Säteilystä eristämiseen: 5 suurta riskiä Marsin astronauteille (videot)

Avaruus voi olla vaarallinen paikka, ja joukko NASA -videoita hahmottaa astronauttien suurimmat riskit. (Kuva: NASA)

Kosmos voi olla henkeäsalpaavan kaunis, mutta se voi olla tappava myös ihmisille.

Vaikka NASA ja muut avaruusjärjestöt ovat oppineet suojelemaan ihmiselämää suhteellisen lyhyillä tehtävillä, kuten matkoilla kuuhun ja kansainväliselle avaruusasemalle (ISS), tutkijoiden on vielä tutkittava ja suunniteltava pitkiä matkoja syvän avaruuden läpi. Esimerkiksi mahdollisessa tehtävässä Marsiin NASA: n inhimillinen tutkimusohjelma ennakoi viisi päävaaraa ihmisryhmälle. Ohjelma tutkii ja kehittää parhaita menetelmiä ja tekniikoita ihmisten turvallisen avaruusmatkan tukemiseksi.

Toistaiseksi ohjelma tutkii tapoja torjua nämä vaarat, jotka on lueteltu alla. Jotta ihmisen tehtävä Punaiselle planeetalle onnistuisi, näitä viittä riskiä on hallittava huolellisesti. [Avaruussäteilyuhka astronauteille selitetty (infografia)]

Avaruussäteily

Useimmat ihmiset tietävät, että altistuminen liialliselle säteilylle voi saada sinut sairaaksi, mutta maan päällä saamamme säteilyn tasot eivät ole mitään verrattuna niihin joihin astronautit joutuisivat alttiiksi matkalla Marsiin. Avaruussäteily on paljon ankarampaa ja vahingollisempaa kuin maan päällä elävien ihmisten säteily.

Jopa astronautit, jotka asuvat kansainvälisellä avaruusasemalla, joka sijaitsee Maan suojaavan magneettikentän sisällä, altistuvat kymmenkertaiselle säteilylle, mitä he olisivat, jos he olisivat takaisin maan päällä, NASA: n virkamiehet sanoi tiedotteessa ja videosarjoissa viraston Human Research Program -ohjelmasta.

Jokainen, joka matkusti syvän avaruuden läpi, olisi paljon suurempi säteilyaltistumisen riski. Maan suojakilven ulkopuolella säteily voi lisätä syöpäriskiä ja vahingoittaa henkilön keskushermostoa (mikä aiheuttaisi muutoksia kognitiivisiin toimintoihin, heikentyneitä motorisia toimintoja ja käyttäytymismuutoksia), NASAn Human Research Program sanoi. Muita vaaroja altistua näin suurelle säteilylle ovat pahoinvointi, oksentelu, ruokahaluttomuus, väsymys, kaihi, sydänsairaus ja verenkiertosairaus.

Siksi NASA tutkii, miten säteily vaikuttaa ihmiskehoon ja mieleen, joten virasto voi keksiä tapoja torjua vaikutuksia ja pitää astronautit turvassa kulkiessaan syvän avaruuden läpi.

Eristäytyminen ja vangitseminen

Kaikki mahdolliset vaarat pitkille tehtäville syvään avaruuteen eivät tule kosmoksen piilotetuista vaaroista. Jotkut riskit johtuvat myös ihmisistä. Kun ihmisryhmät ovat pienessä tilassa pitkään, käyttäytymiskysymykset ovat väistämättömiä, NASAn Human Research Program sanoi. Joten jokaisen ryhmän astronautit, jotka lähtevät avaruuteen yhdessä pitkiä tehtäviä varten, valitaan, koulutetaan ja tuetaan huolellisesti. Tulevia miehistöjä, jotka on valittu lähtemään Marsiin, tarkastellaan vielä tarkemmin, koska ne matkustavat kauemmas ja pidempään yhdessä kuin muilla avaruusoperaatioilla ja ovat eristyksissä ja suljetumpia.

