Magnetfältet och elektriska strömmar i och runt jorden genererar komplexa krafter som har en omätbar inverkan på vardagen. Fältet kan ses som en enorm bubbla, skydda oss från kosmisk strålning och laddade partiklar som bombarderar jorden i solvindar. Kredit:ESA/ATG medialab
En astronaut på ett uppdrag till Mars kan ta emot stråldoser som är upp till 700 gånger högre än på vår planet – en stor showstopper för säker utforskning av vårt solsystem. Ett team av europeiska experter samarbetar med ESA för att skydda hälsan för framtida besättningar på väg till månen och därefter.
Jordens magnetfält och atmosfär skyddar oss från det ständiga bombardementet av galaktiska kosmiska strålar – energiska partiklar som färdas med nära ljusets hastighet och penetrerar människokroppen.
Kosmisk strålning kan öka cancerrisken under långvariga uppdrag. Skador på människokroppen sträcker sig till hjärnan, hjärtat och det centrala nervsystemet och skapar förutsättningar för degenerativa sjukdomar. En högre andel av grå starr som börjar tidigt har rapporterats hos astronauter.
"En dag i rymden motsvarar den strålning som mottagits på jorden under ett helt år, " förklarar fysikern Marco Durante, som studerar kosmisk strålning på jorden.
Marco påpekar att de flesta av förändringarna i astronauternas genuttryck tros vara ett resultat av strålningsexponering, enligt den senaste NASA:s tvillingstudie. Denna forskning visade DNA-skador hos astronaut Scott Kelly jämfört med hans identiska tvilling och medastronaut Mark Kelly, som blev kvar på jorden.
En andra källa till rymdstrålning kommer från oförutsägbara solpartikelhändelser som levererar höga doser av strålning på kort tid, leder till "strålningssjuka" om inte skyddsåtgärder vidtas.
Rymdrisker – Strålning. Kredit:European Space Agency
Europas strålningskampklubb
"Det verkliga problemet är den stora osäkerheten kring riskerna. Vi förstår inte rymdstrålning särskilt väl och de långvariga effekterna är okända, " förklarar Marco som också ingår i ett ESA-team som bildades för att undersöka strålning.
Sedan 2015, detta expertforum ger råd från områden som rymdvetenskap, biologi, epidemiologi, medicin och fysik för att förbättra skyddet mot rymdstrålning.
"Rymdstrålningsforskning är ett område som korsar hela livs- och fysikområdet med viktiga tillämpningar på jorden. Forskning inom detta område kommer att förbli av hög prioritet för ESA, " säger Jennifer Ngo-Anh, ESA:s teamledare mänsklig forskning, biologi och fysik.
Även om astronauter inte anses vara strålningsarbetare i alla länder, de utsätts för 200 gånger mer strålning på den internationella rymdstationen än en flygbolagspilot eller en radiologisköterska.
Strålning är i rymdstationens rampljus varje dag. En konsol vid NASA:s uppdragskontroll i Houston, Texas, visar ständigt rymdväderinformation.
Rymdrisker – Bekämpning av strålning. Kredit:European Space Agency
Om en skur av rymdstrålning upptäcks, lag på jorden kan avbryta en rymdpromenad, instruera astronauter att flytta till mer avskärmade områden och till och med ändra höjden på stationen för att minimera påverkan.
En av de viktigaste rekommendationerna från det aktuella teamet är att utveckla en riskmodell med stråldosgränserna för besättningar som reser bortom den internationella rymdstationen.
ESA:s flygkirurg och radiolog Ulrich Straube menar att modellen bör "ge information om riskerna som kan orsaka cancer och icke-cancer hälsoproblem för astronauter som åker till Månen och Mars i samförstånd med alla rymdorganisationer."
Nya data från ExoMars Trace Gas Orbiter visade att en astronaut på en sex månader lång resa till den röda planeten kunde exponeras för minst 60 % av den totala stråldosgränsen som rekommenderas för hela sin karriär.
"Som det ser ut idag, vi kan inte åka till Mars på grund av strålning. Det skulle vara omöjligt att uppfylla acceptabla dosgränser, " påminner Marco.
En ny partikelaccelerator kommer att göra rymdfärder säkrare. Kredit:GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH/Jan Michael Hosan 2018
Åtgärd för att skydda
ESA har slagit sig ihop med fem partikelacceleratorer i Europa som kan återskapa kosmisk strålning genom att "skjuta" atompartiklar till hastigheter som närmar sig ljusets hastighet. Forskare har bombarderat biologiska celler och material med strålning för att förstå hur man bäst skyddar astronauter.
"Forskningen ger resultat. Litium framstår som ett lovande material för avskärmning i planetariska uppdrag, säger Marco.
ESA har mätt stråldosen på den internationella rymdstationen i sju år med passiva strålningsdetektorer i DOSIS 3-D-experimentet. ESA-astronauterna Andreas Mogensen och Thomas Pesquet bar en ny mobil dosimeter under sina uppdrag som gav dem en ögonblicksbild i realtid av deras exponering.
Samma europeiska team bakom denna forskning kommer att tillhandahålla strålningsdetektorer för att övervaka hud- och organdoserna för de två fantomerna som reser till månen ombord på NASA:s Orion-farkost.
