Laddade partiklar kan vara små, men de är viktiga för astronauterna. NASA:s Human Research Program (HRP) undersöker dessa partiklar för att lösa en av dess största utmaningar för en mänsklig resa till Mars:rymdstrålning och dess effekter på människokroppen.

"En av våra största utmaningar på ett uppdrag till Mars är att skydda astronauter från strålning, " sa NASAs rymdstrålningselementforskare Lisa Simonsen, Ph.D.. "Du kan inte se det, du kan inte känna det. Du vet inte att du blir bombarderad av strålning."

En vanlig missuppfattning om rymdstrålning är att den liknar strålning på jorden. Det är faktiskt ganska annorlunda. På jorden, strålning som kommer från solen och rymden absorberas och avböjes huvudsakligen av vår atmosfär och magnetfält.

Den huvudsakliga typen av strålning människor tänker på på jorden finns på tandläkarmottagningen - röntgen. Avskärmning mot röntgenstrålar och andra typer av elektromagnetisk strålning består vanligtvis av att bära en tung, blyfilt.

Rymdstrålning, dock, är annorlunda eftersom det har tillräcklig energi för att kollidera våldsamt med kärnorna som utgör avskärmning och mänsklig vävnad. Dessa så kallade kärnkraftskollisioner gör att både den inkommande rymdstrålningen och de skärmande kärnorna bryts upp i många olika typer av nya partiklar, kallas sekundär strålning.

"I rymden, det finns partikelstrålning, vilket är i princip allt på det periodiska systemet, väte hela vägen upp genom nickel och uran, rör sig nära ljusets hastighet, " sa NASA forskningsfysiker Tony Slaba, Ph.D. "NASA vill inte använda tunga material som bly för att avskärma rymdfarkoster eftersom den inkommande rymdstrålningen kommer att drabbas av många kärnkraftskollisioner med avskärmningen, leder till produktion av ytterligare sekundär strålning. Kombinationen av den inkommande rymdstrålningen och sekundärstrålningen kan göra exponeringen värre för astronauter."

HRP är inriktat på att undersöka dessa effekter av rymdstrålning på människokroppen, särskilt de som är associerade med galaktiska kosmiska strålar (GCR).

"Det finns tre huvudkällor för rymdstrålning, men GCR är av största vikt för forskare för ett uppdrag till Mars, " sa NASA forskningsfysiker John Norbury, Ph.D. "GCR som kommer från exploderande stjärnor som kallas supernovor utanför solsystemet är de mest skadliga för människokroppen."

Andra strålningskällor i rymden inkluderar Van Allen-bälten där strålningspartiklar fångas runt jorden och solpartikelhändelser (SPE) som är förknippade med solflammor och koronala massutkastningar och som är mer sannolikt att inträffa under tider av intensiv solaktivitet.

Men GCR är först i åtanke för HRP-forskarna som skapar motåtgärder för att skydda astronauter från rymdstrålning. Utmaningen är att få fram adekvata data om GCR-exponeringen och biologiska konsekvenser. Forskare använder NASA:s Space Radiation Laboratory (NSRL) för att undersöka effekterna av joniserande strålning men rymdstrålning är svår att simulera på jorden. En stråldos i en labbmiljö kan vara mer koncentrerad och ges över en kortare tidsram än vad en astronaut faktiskt upplever under ett år i rymden.

När NASA förbereder sig för en resa till Mars, den kommer att fortsätta att använda, förbättra och utveckla en mängd olika tekniker för att skydda astronauter. Internationella rymdstationens dosimetrar, Orions Hybrid Electronic Radiation Assessor, och strålningsbedömningsdetektorn kan mäta och identifiera högenergistrålning. Protoner, neutroner och elektroner kan vara små men de kommer alltid att vara viktiga för NASA.