I en ny studie som ska publiceras i Space Physics , diskuterar ett internationellt team av forskare en djupgående studie som undersöker de långsiktiga fysiologiska effekterna av solstrålning på astronauter med tonvikt på framtida astronauter som reser till Mars för att inkludera steg vi kan vidta för att hjälpa till att minska risken för sådan solstrålningsexponering. Forskarna kommer från Förenade Arabemiraten, Nya Zeeland, Indien, USA, Italien, Grekland och Tyskland, och deras studie hjälper oss att bättre förstå de djupgående, långsiktiga hälsoeffekterna av astronauter under långvariga rymduppdrag, specifikt till Mars och bortom.

"Exponering för joniserande strålning är en av de största hälsoriskerna för astronauter i besättningsuppdrag till Mars", säger Dr Dimitra Atri, forskare vid New York University Abu Dhabi och huvudförfattare till studien. "Att åka till Mars kommer att bli mänsklighetens ultimata äventyr på 2000-talet - det skulle vara olyckligt om uppdraget lyckas, men astronauter lider av stora hälsoproblem eller till och med dör på grund av strålningsexponering. Så vi måste uppskatta strålningsexponeringen i en mycket försiktigt sätt och studera dess övergripande inverkan på människors hälsa. Det kommer också att hjälpa oss att utveckla begränsningsstrategier för att hålla våra astronauter säkra."

För att genomföra sin studie använde forskarna en datorsimulering känd som Geant4 med en modell för mänskligt fantom för att beräkna hur varje organ i människokroppen påverkas av strålningsdoser från exponering för energiska laddade partiklar under långa perioder. Dessa inkluderar effekter på en astronauts hälsa som akut strålningssyndrom, skador på nervsystemet och en högre risk för cancer. CDC definierar akut strålningssyndrom, även känt som strålningssjuka eller strålningstoxicitet, som "en akut sjukdom orsakad av bestrålning av hela människokroppen (eller större delen av kroppen) av en hög dos penetrerande strålning under en mycket kort tidsperiod (vanligtvis bara några minuter)."

Genom att kombinera sina data från modellen mänskliga fantomen med dussintals tidigare medicinska studier diskuterar forskarna de underliggande effekterna av joniserande strålning på fysiologiska system, för att inkludera nervsystemet, immunsystemet och skelettsystemet, och beteendeeffekter, tillsammans med effekterna på genetiskt material och risk för cancer. De övervägde ett besättningsuppdrag till Mars som omfattar 600 dagar i kryssningsfas till och från den röda planeten och tillbringar 400 dagar på Mars yta. Medan de noterade en kunskapslucka angående tidigare medicinska studier och sin egen studie, sa de att strålningsgränser som fastställts av European Space Agency, Roscosmos, Japanese Aerospace Exploration Agency och NASA skulle överträffas under ett besättningsuppdrag till Mars.

"Det är en omfattande studie som modellerar påverkan av laddade partiklar - protoner, alfapartiklar, tyngre arter på en mänsklig fantom genom att använda CERNs laddade partikelinteraktionskod", säger Dr. Atri. "Vi kunde beräkna stråldoser som deponerats i olika organ i människokroppen. Vi jämförde sedan våra beräkningar med medicinsk litteratur för att bedöma hälsoriskerna för astronauter. Vi diskuterade också olika begränsningsstrategier som kommer att göra det möjligt för oss att minska denna risk."

Milderingsstrategierna inkluderar medicin- och koststrategier, tillsammans med aktiv och passiv avskärmning och potentiella typer av Mars-habitat för att ytterligare minska exponeringen för solstrålning. Sådana livsmiljöer inkluderar användning av Mars regolit som avskärmningsmaterial, tillsammans med potentialen för livsmiljöer inuti lavarör och grottor som för närvarande finns på Mars. En tidigare studie diskuterade ett kandidat-lavarör sydväst om Hadriacus Mons på Mars som kan utgöra en ~82% minskning av en besättnings exponering för strålning.

Dr. Atri anser att den bästa strategin för att upprätthålla kumulativa låga stråldoser på besättningen skulle vara att skicka astronauter till Mars som har fått minsta möjliga strålningsexponering under sina karriärer för att minska risken för långsiktiga hälsoeffekter. + Utforska vidare

Vilken är den bästa strålningsskärmen för Mars yta?