Kredit gambar: NASA
NASA memiliki misteri untuk dipecahkan: Bisakah orang pergi ke Mars, atau tidak?
"Ini masalah radiasi," kata Frank Cucinotta dari Proyek Kesehatan Radiasi Luar Angkasa NASA di Johnson Space Center. "Kami tahu berapa banyak radiasi di luar sana, menunggu kami di antara Bumi dan Mars, tetapi kami tidak yakin bagaimana tubuh manusia akan bereaksi terhadapnya."
Astronot NASA telah berada di luar angkasa, mati-matian, selama 45 tahun. Kecuali untuk beberapa perjalanan cepat ke bulan, mereka tidak pernah menghabiskan banyak waktu jauh dari Bumi. Ruang angkasa penuh dengan proton dari suar matahari, sinar gamma dari lubang hitam yang baru lahir, dan sinar kosmik dari bintang yang meledak. Perjalanan panjang ke Mars, tanpa planet besar di dekatnya untuk memblokir atau membelokkan radiasi itu, akan menjadi petualangan baru.
NASA menimbang bahaya radiasi dalam satuan risiko kanker. Seorang pria Amerika sehat berusia 40 tahun yang bebas-rokok memiliki peluang 20% untuk mati karena kanker. Itu jika dia tetap di Bumi. Jika dia bepergian ke Mars, risikonya naik.
Pertanyaannya adalah berapa banyak?
"Kami tidak yakin," kata Cucinotta. Menurut sebuah penelitian tahun 2001 terhadap orang-orang yang terpapar radiasi dalam dosis besar - misalnya, penyintas bom atom Hiroshima dan, ironisnya, pasien kanker yang telah menjalani terapi radiasi - risiko tambahan dari misi Mars 1000 hari terletak di antara 1% dan 19% . "Jawaban yang paling mungkin adalah 3,4%," kata Cucinotta, "tetapi bilah galatnya luas."
Kemungkinannya bahkan lebih buruk bagi wanita, tambahnya. "Karena payudara dan ovarium, risiko bagi astronot perempuan hampir dua kali lipat risiko untuk laki-laki."
Para peneliti yang melakukan penelitian itu berasumsi bahwa kapal Mars akan dibangun "sebagian besar dari aluminium, seperti modul perintah Apollo yang lama," kata Cucinotta. Kulit pesawat ruang angkasa akan menyerap sekitar setengah radiasi yang menghantamnya.
“Jika risiko ekstra hanya beberapa persen? kami baik-baik saja. Kita bisa membangun pesawat ruang angkasa menggunakan aluminium dan menuju Mars. ” (Aluminium adalah bahan favorit untuk konstruksi pesawat ruang angkasa, karena ringan, kuat, dan akrab bagi para insinyur dari dekade penggunaan yang panjang dalam industri dirgantara.)
"Tapi apakah itu 19%? astronot kita yang berusia 40 tahun akan menghadapi 20% + 19% = 39% kemungkinan terkena kanker yang berakhir setelah dia kembali ke Bumi. Itu tidak bisa diterima. "
Bar kesalahan besar, kata Cucinotta, untuk alasan yang baik. Radiasi luar angkasa adalah campuran unik dari sinar gamma, proton berenergi tinggi dan sinar kosmik. Ledakan bom atom dan perawatan kanker, yang menjadi dasar dari banyak penelitian, bukanlah pengganti dari "hal yang nyata".
Ancaman terbesar bagi astronot dalam perjalanan ke Mars adalah sinar kosmik galaksi - atau "GCR" singkatnya. Ini adalah partikel yang dipercepat hingga kecepatan cahaya dengan ledakan supernova jauh. GCR paling berbahaya adalah inti terionisasi yang berat seperti Fe + 26. "Mereka jauh lebih energik (jutaan MeV) daripada proton khas yang dipercepat oleh suar matahari (puluhan hingga ratusan MeV)," catat Cucinotta. GCR meluncur melalui kulit pesawat ruang angkasa dan orang-orang seperti bola meriam kecil, memecahkan untaian molekul DNA, merusak gen dan membunuh sel.