Tutkijat tietävät, että eristäminen voi johtaa mielialan, kognition, moraalin ja ihmissuhteiden heikkenemiseen sekä unihäiriöiden kehittymiseen. NASA odottaa, että matka Marsille on henkisesti vaativa, koska astronauttien odotetaan vaihtelevan raskaan työtaakan ja ikävystymisen välillä. Tuoreen ruoan puute voi lisätä yksitoikkoisuuden tunnetta ja aiheuttaa astronauteille ravitsemuksellisia puutteita, jotka voivat edistää mielenterveyttä ja fyysisiä sairauksia. Sulkeutuminen ja eristäytyminen voivat myös aiheuttaa ihmisryhmien kommunikointia väärin.

Niinpä NASA on jo vuosia tutkinut, miten eristäytyminen ja vangitseminen vaikuttavat ihmisryhmiin, ja virasto on kehittänyt menetelmiä ja tekniikoita auttamaan. Valaistus, liike ja uni ovat kaikki tärkeitä eristyksissä oleville miehistön jäsenille, mikä auttaa pitämään heidät parhaassa mahdollisessa mielenterveydessä, NASAn virkamiehet sanoivat. Miehistön jäseniä kannustetaan pitämään avaruusaluksella päiväkirjoja, jotka voivat tarjota rakentavan paikan astronauteille ilmaista turhautumisensa. NASA käyttää myös avaruusalusten laitteita valvoakseen kolmea tekijää-valaistusta, liikettä ja unta-joiden pitäisi auttaa pidemmissä, syvän avaruuden tehtävissä. [ Kuinka asuminen Marsilla voisi haastaa siirtolaiset (Infographic) ]

Etäisyys Maasta

Jos astronautit matkustavat Marsiin, he kulkevat avaruuteen paljon kauemmas kuin kukaan ihminen on ennen. Kuu on noin 239 000 mailin (380 000 kilometrin) päässä Maasta, kun taas Mars on 140 miljoonan mailin (225 miljoonan kilometrin) päässä. Tämä tarkoittaa sitä, että astronauteilla ei ole mahdollisuutta toimittaa resurssejaan uudelleen, kun he ovat Punaisella planeetalla. Joten heidän on oltava huomattavan omavaraisia ​​selviytyäkseen, ja Punaisen planeetan tehtävä on suunniteltava huolellisesti.

Kaikilla Marsin ja Maan välisillä kommunikaatioilla on 20 minuutin viive kumpaankin suuntaan NASAn Human Research Programin mukaan. Laitteiston toimintahäiriöiden tai lääketieteellisten hätätilanteiden sattuessa miehistön on pystyttävä hoitamaan kaikki asiat itse. Ruoka on suunniteltava etukäteen koko matkan ajan, ja lääkkeitä on tarjottava moniin mahdollisiin ongelmiin.

Human Research Program tutkii parhaillaan, millaisia ​​lääketieteellisiä ongelmia voi ilmaantua avaruudessa niiden kuuden kuukauden aikana, jotka matkustaminen Marsiin kestää. Tällä tavoin NASA voi suunnitella, millaisia ​​toimenpiteitä, laitteita ja lääkkeitä tarvitaan sekä mitä lääketieteellisiä taitoja miehistö tarvitsee.

Avaruuteen matkustavat astronautit suorittavat nyt ultraääniä seuratakseen, miten heidän kehonsa muuttuu vastauksena maan ulkopuoliseen ympäristöön. Human Research Program -ohjelmassa testataan myös tapoja parantaa elintarvikkeiden koostumusta, käsittelyä, pakkaamista ja säilyttämistä siten, että ravinteet pysyvät vakaina pitkään, sekä tapoja pakata lääkkeitä ja säilyttää niiden eheys pitkäkestoisilla avaruusmatkoilla.

Painovoimakentät

Matkalla Marsiin astronautit kohtaavat kolme erilaista painovoimakenttää. Avaruusmatkaajat lähtevät maapallon painovoimakentästä, joka on noin 10 newtonia/kilogramma. He kokevat painottomuuden kuuden kuukauden matkan aikana syvän avaruuden läpi. Ja he elävät ja työskentelevät painovoimakentällä, joka on kolme kahdeksasosaa vahvempi kuin maapallo Marsissa ollessaan. Aina kun painovoima muuttuu, astronauttien elinten on sopeuduttava. Human Research Programin mukaan painovoimakentästä toiseen siirtyminen vaikuttaa ihmisen käden ja silmän koordinaatioon, tasapainoon, liikkeisiin ja avaruuden tunteeseen. Se vaikuttaa myös lihaksiin, luustoon ja sydämeen. Ilman painovoimaa ihmisen luutiheys laskee 1 prosentin joka kuukausi, koska hänen kehonsa ei toimi voimaa vastaan.

Human Research Program on tutkinut avaruuslentojen vaikutuksia sekä maan päällä että sen ulkopuolella. Ohjelma seuraa astronauttien hienomotorisia taitoja, nesteiden jakautumista, kuntoa ja liikuntaa, näköä ja vasteita lääkkeisiin. Marsiin matkustavan miehistön on asuttava, työskenneltävä ja tutkittava kaikilla kolmella painovoimakentällä - matkalla sinne, Marsilla ja paluumatkalla.

Vihamielinen ja suljettu ympäristö

Ei ole mikään salaisuus, että avaruus ei sovellu ihmisille, minkä vuoksi astronautit tarvitsevat erityisiä avaruuspukuja selviytyäkseen avaruusaseman ulkopuolella. Astronautin avaruusaluksella on myös valtava rooli tutkijan hengissä pitämisessä, koska lämpötila, paine, valo, ilma, melu ja elävä tila aluksen sisällä jäljittelevät maapallon olosuhteita.

NASA odottaa, että mahdollinen matka Marsiin kestää noin kuusi kuukautta, mikä tarkoittaa, että astronauttien asuintilojen on oltava riittävän mukavat pitääkseen avaruusmatkustajat sekä fyysisesti että henkisesti terveinä. Joten avaruuden elinolojen on simuloitava maapallon olosuhteita mahdollisimman paljon ja kannustettava avaruusmatkustajia pysymään aktiivisina ja motivoituneina. Nykyisten ja tulevien avaruusalusten tekniikan on käytettävä hyvin rajallisia resursseja - muuntaa astronauttien hiilidioksidi esimerkiksi hengittävään ilmaan ja virtsa veteen - ja myös pidettävä ympäristö mukavana. Esimerkiksi ISS käyttää LED -valojärjestelmää, joka on suunniteltu jäljittelemään valoa maan päällä.

Avaruusaseman tekniikka valvoo myös aseman ilmanlaatua tarkistaakseen astronautien terveyden. NASAn tutkijat analysoivat myös astronautien verta ja virtsanäytteitä seuratakseen heidän terveyttään ja stressitasojaan. Avaruudessa stressihormonit ovat kohonneet Human Research Programin mukaan, ja tämä voi muuttaa ihmisen immuunijärjestelmää ja tehdä heistä alttiimpia allergioille ja muille sairauksille. Avaruus helpottaa myös kehossasi elävien mikro -organismien siirtymistä ihmisestä toiseen. Joten ISS pyyhkäistään analysoimaan aluksella olevaa mikrobipopulaatiota.

Tulevissa syvän avaruuden tehtävissä, kuten matkalla Marsiin, jokaiseen näistä vaaroista on puututtava, jotta astronautit voivat selviytyä.

Seuraa Kasandra Brabawia Twitterissä @KassieBrabaw . Seuraa meitä @Spacedotcom , Facebook ja Google+ . Alkuperäinen artikkeli aiheesta guesswhozoo.com .