune genetice și chiar moarte.
Prin urmare, NASA și alte agenții spațiale respectă o strategie de risc minim atunci când planifică misiuni.
Solutii posibile
Primii vizitatori pe Marte vor trebui cu siguranță să se confrunte cu niveluri crescute de radiații la suprafață. Mai mult, orice încercare de colonizare a Planetei Roșii va necesita, de asemenea, măsuri pentru minimizarea impactului. Există deja mai multe soluții, atât pe termen scurt, cât și pe termen lung.
De exemplu, NASA menține mai mulți sateliți care studiază soarele, mediul spațial din întregul sistem solar și urmărește razele cosmice galactice în speranța de a oferi o mai bună înțelegere a radiațiilor solare și cosmice. De asemenea, agenția caută cele mai bune opțiuni pentru scutirea astronauților și electronică.
În 2014, NASA a lansat Reducing Galactic Cosmic Rays Challenge, o competiție intensă cu un premiu de 12.000 de dolari, care va răsplăti cele mai bune idei pentru reducerea impactului razelor cosmice galactice asupra astronauților. După prima competiție din aprilie 2014, o alta a urmat în iulie cu un premiu total de 30.000 USD pentru idei legate de apărarea activă și pasivă.
Când vine vorba de șederi pe termen lung și de colonizare, în trecut au apărut alte câteva idei. De exemplu, așa cum sugerează Robert Zubrin și David Baker în planul misiunii Mars Direct, locuințele pot fi construite chiar în pământ, ceea ce va fi un scut natural împotriva radiațiilor.
De asemenea, s-a propus crearea de module gonflabile închise în ceramică creată folosind sol marțian. Acest plan se va baza pe o tehnică de imprimare 3D cunoscută sub numele de „sinterizare”, unde nisipul este transformat în material topit cu ajutorul razelor X.
MarsOne, o organizație non-profit care promite să colonizeze Marte în următoarele decenii, oferă propria opțiune de a proteja coloniștii marțieni de radiații. Organizația și-a propus încorporarea ecranării în navele spațiale, vehiculul și modulul de locuire al misiunii. În cazul unei flăcări solare, dacă protecția nu este suficientă, ei propun să creeze un adăpost de radiații dedicat (situat într-un rezervor de apă gol) în interiorul habitatului lor de tranzit pe Marte.
Dar cea mai drastică propunere de atenuare implică repornirea miezului planetei pentru a-și restabili magnetosfera. Pentru a face acest lucru, trebuie să lichefiem miezul exterior, astfel încât să poată convecta din nou miezul interior. Rotația corespunzătoare a planetei va începe să creeze un efect dinam și va fi generat un câmp magnetic.
Potrivit lui Sam Factor, student absolvent la Departamentul de Astronomie al Universității din Texas, există două modalități de a face acest lucru. Primul constă în detonarea unei serii de focoane termonucleare lângă nucleul planetei, iar al doilea este să trimită un curent electric prin planetă, producând o rezistență în miezul care se va încălzi.
Oamenii de știință de la Institutul Național de Științe de Sinteză (NIFS) din Japonia au efectuat un studiu în 2008 care a considerat posibilitatea creării unui câmp magnetic artificial în jurul Pământului. Aflând că intensitatea câmpului magnetic a scăzut cu 10% în ultimii 150 de ani, ei au susținut crearea de inele superconductoare în jurul planetei, care ar putea compensa pierderile viitoare.
Cu câteva modificări, un astfel de sistem ar putea fi adaptat pentru Marte. Va crea un câmp magnetic care poate ajuta la protecția suprafeței de unele radiații dăunătoare. Și dacă terraformerii pot crea o atmosferă pe Marte, un astfel de sistem îl va proteja și de vântul solar.
În cele din urmă, un studiu realizat în 2007 de cercetătorii de la Institutul de Mineralogie și Petrografie din Elveția a arătat cum arată miezul lui Marte. Folosind o cameră cu diamante, oamenii de știință au putut să reproducă condițiile de presiune pe sistemele de fier-sulf și fier-nichel-sulf care corespund centrului de pe Marte.
Ei au descoperit că la temperaturile miezului marțian (aproximativ 1227 grade Celsius), miezul interior ar fi lichid, dar cel exterior ar fi ușor solidificat. Acest lucru este foarte diferit de miezul Pământului, în care solidificarea miezului interior eliberează căldură, ceea ce îl menține pe cel exterior topit, creând astfel un efect dinamo și un câmp magnetic.
Lipsa unui nucleu interior solid pe Marte ar însemna că într-o zi, miezul exterior lichid trebuie să fi avut o sursă de energie diferită. Cumva această sursă s-a uscat și nucleul exterior s-a solidificat, punând capăt efectului dinam. Cu toate acestea, studiul lor a arătat, de asemenea, că răcirea planetei ar putea duce la solidificarea miezului în viitor, deoarece fie solide bogate în fier ar cădea în centru, fie sulfurile de fier s-ar cristaliza în miez.
Cu alte cuvinte, miezul lui Marte poate deveni solid într-o zi încălzind miezul exterior și topindu-l. Combinată cu rotația proprie a planetei, aceasta va genera un efect dinam care va declanșa din nou câmpul magnetic al planetei. Dacă acest lucru este adevărat, atunci colonizarea lui Marte și a trăi în siguranță pe ea va fi o chestiune de timp - va trebui să așteptați până când nucleul se cristalizează.
Nu există nici o altă cale. În prezent, radiațiile de pe suprafața lui Marte sunt destul de periculoase. Prin urmare, orice zboruri viitoare către planetă vor lua în considerare protecția împotriva radiațiilor și contramăsurile. Și toți cei care stau pe Marte mult timp, fie vor trebui să se îngroape mai adânc pe pământ, fie să se protejeze de soare și razele cosmice.
Dar necesitatea este mama invenției, nu-i așa? Și din moment ce trebuie să începem să colonizăm alte lumi, dacă vrem să supraviețuim ca specie, va trebui să recurgem la soluții inovatoare.
ILYA KHEL