Para astronot jarang mengalami dosis penuh dari GCR luar angkasa ini. Pertimbangkan Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS): ia mengorbit hanya 400 km di atas permukaan bumi. Tubuh planet kita, yang menjulang besar, memotong sekitar sepertiga GCR sebelum mencapai ISS. Sepertiga lainnya dibelokkan oleh medan magnet Bumi. Astronot pesawat ulang-alik menikmati pengurangan yang serupa.
Astronot Apollo yang melakukan perjalanan ke bulan menyerap dosis yang lebih tinggi - sekitar 3 kali level ISS - tetapi hanya selama beberapa hari selama pelayaran Bumi-bulan. GCR mungkin telah merusak mata mereka, catat Cucinotta. Dalam perjalanan ke bulan, kru Apollo melaporkan melihat sinar kosmik berkedip di retina mereka, dan sekarang, bertahun-tahun kemudian, beberapa dari mereka telah mengembangkan katarak. Kalau tidak, mereka sepertinya tidak terlalu menderita. "Beberapa hari 'di luar sana' mungkin aman," simpul Cucinotta.
Tetapi astronot yang bepergian ke Mars akan "di luar sana" selama satu tahun atau lebih. "Kita belum bisa memperkirakan, andal, apa yang akan dilakukan sinar kosmik kepada kita ketika kita terpapar begitu lama," katanya.
Mencari tahu adalah misi Laboratorium Radiasi Luar Angkasa NASA (NSRL) yang baru, yang berlokasi di Laboratorium Nasional Brookhaven, Departemen Energi AS di New York. Dibuka pada Oktober 2003. “Di NSRL kami memiliki akselerator partikel yang dapat mensimulasikan sinar kosmik,” jelas Cucinotta. Para peneliti mengekspos sel-sel dan jaringan mamalia ke berkas partikel, dan kemudian meneliti kerusakannya. "Tujuannya adalah untuk mengurangi ketidakpastian dalam perkiraan risiko kami menjadi hanya beberapa persen pada tahun 2015."
Setelah risikonya diketahui, NASA dapat memutuskan pesawat ruang angkasa apa yang akan dibangun. Mungkin saja bahan bangunan biasa seperti aluminium cukup baik. Jika tidak, "kami sudah mengidentifikasi beberapa alternatif," katanya.
Bagaimana dengan pesawat ruang angkasa yang terbuat dari plastik?
"Plastik kaya akan hidrogen - elemen yang melakukan pekerjaan dengan baik menyerap sinar kosmik," jelas Cucinotta. Misalnya, polietilen, kantong sampah yang terbuat dari bahan yang sama, menyerap 20% lebih banyak sinar kosmik daripada aluminium. Suatu bentuk polietilen bertulang yang dikembangkan di Marshall Space Flight Center 10 kali lebih kuat dari aluminium, dan juga lebih ringan. Ini bisa menjadi bahan pilihan untuk membangun pesawat ruang angkasa, jika bisa dibuat cukup murah. "Bahkan jika kita tidak membangun seluruh pesawat ruang angkasa dari plastik," catat Cucinotta, "kita masih bisa menggunakannya untuk melindungi area-area utama seperti perempat awak." Memang, ini sudah dilakukan di atas ISS.
Jika plastik tidak cukup baik maka hidrogen murni mungkin diperlukan. Pound untuk pound, hidrogen cair memblokir sinar kosmik 2,5 kali lebih baik daripada aluminium. Beberapa desain pesawat ruang angkasa canggih menyerukan tangki besar bahan bakar hidrogen cair, sehingga "kita bisa melindungi awak dari radiasi dengan membungkus tangki bahan bakar di sekitar ruang hidup mereka," berspekulasi Cucinotta.
Bisakah orang pergi ke Mars? Cucinotta percaya demikian. Tapi pertama-tama, "kita harus mencari tahu berapa banyak radiasi yang bisa ditangani tubuh kita dan pesawat ruang angkasa macam apa yang perlu kita bangun." Di laboratorium di seluruh negeri, pekerjaan sudah dimulai.
Sumber Asli: NASA Science Story
