Ľudský záujem o Mars sa za posledných niekoľko desaťročí dramaticky zvýšil. Okrem ôsmich aktívnych misií, ktoré sa v súčasnosti uskutočňujú na Červenej planéte alebo v jej blízkosti, bude do konca tohto desaťročia zaslaných na Mars ďalších sedem robotických modulov, roverov a orbitrov. Do 30. rokov 20. storočia plánuje niekoľko vesmírnych agentúr rozmiestniť misie s posádkou na povrch.
Okrem toho stále existuje pomerne málo dobrovoľníkov, ktorí sú pripravení ísť na Mars jedným smerom, a ľudia, ktorí sa zasadzujú za to, aby sa z nášho druhého domu stal. Všetky tieto návrhy tiež upozorňujú na nebezpečenstvo, ktoré čaká na ľudí na Marse. Okrem chladného, suchého prostredia, nedostatku vzduchu a veľkých pieskových búrok je tu aj otázka žiarenia.
Odkiaľ pochádza žiarenie na Marse?
Mars nemá ochrannú magnetosféru ako Zem. Vedci sa domnievajú, že naraz boli v jadre Marsu konvekčné prúdy, ktoré vytvárali dynamo efekt, ktorý spustil planetárne magnetické pole do pohybu. Ale asi pred 4,2 miliardami rokov - zrejme v dôsledku zrážky s veľkým predmetom alebo rýchleho ochladenia jadra - tento dynamo efekt zmizol.
Výsledkom bolo, že počas nasledujúcich 500 miliónov rokov sa atmosféra Marsu pomaly odparovala slnečným vetrom. V dôsledku straty magnetického poľa a atmosféry je povrch Marsu vystavený oveľa vyšším úrovniam žiarenia ako Zem. A okrem neustáleho vystavenia kozmickým lúčom a slnečnému vetra je Mars vystavený letálnym dávkam sterilizačného žiarenia spolu so slnečnými erupciami.
Propagačné video:
Ako prebiehal výskum?
V roku 2001 NASA poslala na Mars kozmickú loď Mars Odyssey vybavená špeciálnym nástrojom MARIE (Martian Radiation Experiment), ktorý mal merať úroveň žiarenia okolo Marsu. Pretože Mars má pomerne tenkú atmosféru, žiarenie zaznamenané Mars Odyssey by malo byť takmer rovnaké ako na povrchu.
Počas 18 mesiacov prevádzky detekovala sonda Mars Odyssey trvalé žiarenie, ktorého úroveň je 2,5-krát vyššia ako hladina na Medzinárodnej vesmírnej stanici - 22 milirad za deň alebo 8000 milirad (8 Rad) ročne. Kozmická loď zaznamenala aj dve slnečné protónové udalosti, pri ktorých sa úrovne žiarenia zvýšili na 2 000 milirad za deň.
V porovnaní s tým sú ľudia v rozvinutých krajinách vystavení v priemere 0,62 rad ročne. Aj keď výskum ukázal, že ľudské telo dokáže vydržať dávku až 200 rad bez poškodenia, dlhodobé vystavenie ožarovaniu na úrovni Marsu môže viesť k všetkým zdravotným problémom - akútne ožarovanie, zvýšené riziko rakoviny, genetické poškodenie a dokonca aj smrť.
NASA a ďalšie vesmírne agentúry preto pri plánovaní misií dodržiavajú stratégiu minimálneho rizika.
Možné riešenia
Prví návštevníci Marsu budú určite musieť čeliť zvýšeným úrovniam žiarenia na povrchu. Akýkoľvek pokus o osídlenie Červenej planéty bude navyše vyžadovať opatrenia na minimalizáciu dopadu. Už existuje niekoľko riešení, krátkodobých aj dlhodobých.
Napríklad NASA udržuje niekoľko satelitov, ktoré študujú slnko, vesmírne prostredie v celej slnečnej sústave a sledujú galaktické kozmické lúče v nádeji, že poskytnú lepšie pochopenie slnečného a kozmického žiarenia. Agentúra tiež hľadá najlepšie možnosti pre tienenie astronautov a elektroniky.
V roku 2014 NASA spustila výzvu Reducing Galactic Cosmic Rays Challenge, intenzívnu súťaž s cenou 12 000 dolárov, ktorá odmeňuje najlepšie nápady na zníženie dopadu galaktického kozmického žiarenia na astronautov. Po prvej súťaži v apríli 2014 nasledovala ďalšia súťaž v júli s celkovou cenou 30 000 dolárov za nápady týkajúce sa aktívnej a pasívnej obrany.
Pokiaľ ide o dlhodobé pobyty a kolonizáciu, v minulosti sa objavilo niekoľko ďalších nápadov. Napríklad, ako navrhli Robert Zubrin a David Baker v pláne misie Mars Direct, byty môžu byť postavené priamo v zemi, čo bude prírodný štít pred žiarením.
