Kdysi se myšlenka poslat lidi na Mars buď zdála jako vzdálená vyhlídka, nebo něco ze sci-fi. Ale s mnoha vesmírnými agenturami a dokonce i komerčními vesmírnými společnostmi, které plánují uspořádat mise v nadcházející dekádě, den, kdy se lidé vydají na Mars, se rychle blíží k bodu realizace. Než k tomu dojde, je třeba nejprve vyřešit několik problémů, včetně velkého množství technických a lidských faktorů.
V jakékoli diskusi o misích s posádkou na Mars se neustále objevují otázky, zda dokážeme zmírnit hrozbu radiace či nikoli. V nové studium Mezinárodní tým vesmírných vědců se zabýval otázkou, zda by radiace částic byla příliš velkou hrozbou a zda by ji bylo možné zmírnit pečlivým načasováním. Nakonec zjistili, že mise na Mars je proveditelná, ale že nemůže trvat déle než čtyři roky.
Výzkum vedl Michail Dobynde, výzkumník z USA Skolkovo Institute of Science and Technology a Ruská akademie věd v Moskvě. Připojili se k němu členové z GFZ Německé výzkumné centrum pro geovědy v Helmholtz Center Potsdam v Německu, University of California Los Angeles (UCLA) a Massachusetts Institute of Technology (MIT).
V zájmu své studie tým zvážil hrozbu, kterou představují dva hlavní typy zdrojů záření: Solární energetické částice (SEP) a galaktické kosmické záření (GCR). První se skládá z rychle se pohybujících protonů, elektronů a vysokoenergetických atomových jader, která mohou negativně ovlivnit elektroniku a živou tkáň. Ten se skládá ze stejného rozsahu energetických částic, ale pocházejí ze Sluneční soustavy a jsou připisovány supernovám.
Intenzita obou těchto zdrojů záření závisí na úrovni sluneční aktivity, kdy úrovně SEP jsou nejméně intenzivní během slunečního minima, ale aktivita GCR je nejvíce zesílena. Platí to i obráceně, kdy aktivita GCR bude nejnižší během slunečního maxima, ale SEP bude zvýšená. Aby posoudil hrozbu, kterou tyto zdroje představují, spojil tým geofyzikální modely, které zvažovaly, jak se mění záření částic během 11letého slunečního cyklu.
Ty byly kombinovány s modely toho, jak záření ovlivní lidské cestující (včetně různých tělesných orgánů) a jejich kosmickou loď. Tým pak běžel sérii Monte-Carlo simulace šíření záření, které zohledňovalo 10 různých typů záření SEP a 28 typů plně ionizovaných prvků GCR. Z toho určili, že nejlepší čas pro vyslání mise směřující k Marsu bude šest až dvanáct měsíců po vrcholech sluneční aktivity (neboli sluneční maximum).
V tomto okamžiku je aktivita GCR na nejnižší úrovni a SEP začíná klesat z nejvyšší intenzity. Během následujících šesti a půl roku se situace pomalu obrací, přičemž aktivita GCR se pomalu zvyšuje, dokud nedosáhne maximální intenzity (coincidence se slunečním minimem). Vzhledem k tomu, že průměrná doba letu na Mars je asi devět měsíců, návratová mise s posádkou na Mars by mohla být provedena za méně než dva roky.
Kosmická loď NASA Orion dopraví astronauty dále do vesmíru než kdy předtím pomocí modulu založeného na evropských automatických přenosových vozidlech (ATV). Kredit: NASA
Podle jejich zjištění Dobynde a jeho kolegové zjistili, že to zajistí, že se mise dostane domů, než se radiační prostředí stane příliš nebezpečným. Ale mise, která trvala až čtyři roky, by to posunula, protože by byli nuceni vrátit se domů uprostřed vyšší úrovně aktivity GCR. Jejich modelování tedy také naznačovalo, že stínění kosmické lodi bude muset být relativně silné, aby zajistilo zdraví posádky.
Tyto stejné výsledky však také ukázaly, že příliš silné stínění může ve skutečnosti zvýšit množství sekundárního záření, kterému je posádka vystavena. Tento jev, kdy se vysokoenergetické částice srážejí se stíněním, aby vytvořily kaskádu sekundárních částic (neboli „sprcha částic“), byl rozsáhle studován na palubě Mezinárodní vesmírná stanice (ISS).
Podle Yuriho Shpritse, vedoucího oddělení vesmírné fyziky a kosmického počasí v GFZ Research Center for Geosciences (a spoluautora článku), by tyto výsledky mohly mít velkou hodnotu pro budoucí plánovače misí. „Tato studie ukazuje, že zatímco kosmické záření ukládá přísná omezení na to, jak těžká může být kosmická loď a čas startu, a představuje technologické potíže pro lidské mise na Mars, taková mise je životaschopná,“ řekl.
Tyto úvahy jsou zásadní vzhledem k tomu, že existuje několik plánů na provádění pravidelných misí na Mars v blízké budoucnosti. Patří sem NASA a její Měsíc na Mars architektura misí, plány Číny vysílat posádky Mars do roku 2033 (a vybudovat tam stálou výzkumnou základnu) a plán Elona Muska na posílání nákladu a posádky každé dva roky pomocí SpaceX Hvězdná loďaSuper těžký nosná raketa.
Umělecký dojem ze základního tábora Mars na oběžné dráze kolem Marsu. Až začnou mise na Mars, bude jedním z největších rizik to, které představuje vesmírné záření. Kredit: Lockheed Martin
Toto je jen několik vizí pro průzkum (a osídlení) Marsu, které byly vysloveny v poslední době. Se všemi robotickými misemi, které v současnosti prozkoumávají planetu a možností lidského průzkumu na obzoru, se Mars opět rýsuje v představivosti veřejnosti. Od éry Apolla se na Mars začalo pohlížet jako na „další velký skok“, který by mohl vést k nové éře oživené vesmírné éry!
Skutečnost, že Mars je nejobyvatelnějším nebeským tělesem mimo Zemi, byla také zdrojem inspirace pro vědce, plánovače misí, astronauty a futuristy. Navzdory problémům, které by s sebou cesta tam přinesla, v současnosti není nouze o lidi, kteří by se chtěli přihlásit na jednosměrnou cestu. Pro tyto dobrodružné duše má vyhlídka na průlom na Marsu – další velké „hranici“ – jistou romantiku.
Ale co je obzvláště vzrušující, je, když realistická hodnocení ukazují, že tyto dobrodružné představy jsou skutečně proveditelné, za předpokladu správné přípravy, technologie a strategií zmírňování. Když se vědecká fakta a romantika spojí a vytvoří plány do budoucna, mohou se stát velké věci!
Další čtení: UCLA , Vesmírné počasí