Co mají společného cesta na Mars a CT-vyšetření?  
Ionizující záření. V době, kdy se začínají objevovat spekulace o letu lidské posádky na Mars, se jím vědci zabývají stále důkladněji.

 

Proto byl na palubu vozítka Curiosity umístěn přístroj RAD – měřící stanice ke sběru informací o průletu vysokoenergetických atomárních a subatomárních částic, které vyvrhlo Slunce, nebo třeba vybuchující supernovy. RAD si ze všech vědeckých přístrojů na vozítku připsal jedno prvenství – začal totiž pracovat jako první. Jeho služba začala dlouho předtím, než rover dosedl na Rudou planetu. Tento přístroj uložený na horní desce vozítka pracoval po celou dobu letu mezi Zemí a Marsem. Během této doby sbíral data o záření, kterému byl vystaven. Díky, tomu, že se vozítko v té době nacházelo pod ochranným krunýřem známého složení, bylo možné simulovat teoretickou kosmickou loď na jejíž palubě by byli živí lidé.

 

Zvětšit obrázek
Přístroj RAD – vpravo pak jeho umístění na vozítku Curiosity. Zdroj: http://www.raumfahrer.net/


Po přistání následovalo dlouhé období vyhodnocování dat a nyní máme konečně v ruce konkrétní informace. Přelet mezi Zemí a Marsem sice trval 9 měsíců, ale pro přehlednost počítají následující hodnoty pouze s půlročním měřením. Důvod je prostý – půl roku pobývají astronauti na ISS a díky tomu můžeme obě hodnoty snáze porovnávat. Za půl roku naměřil přístroj RAD celkem 330 mSv. Pokud to srovnáme s pobytem na ISS, která obíhá pod ochranou van Allenových pásů, pak se jedná o trojnásobné hodnoty radiace. Sieverty nejsou jednotky, které se úplně snadno představují, proto si pomůžeme dvojicí přirovnání – 330 mSv je o dva řády více, než kolik dostane za rok průměrný Američan. A stejnou dávku záření by lidské tělo dostalo, pokud by se každých 5 – 6 dní podrobilo celotělovému vyšetření počítačovou tomografií, tedy CT.

 


 

Zvětšit obrázek
Ilustrace ukazující pronikavost jednotlivých druhů ionizujícího záření. Alfa záření zastaví list papíru, beta záření lidské tělo. Všechny ostatní druhy záření jím projdou – rentgenové paprsky zastaví dřevo, gama záření až olovo. Neutrony však projdou i skrz něj. Zdroj: http://nuclearsafety.gc.ca/

Co to znamená pro případnou lidskou posádku? Pokud by astronaut dostal za celou svou aktivní službu 1 sievert (počítejme i s cestou zpátky!), znamenalo by to s 95% pravděpodobností zvýšení rizika vzniku rakoviny o 5 %. Což je docela problém, protože NASA z bezpečnostních důvodů toleruje maximálně 3% riziko. Nabízí se otázka, jak loď s posádkou lépe chránit. Možností je několik – od dutých stěn vyplněných silnou vrstvou vody, přes zesílení stěn až po speciální plasty, které by měly za úkol tlumit procházející záření. Musíme si také uvědomit, že sluneční aktivita klesá v pravidelných cyklech. A Curiosity měla to “štěstí”, že letěla zrovna v době zvýšené aktivity. Je tedy možné, že případná pilotovaná mise by čelila menším problémům, pokud by se “trefila” do období slunečního minima.

 

Data, která jsme získali z přístroje RAD nám pomohly ještě v jednom směru – ukázalo se totiž, že doposud používané výpočty jsou nastaveny správně. Před každým meziplanetárním letem patří počítání radiační zátěže k velmi důležitým prvkům konstrukce kosmických sond. Naměřená data ukazují, že realita je srovnatelná s tím, co se očekávalo. Přístroj RAD ale po přistání na Marsu nepřestal fungovat. Naopak – stále sbírá data o množství záření přímo na povrchu. Zatím ještě nejsou k dispozici přesná čísla, ale jisté je, že ve srovnání s měřeními během přeletu budou hodnoty nižší. Zhruba polovinu škodlivého záření by měla odstínit samotná planeta a drobný vliv zřejmě bude mít i slabá atmosféra Marsu.

