Astronauci, którzy chcą wziąć udział w misji na Marsa, mogą chcieć spakować dodatkowe tablety rad! Na długo przed ogłoszeniem przez NASA propozycji „Podróży na Marsa”, która przewiduje wprowadzenie butów na Czerwoną Planetę do lat 30. XX wieku, planiści misji zdają sobie sprawę, że jedno z największych zagrożeń dla takiej misji wiąże się z zagrożeniem ze strony kosmosu i promieniowanie słoneczne.
Ale według nowego badania z University of Nevada, Las Vegas, zagrożenie to jest jeszcze gorsze niż wcześniej sądzono. Korzystając z modelu predykcyjnego, badanie to wskazuje, że astronauci będący powierzchnią Marsa przez dłuższy czas mogą doświadczyć uszkodzenia komórek przez promienie kosmiczne i że uszkodzenie to rozciąga się na inne zdrowe komórki - skutecznie podwajając ryzyko raka!
Badanie, które prowadził naukowiec UNLV dr Francis Cucinotta, zostało opublikowane w majowym numerze Raporty naukowe - pod tytułem „Modele efektów niecelowych przewidują znacznie wyższe ryzyko raka misji na Marsie niż modele efektów ukierunkowanych”. Opierając się na konwencjonalnych modelach, które przewidują, że uszkodzenie DNA spowodowane przez promieniowanie prowadzi do raka, ich model badał, w jaki sposób takie uszkodzenie może rozprzestrzeniać się w całym ciele.
Galaktyczne promienie kosmiczne (GCR) są jednym z największych zagrożeń związanych z eksploracją kosmosu. Cząstki te, które pochodzą spoza naszego Układu Słonecznego, są w zasadzie jądrami jądrowymi, które zostały pozbawione otaczających je elektronów dzięki ich szybkiej podróży w kosmos. W przypadku atomów żelaza i tytanu wiadomo, że powodują one poważne uszkodzenie komórek z powodu ich bardzo wysokich wskaźników jonizacji.
Na Ziemi jesteśmy chronieni przed tymi promieniami i innymi źródłami promieniowania dzięki naszej ochronnej magnetosferze. Ale dzięki misjom, które miałyby zabrać astronautów daleko poza Ziemię, stają się znacznie większym zagrożeniem. Biorąc pod uwagę długoterminowy charakter misji na Marsa, procedury łagodzenia i osłony są dokładnie badane. Jak wyjaśnił Cucinotta w komunikacie prasowym UNLV:
„Eksploracja Marsa będzie wymagała misji trwających 900 dni lub dłużej i obejmuje ponad rok w kosmosie, gdzie narażenie na wszystkie energie ciężkich galaktycznych promieni kosmicznych jest nieuniknione. Obecny poziom ochrony przed promieniowaniem w najlepszym razie nieznacznie zmniejszyłby ryzyko narażenia. ”
Wcześniejsze badania wykazały, że skutki długotrwałej ekspozycji na promienie kosmiczne obejmują raka, działanie na centralny układ nerwowy, zaćmę, choroby krążenia i zespoły ostrego promieniowania. Jednak do tej pory uważano, że uszkodzenia powodowane przez te promienie ograniczają się do komórek, które faktycznie przemierzają - co opierało się na modelach, które zajmują się ukierunkowanymi skutkami promieniowania.
Ze względu na swoje badania dr Cucinotta i dr Eliedonna Cacao (inżynier chemiczny z UNLV) przeprowadzili konsultacje z mysim eksperymentem z guzem gruczołu Harderiana. Jest to jedyny jak dotąd obszerny zestaw danych, który dotyczy niecelowych efektów promieniowania (NTE) dla różnych cząstek. Korzystając z tego modelu, śledzili skutki przewlekłej ekspozycji na GCR i ustalili, że ryzyko będzie dwa razy wyższe niż ryzyko przewidywane przez modele efektów docelowych.
„Galaktyczna ekspozycja na promienie kosmiczne może zdewastować jądro komórkowe i powodować mutacje, które mogą powodować raka” - wyjaśniła Cucinotta. „Dowiedzieliśmy się, że uszkodzone komórki wysyłają sygnały do otaczających, nienaruszonych komórek i prawdopodobnie modyfikują mikrośrodowiska tkanek. Sygnały te wydają się inspirować zdrowe komórki do mutacji, powodując w ten sposób dodatkowe guzy lub nowotwory. ”
Oczywiście wszelkie oznaki, że może istnieć podwyższone ryzyko, wymagają dodatkowych badań. Jak wskazali Cucinotta i Cacao w swoich badaniach: „Niedobór danych w modelach zwierzęcych dla tkanek, które dominują w ryzyku raka wywołanego promieniowaniem u ludzi, w tym płuc, okrężnicy, piersi, wątroby i żołądka, sugeruje, że badania NTE w innych tkankach są pilnie potrzebne przed do długoterminowych misji kosmicznych poza ochroną sfery geomagnetycznej Ziemi ”.
Badania te będą oczywiście musiały się odbyć, zanim jakiekolwiek długoterminowe misje kosmiczne zostaną zamontowane poza ziemską magnetosferą. Ponadto odkrycia podnoszą także niezaprzeczalne kwestie etyczne, takie jak to, czy agencje kosmiczne i astronauci mogą (lub powinni) zrzec się tego ryzyka. Jeśli w rzeczywistości nie jesteśmy w stanie zminimalizować lub ochronić się przed zagrożeniami związanymi z długoterminowymi misjami, czy w ogóle słuszne jest zwrócenie się do astronautów lub pozwolenie na udział w nich?
W międzyczasie NASA może chcieć jeszcze raz przyjrzeć się komponentom misji do Podróży na Marsa i być może rozważyć dodanie dodatkowej warstwy lub dwóch ołowianych osłon. Lepiej być przygotowanym na najgorsze, prawda?
