Att skicka mänskliga resenärer till Mars skulle kräva att forskare och ingenjörer övervinner en rad tekniska och säkerhetshinder. En av dem är den allvarliga risken som partikelstrålning från solen utgör, avlägsna stjärnor och galaxer.

Att besvara två nyckelfrågor skulle räcka långt för att övervinna det hindret:Skulle partikelstrålning utgöra ett alltför allvarligt hot mot människoliv under en rundresa till den röda planeten? Och, Kan själva tidpunkten för ett uppdrag till Mars hjälpa till att skydda astronauter och rymdfarkosten från strålningen?

I en ny artikel publicerad i den peer-reviewade tidskriften Space Weather, ett internationellt team av rymdforskare, inklusive forskare från UCLA, svarar på dessa två frågor med ett "nej" och ett "ja".

Det är, människor ska kunna resa säkert till och från Mars, förutsatt att rymdfarkosten har tillräcklig avskärmning och att tur och returresan är kortare än cirka fyra år. Och tidpunkten för ett mänskligt uppdrag till Mars skulle verkligen göra skillnad:forskarna bestämde att den bästa tiden för en flygning att lämna jorden skulle vara när solaktiviteten är på topp, känt som solmaximum.

Forskarnas beräkningar visar att det skulle vara möjligt att skydda en Mars-bunden rymdfarkost från energiska partiklar från solen, eftersom under solmax, de farligaste och mest energirika partiklarna från avlägsna galaxer avleds av den ökade solaktiviteten.

En resa av den längden skulle vara tänkbar. Den genomsnittliga flygningen till Mars tar cirka nio månader, så beroende på tidpunkten för lanseringen och tillgängligt bränsle, det är troligt att ett mänskligt uppdrag kan nå planeten och återvända till jorden på mindre än två år, enligt Yuri Shprits, en forskningsgeofysiker vid UCLA och medförfattare till artikeln.

"Denna studie visar att även om rymdstrålning sätter strikta begränsningar för hur tung rymdfarkosten kan vara och tidpunkten för uppskjutning, och det ger tekniska svårigheter för mänskliga uppdrag till Mars, ett sådant uppdrag är genomförbart, sade Shprits, som också är chef för rymdfysik och rymdväder vid GFZ Research Center for Geosciences i Potsdam, Tyskland.

Forskarna rekommenderar ett uppdrag som inte är längre än fyra år eftersom en längre resa skulle utsätta astronauter för en farligt hög mängd strålning under resan – även om de antog att de åkte när det var relativt säkrare än vid andra tillfällen. De rapporterar också att den största faran för en sådan flygning skulle vara partiklar från utanför vårt solsystem.

Shprits och kollegor från UCLA, MIT, Moskvas Skolkovo Institute of Science and Technology och GFZ Potsdam kombinerade geofysiska modeller av partikelstrålning för en solcykel med modeller för hur strålning skulle påverka både mänskliga passagerare – inklusive dess varierande effekter på olika kroppsorgan – och en rymdfarkost. Modelleringen fastställde att ett rymdskepps skal byggt av ett relativt tjockt material kunde hjälpa till att skydda astronauter från strålning, men att om skärmningen är för tjock, det kan faktiskt öka mängden sekundär strålning som de utsätts för.

De två huvudtyperna av farlig strålning i rymden är solenergipartiklar och galaktiska kosmiska strålar; intensiteten hos varje beror på solaktiviteten. Den galaktiska kosmiska strålens aktivitet är lägst inom sex till 12 månader efter solaktivitetens topp, medan solenergipartiklars intensitet är störst under solmaximum, sa Shprits.