Navrhlo sa tiež vytvorenie nafukovacích modulov uzavretých v keramike vytvorených pomocou marťanskej pôdy. Tento plán sa bude opierať o 3D tlačovú techniku známu ako „spekanie“, pri ktorej sa piesok premení na roztavený materiál pomocou röntgenového žiarenia.
MarsOne, nezisková organizácia, ktorá sľubuje kolonizáciu Marsu v najbližších niekoľkých desaťročiach, ponúka vlastnú možnosť ochrany marťanských osadníkov pred žiarením. Organizácia navrhla vložiť tienenie do modulu kozmickej lode, vozidla a bývania. V prípade slnečnej erupcie, ak ochrana nie je dostatočná, navrhujú vo svojom biotopu Mars Transit Habitat vytvoriť vyhradený radiačný kryt (umiestnený v nádrži na dutú vodu).
Najdrsnejší návrh na zmiernenie však spočíva v reštartovaní jadra planéty, aby sa obnovila jej magnetosféra. Aby sme to dosiahli, musíme skvapalniť vonkajšie jadro tak, aby mohlo opäť kondenzovať okolo vnútorného jadra. Správna rotácia planéty začne vytvárať dynamo efekt a generuje sa magnetické pole.
Podľa Sam Factor, postgraduálneho študenta Katedry astronómie na Texaskej univerzite, existujú dva spôsoby, ako to urobiť. Prvým je odpáliť sériu termonukleárnych hlavíc v blízkosti jadra planéty a druhým je vyslať elektrický prúd cez planétu, čím sa v jadre vytvorí odpor, ktorý sa zahrieva.
Vedci z Národného inštitútu syntetických vied (NIFS) v Japonsku vykonali v roku 2008 štúdiu, ktorá zvažovala možnosť vytvorenia umelého magnetického poľa okolo Zeme. Zistili, že intenzita magnetického poľa klesla za posledných 150 rokov o 10%, obhajovali vytvorenie supravodivých krúžkov obklopujúcich planétu, čo by mohlo kompenzovať budúce straty.
S niekoľkými zmenami by sa takýto systém mohol prispôsobiť pre Mars. Vytvorí magnetické pole, ktoré môže pomôcť chrániť povrch pred škodlivým žiarením. Ak terraformeri dokážu na Marse vytvoriť atmosféru, takýto systém ho tiež ochráni pred slnečným vetrom.
Nakoniec štúdia vedcov z Mineralogického a petrografického ústavu z roku 2007 vo Švajčiarsku ukázala, ako vyzerá jadro Marsu. Použitím diamantovej komory vedci dokázali reprodukovať tlakové podmienky na systémoch železo-síra a železo-nikel-síra, ktoré zodpovedajú stredu Marsu.
Zistili, že pri teplotách marťanského jadra (asi 1227 stupňov Celzia) by bolo vnútorné jadro tekuté, ale vonkajšie by bolo mierne stuhnuté. Je to veľmi odlišné od jadra Zeme, v ktorom tuhnutie vnútorného jadra uvoľňuje teplo, ktoré udržuje vonkajšie roztavené, čím sa vytvára dynamo efekt a magnetické pole.
Neprítomnosť pevného vnútorného jadra na Marse by znamenala, že jedného dňa tekuté vonkajšie jadro muselo mať iný zdroj energie. Tento zdroj nejako vyschol a vonkajšie jadro stuhlo, čím sa ukončil dynamický efekt. Ich štúdia však tiež ukázala, že ochladenie planéty by mohlo v budúcnosti viesť k stuhnutiu jadra, pretože buď pevné látky bohaté na železo spadnú do stredu, alebo v jadre kryštalizuje sulfidy železa.
Inými slovami, jadro Marsu sa jedného dňa môže stať pevným zahriatím vonkajšieho jadra a jeho roztavením. V kombinácii s vlastnou rotáciou planéty to vytvorí dynamo efekt, ktorý opäť spustí magnetické pole planéty. Ak je to pravda, potom bude kolonizácia Marsu a bezpečný život na ňom otázkou času - bude potrebné počkať, kým jadro kryštalizuje.
Neexistuje žiadny iný spôsob. V súčasnosti je žiarenie na povrchu Marsu dosť nebezpečné. Pri budúcich letoch na planétu sa preto zohľadní ochrana pred žiarením a protiopatrenia. A každý, kto zostane na Marse po dlhú dobu, sa bude musieť pochovať hlbšie na zemi alebo sa chrániť pred slnkom a kozmickým žiarením.
Ale nevyhnutnosť je matka vynálezu, však? A keďže musíme začať kolonizovať iné svety, ak chceme prežiť ako druh, musíme sa uchýliť k inovatívnym riešeniam.
ILYA KHEL