Det er et irriterende problem under overflaten av spenningen rundt fremtiden til langsiktige oppdrag i verdensrommet. Effektene av stråleeksponering for astronauter er ikke helt forstått, men kan variere fra akutt strålesyke (kanskje etter å ha blitt fanget i en intens solstorm under interplanetær transitt) til gradvis celleskade, noe som øker risikoen for kreft i langvarige oppdrag. Så hva kan vi gjøre med det? Menneskeheten er svært tilpasningsdyktig og noen motforanstaltninger realiseres gradvis. (Og ja, de russiske romfargene kan kanskje hjelpe…)
Problemet kommer når mennesker forlater det beskyttende teppet til jordas magnetfelt. Virker som et enormt, usynlig kraftfelt, avleder magnetosfæren de fleste av de skadelige høyenergipartiklene som blir fyrt fra solen. Alt som trenger gjennom denne barrieren blir raskt absorbert av vår tykke atmosfære. Selv i store høyder, i lav jordbane, kan astronauter gi en viss beskyttelse (selv om omgivelsesstrålingen er langt høyere der oppe enn her nede). Så når vi snakker om å kolonisere andre planeter og sende astronauter lenger og lenger ut i dype rom, blir stråleeksponering en større risiko.
En øyeblikkelig bekymring er at astronauter kan bli fanget i en solstorm, der solen (vanligvis rundt solmaksimum) kaster ut enorme skyer av svært energiske protoner. Hvis uværet er intens nok, kan enorme doser stråling påføres mennene og kvinnene i verdensrommet. Grovt sett vil en dose på 500 rad eller mer drepe et menneske i løpet av to til tre timer, og en mindre dose kan føre til akutt strålesyke. Strålesyke kan være dødelig i løpet av uker dersom astronauten ikke skulle få akutt medisinsk behandling. Hva med den langsiktige, gradvise effekten av langvarig eksponering for høyere stråledoser enn normalt? Dette er et område med rommedisin som vi ikke helt forstår ennå.
I ny forskning fra Lombardi Comprehensive Cancer Center ved Georgetown University Medical Center, kan den høye energien til stråling i rommet føre til for tidlig aldring og langvarig oksidativt stress i celler. Dette antyder også at astronauter risikerer en høyere risiko enn for kreft, som tykktarmskreft, ved eksponering for "høy linear energy transfer" (LET) stråling. LET-stråling består av høye energi-protoner som sendes ut av solen og forårsaker en enorm mengde skade på små vevsområder.
“Strålingseksponering, enten forsettlig eller tilfeldig, er uunngåelig i løpet av levetiden vår, men med planer for et oppdrag til Mars, må vi forstå mer om arten av stråling i rommet. Det er foreløpig ingen avgjørende informasjon for å estimere risikoen som astronauter kan oppleve.”- Kamal Datta, M.D., adjunkt ved Lombardi og hovedforfatter.
Med NASAs prosjektkonstellasjon i horisonten har det vært fokus på langsiktige effekter av interplanetær stråling. Til syvende og sist har dette prosjektet som mål å sende mennesker til Månen og Mars, men det er sterke indikatorer på at astronauter vil møte økt kreftrisiko og reduksjon av levetid, en massiv hindring for et oppdrag som spenner over flere måneder eller en blomstrende prototilsetting.
Det er her labmusene hjelper oss. Mengden "frie radikaler" (svært reaktive molekyler ofte forbundet med kreft og celle aldring) ble målt og funnet at musene utviklet høye oksidative (dvs. full av frie radikale molekyler) mage-tarmkanaler når de ble utsatt for romlignende høy-LET-stråling. Lombardi-gruppen konkluderte med at musene hadde utviklet en høy risiko for forskjellige kreftformer, særlig kreft i mage-tarmkanalen. De la også merke til at musene for tidlig aldret etter eksponering (selv etter to måneder), noe som indikerer at effekten av stråleskader kan vedvare lenge etter eksponering for et høyt-LET miljø.
Så hva kan vi gjøre? Det er flere planer i gang for å teste effekten av stråling på mennesker ytterligere og å forutsi når astronauter vil være i faresonen. Denne uken kunngjorde Russland (kontroversielle) planer om å sende aper tilbake i verdensrommet, muligens så langt som til Mars. Når sjokket av dette "utdaterte" forslaget gikk av (det forrige russiske romapeprogrammet gikk tom for finansiering på 1990-tallet), ble det veldig tydelig hva det russiske romfartsorganet håper å oppnå: å ha en bedre forståelse av langsiktig eksponering for et høyt LET-miljø på menneskets fysiologi. Mange vil hevde at denne praksisen er grusom og unødvendig, men andre vil si at aper blir brukt i eksperimenter hver dag, hvorfor skulle ikke de hjelpe oss i den ultra-moderne verden av romfart? Juryen er fortsatt ute på denne debatten, men det er mange måter å undersøke og motvirke strålingseffekten på mennesker.
Det er også mange systemer på plass for å beskytte menneskeheten mot angrep av solstormer. Ved hjelp av Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) og annet fartøy som befinner seg mellom Jorden og Solen, er det blitt satt opp et tidlig varslingssystem for å gi astronauter på bane litt tid til å dekke hvis en solfakkel skulle bli lansert jordbundet. Dette systemet er i full drift og har allerede bevist seg. Nylig lekte jeg på ideen om et lignende Mars-basert system for tidlig varsling, og ga fremtidige Mars-kolonier med omtrent 40 minutter avansert varsel om en innkommende solstorm.
Skjerming er et annet åpenbart beskyttende tiltak. Lunar- og Mars-koloniene vil sannsynligvis bruke store mengder regolit for å blokkere de innkommende partiklene. Bare noen få meter med lokalt oppgravd regolit vil gi utmerket beskyttelse. Men hva med reisen til Mars? Hvordan vil astronautene til prosjekter som Constellation beskyttes? Kanskje en avansert “Ion Shield” kan fungere?
Uansett hvilken effekt stråling har på mennesker i verdensrommet, virker det åpenbart at vi er i begynnelsen av romflukt og vi adresserer allerede noen av de vanskeligste problemene. I løpet av de neste årene vil mye innsats være fokusert på helse til astronauter, forhåpentligvis å finne noen svar på romstrålingsproblemet.
Opprinnelig kilde: Georgetown University Medical Center
