W ciągu ostatnich kilku dekad ludzkość zaczęła znacznie aktywniej badać Marsa. Obecnie aktywnych jest 8 misji na Czerwonej Planecie lub w jej pobliżu, a do końca dekady planowane jest wysłanie kolejnych 7 robotycznych lądowników, łazików lub orbiterów. A do 2030 roku kilka agencji kosmicznych planuje wylądować załogę na powierzchni planety.
Jest wielu wolontariuszy, którzy chcą odbyć jednokierunkową wycieczkę na Marsa oraz ludzie, którzy chcą zamienić planetę w swój nowy dom. Wszystkie te propozycje zwróciły uwagę naukowców na konkretne niebezpieczeństwa, które pojawiają się podczas wysyłania ludzi na Marsa. Oprócz suchego i zimnego środowiska planety, braku powietrza i burz piaskowych istnieje również wysokie ryzyko promieniowania radiacyjnego.
Powody
Mars nie ma takiej ochronnej magnetosfery, jaką ma Ziemia. Naukowcy spekulują, że kiedyś Mars miał również prądy konwekcyjne w swoim jądrze, tworząc efekt dynamo, który wprawiał w ruch planetarne pole magnetyczne. Jednak około 4,2 miliarda lat temu, z powodu uderzenia dużego obiektu lub gwałtownego ochłodzenia rdzenia, efekt dynama ustał.
W rezultacie w ciągu następnych 500 milionów lat atmosfera Marsa powoli zanikała z powodu wiatru słonecznego. Bez atmosfery planeta jest narażona na wyższy poziom promieniowania niż Ziemia. Oprócz tego podczas silnych rozbłysków słonecznych obserwuje się również śmiertelne eksplozje.
Badania
Film promocyjny:
Sonda NASA Mars Odyssey została wysłana w 2001 roku. Został wyposażony w specjalny przyrząd MARIE (Marsian Radiation Experiment) przeznaczony do pomiaru środowiska promieniowania wokół Marsa. Ponieważ planeta ma cienką atmosferę, promieniowanie wykryte przez aparat będzie w przybliżeniu takie samo jak na powierzchni.
Podczas około 18 miesięcy zbierania danych Mars Oddysey ustalił, że poziom promieniowania na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wynosi 2,5 razy więcej niż 22 milirad dziennie, co jest porównywalne do 8000 milirad (8 rad) rocznie. Urządzenie zarejestrowało również 2 zdarzenia z protonami słonecznymi, kiedy poziom promieniowania wzrósł do 2000 milirad dziennie oraz kilka mniejszych zdarzeń, przy poziomie do 100 milirad dziennie.
Dla porównania, ludzie w krajach rozwiniętych są średnio narażeni na promieniowanie na poziomie 0,62 radu rocznie. Badania pokazują, że człowiek radzi sobie z dawką do 200 radów bez znaczącego uszczerbku na zdrowiu, jednak przy długotrwałej ekspozycji na poziomy promieniowania, które znaleziono na Marsie, mogą zacząć pojawiać się wszystkie rodzaje chorób: ostra choroba popromienna, zwiększone ryzyko raka, uszkodzenia genetyczne, śmierć.
Biorąc pod uwagę fakt, że każdy poziom promieniowania przekraczający normę wiąże się z pewnym stopniem ryzyka, NASA i inne agencje mają ścisłą politykę ALARA podczas planowania swoich misji. Obejmuje wdrażanie systemów bezpieczeństwa w celu ograniczenia promieniowania do rozsądnego i możliwego do osiągnięcia poziomu.
Możliwe rozwiązania
Przyszli badacze Marsa z pewnością będą musieli stawić czoła zwiększonemu poziomowi promieniowania. Co więcej, wszelkie próby i plany kolonizacji planety będą wymagały podjęcia wielu skutecznych środków, aby zapewnić minimalny poziom narażenia na promieniowanie. Zaproponowano już kilka obiecujących rozwiązań (zarówno krótkoterminowych, jak i długoterminowych).
Na przykład NASA obsługuje obecnie kilka satelitów, które sondują Słońce, przestrzeń kosmiczną naszego układu i obserwują galaktyczne promienie kosmiczne (GCR). Te satelity umożliwią lepsze zrozumienie promieniowania słonecznego. Pracują również nad znalezieniem sposobów na poprawę ochrony astronautów i elektroniki.
W 2014 roku NASA rozpoczęła projekt Galactic Cosmic Rays Reduction. Jest to konkurs motywacyjny, w ramach którego przyznano 12 000 dolarów na pomysły na zmniejszenie wpływu promieniowania na astronautów. Po pierwszej rundzie w kwietniu 2014 roku, kolejna podobna runda z premią w wysokości 30 000 USD została uruchomiona w lipcu.
Jeśli chodzi o pobyty długoterminowe i kolonizację, w przeszłości pojawiło się kilka interesujących pomysłów. Na przykład Robert Zubrin i David Baker w swojej propozycji misji Mars Direct opisali możliwość zbudowania kolonii bezpośrednio w ziemi w celu zapewnienia naturalnej ochrony przed promieniowaniem.
Głosili również propozycje budowy siedlisk nad powierzchnią planety, z wykorzystaniem nadmuchiwanych modułów, pokrytych ceramiką. To również wykorzystałoby marsjańską ziemię. Podobny pomysł został zaproponowany przez NASA i ESA w sprawie kolonizacji Księżyca. Zgodnie z ideą, specjalne roboty z funkcją druku 3D metodą „pieca” powinny za pomocą promieni rentgenowskich zamienić piasek w stopiony materiał.
Jak dotąd, głównym problemem przyszłych kolonizatorów pozostaje promieniowanie na Marsie. W dającej się przewidzieć przyszłości koloniści będą prawdopodobnie mieszkać w ziemi lub w obiektach zapewniających solidną ochronę przed promieniowaniem słonecznym i kosmicznym.