 

Měření na povrchu budou možná ještě důležitější, než ta z přeletu. Nepřímo totiž můžeme prozkoumat samotnou atmosféru planety. Vysokoenergetická částice se může v atmosféře rozpadnout na menší nízkoenergetické částice, které v důsledku mohou způsobit větší problémy než mateřská částice. Pokud budeme vědět, co přesně na povrch planety dopadá, budeme moci zpřesnit i naše znalosti o atmosféře a podmínkách ve Sluneční soustavě vůbec. Podle očekávání bude radiace tak silná, že její hodnoty nedovolí vznik povrchového života (na Zemi sice existují organismy, kterým radiace nevadí, ale jedná se o extrémy). Data z přístroje RAD tak pomohou získat hodnoty, které po dosazení do vzorců řeknou, jak hluboko nebezpečné záření proniká a kde už jsou jeho hodnoty tak slabé, že by dovolovaly vznik života. Až bude tohle lidstvo vědět, budeme moci vyslat na Mars robota, který se do této hloubky provrtá a provede zkoumání přímo v bezpečné hloubce.

 

Zvětšit obrázek
Přístroj RAD ještě před nainstalováním do roveru. Zdroj: http://www.popsci.com/


A na závěr  několik slov o přístroji RAD – Není to žádný velký macek – váží jen 1,7 kilogramu. Schematicky by se dal označit jako širokoúhlý teleskop, za kterým jsou umístěny citlivé detektory. Každou hodinu se aktivuje na 15 minut a provede potřebná měření. Detektory na měření nabitých částic si poradí i s ionty železa. Kromě toho RAD zvládne detekovat i neutrony a gama záření. Před těmito škodlivými druhy záření nás na Zemi chrání magnetické pole planety, které na Marsu chybí. Zároveň to ale znamenalo, že byl problém RAD správně zkalibrovat. Vývojáři nakonec využili laboratoří, které zkoumají výsledky z částicových urychlovačů v USA, Evropě, Japonsku a Jihoafrické republice.


Zdroje informací:
http://www.kosmonautix.cz/viewtopic.php?f=30&t=99
http://www.kosmo.cz/modules.php?op=modload&name=XForum&file=viewthread&tid=1242
http://cs.wikipedia.org/wiki/Sievert
http://www.jpl.nasa.gov/msl/
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/05/130530145930.htm
Zdroje obrázků:
http://www.clarksvilleonline.com/…/Trajectory-Maneuver-Slated-for-January-11th1.jpg
http://www.raumfahrer.net/news/images/rad_msl_big.jpg
http://nuclearsafety.gc.ca/eng/readingroom/publications/gauges/images/fig_2_e_th.jpg
http://www.popsci.com/files/imagecache/photogallery_image/articles/rad_0.jpg
Psáno pro Kosmonatix a Osel.cz

Autor: Dušan Majer
Datum: 05.06.2013 12:18
Tisk článku


Diskuze:

oprava

Peter Pošta,2013-06-10 14:57:32

CT není počítačová tomografie ale výpočetní tomografie

Odpovědět

jenom oprava drobné nepřesnosti

Pavel Brož,2013-06-05 15:53:53

ad věta: "Detektory na měření nabitých částic si poradí i s ionty železa. Kromě toho RAD zvládne detekovat i neutrony a gama záření. Před těmito škodlivými druhy záření nás na Zemi chrání magnetické pole planety, které na Marsu chybí."

Magnetické pole Země chrání samozřejmě jen před nabitými částicemi, ne před neutrony a gama zářením, před těmi nás chrání přímo samotná atmosféra.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace