Интерес к этой теме понятен: если мы хотим отправлять на Марс людей, неплохо бы узнать, чем им это грозит.
MSL по пути к Марсу был не просто молчаливым извозчиком: его данные позволили понять, насколько радиационно опасен полёт к Красной планете. (Здесь и ниже иллюстрации NASA, Wikimedia Commons.)
Группа учёных под руководством Кэри Цейтлин (Cary Zeitlin) из Юго-Западного исследовательского института (США) проанализировала эти данные и пришла к несколько неутешительным выводам.
Несмотря на то что экранирование MSL от космической радиации примерно соответствовало тому субтильному уровню защиты, который сегодня применяется на космических аппаратах с людьми, полученное за 253-дневное путешествие количество неприятного излучения оказалось близко к верхнему пределу предположений — то есть к наиболее пессимистичным из реальных оценок. И самое печальное: в отличие от автоматического корабля-в-один-конец пилотируемому аппарату придётся доставить космонавтов обратно, к Земле. В этом случае, если использовать за основу данные MSL, экипаж получит 0,66 зиверта только во время перелёта, не говоря уже о радиационном воздействии на самом Марсе, где магнитосфера также не может служить эффективной защитой.
Вы считаете, что 0,66 Зв — это вовсе не крыша горящего реактора? Оно, конечно, так, но при получении 3–5 Зв смерть от лучевой болезни наступает в 50% случаев (LD 50) за пару месяцев. А 0,67 Зв — это максимальная доза облучения, полученного человеком при ликвидации последствий аварии на Фукусимской АЭС.
Разумеется, можно вспомнить, что Альберт Стивенс в 1945-м пережил внутривенную инъекцию плутония (0,2 мкг плутония-238 и 0,75 мкг плутония-239) и вплоть до 1966 года так с ним и проходил. Более того, в кратчайшие сроки после инъекции у него «пропал» рак желудка (видимо, ложный диагноз), а умер он в 79 лет от проблем с сердцем, получив к тому моменту 67 Зв — теоретически многократный смертный приговор. Однако не все из 17 остальных жителей США в возрасте от 4 до 69 лет получившие в том же 1945-м сходные инъекции отличились такой убойной выживаемостью.
Резюме: США к Марсу пока не полетят. Удобнее предлога, чем забота о жизни астронавтов, не найти, ведь, по стандартам НАСА, космоработник за всю карьеру может получить не более 0,8–1,2 Зв — если он мужчина, и 0,6–1 Зв — если она не мужчина. И это только в том случае, если облучаемые не курят (впрочем, иных и не берут в космонавты).
Что с этим делать? Конечно, можно добавить алюминиевого или полиэтиленового «экранирования», но оно защитит только от радиации солнечного происхождения, а не от более мощных космических лучей. Свинцовое экранирование делает миссию с химическим двигателями в принципе нереализуемой (масса аппарата будет огромной).
Школьное образование в Бразилии 80-х было так издёргано реформами, что, найдя на свалке порошок, светящийся голубым светом, местные жители начали втирать его в кожу и дарить друзьям. Как видно из итоговой диаграммы, среднему бразильцу 4–5 Зв хватало до летального исхода (голубой), а существенные проблемы (жёлтый) могли возникнуть после 0,5 Зв.
Впрочем, некоторые сотрудники НАСА настроены скорее оптимистично: физик Шейла Тибо (Sheila Thibeault) из Исследовательского центра в Лэнгли замечает, что она с коллегами как раз работает над новым материалом, способным одновременно нести нагрузки в качестве корпуса космических аппаратов и защищать от радиации. Речь идёт о наполненных водородом борных нанотрубках, которые при взаимодействии с тяжёлыми заряженными частицами могут вызывать их распад без образования опасных вторичных частиц.
От себя добавим, что технология производства таких нанотрубок в данный момент находится в весьма нежном возрасте. В то же время использование отдельных слоёв конструкционных и экранирующих материалов определённо отпадает, ибо в любом случае сделает марсианский корабль чересчур тяжёлым. Остаётся лишь надеяться, что слова г-жи Тибо о том, что «это одна из тех проблем, которые мы можем решить», окажутся пророческими.
Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science.
Подготовлено по материалам Nature News.