Alleen dan is een missie naar de rode planeet veilig.
Om de eerste bemande missie naar Mars mogelijk te maken, moeten wetenschappers en ingenieurs eerst een hele reeks technologische- en veiligheidsobstakels overwinnen. Eén van de grootste uitdagingen waar toekomstige Marsreizigers mee te maken gaan krijgen, is bijvoorbeeld schadelijke kosmische straling. Een prangende vraag is dan ook of het eigenlijk wel veilig is voor mensen om naar Mars te vliegen. Het antwoord? Ja, maar onder voorbehoud.
Kosmische straling
Eén van de zaken waar rekening mee gehouden wordt bij het plannen en ontwerpen van langdurige bemande missies naar Mars, is het stralingsrisico. De magnetosfeer en atmosfeer van de aarde vormen een soort natuurlijke paraplu, die ons tegen schadelijke kosmische straling beschermt. Maar in de interplanetaire ruimte ontbreekt dit schild. Het betekent dat de straling waaraan Marsreizigers worden blootgesteld honderden malen groter is dan waar mensen in dezelfde tijd op aarde mee worden geconfronteerd. Daarnaast is de dosis meerdere malen groter dan voor astronauten die op ISS werken. Kosmische straling is bovendien schadelijk voor het menselijk lichaam. Het beschadigt bijvoorbeeld eiwitten en DNA, verhoogt de kans op kanker en heeft een erg nadelig effect op het centrale zenuwstelsel.
‘Kosmische straling’ (ook wel ‘kosmische stralen’ genoemd), bestaat eigenlijk vooral uit ‘kosmische deeltjes’. De oorsprong van deze deeltjes is (op volgorde van hoeveelheid energie): de zonnewind, andere sterren binnen onze Melkweg, supernova’s, of zelfs andere sterrenstelsels. Op aarde hebben we twee belangrijke schilden die ons afschermen van buitenaardse deeltjes. Allereerst hebben we een magnetisch veld dat deeltjes kan vangen. Er zijn echter ook deeltjes die door het aardmagnetisch veld heen komen. Deze krijgen dan te maken met het tweede schild: onze atmosfeer. Dit is een soort kogelwerend vest, dat de klap kan opvangen van hoog-energetische deeltjes. Als gevolg van deze botsingen tussen kosmische deeltjes en de aardatmosfeer, ontstaat er een deeltjeslawine van onder andere deeltjes met een veel lagere energie. Die kunnen ons wel bereiken op het aardoppervlak, maar zijn niet schadelijk voor mensen.
De vraag is dan ook of het wel veilig is om astronauten naar Mars te laten vliegen. In een nieuwe studie hebben onderzoekers zich over dit prangende vraagstuk gebogen. Ze stelden zichzelf daarbij twee belangrijke vragen: 1) Zou deeltjesstraling een te ernstige bedreiging voor mensen vormen tijdens een reis naar de rode planeet? 2) Zou de timing van een missie naar Mars kunnen helpen om Marsreizigers tijdens hun reis te beschermen tegen schadelijke straling?
Het is mogelijk, maar…
Voor iedereen die uitkijkt naar de eerste bemande Marsmissie hebben de onderzoekers goed nieuws. De bevindingen uit de studie laten namelijk zien dat een tripje naar Mars haalbaar is, mits er aan een aantal randvoorwaarden wordt voldaan. Dat wil zeggen dat de mens veilig van en naar Mars moet kunnen reizen, op voorwaarde dat de totale reis (dus heen en terug) niet meer dan vier jaar in beslag neemt. Bovendien moet er een gunstig moment worden uitgekiend.
Vier jaar
De onderzoekers bevelen een missie aan die niet langer dan vier jaar duurt. Een langere reis zal astronauten namelijk blootstellen aan een te hoge hoeveelheid gevaarlijke straling. Een reis van vier jaar is overigens goed denkbaar: een enkeltje naar Mars duurt ongeveer negen maanden. Dus afhankelijk van het moment van lancering en de beschikbare brandstof, kan een bemande missie naar Mars binnen twee jaar zijn voltooid.
Dik materiaal
Om de astronauten tijdens de reis tegen gevaarlijke straling te beschermen, moet een ruimtevaartuig gebouwd worden bestaande uit relatief dik materiaal, zo adviseren de onderzoekers. Deze afscherming mag echter niet té dik zijn, want dat zal de hoeveelheid secundaire straling waaraan Marsreizigers blootgesteld worden, kunnen vergroten.
Timing
Daarnaast is de timing van de missie heel belangrijk. Dat kan echt een groot verschil maken, zo betogen de onderzoekers. Volgens het team zou een ruimtevaartuig de aarde moeten verlaten op het moment dat de zonneactiviteit op z’n hoogtepunt is, bekend als het zonnemaximum. “De twee belangrijkste soorten gevaarlijke straling in de ruimte, zijn zonne-energetische deeltjes en galactische kosmische straling,” legt onderzoeker Yuri Shprits uit. “De intensiteit van elk hangt af van de zonneactiviteit. De activiteit van galactische straling is het laagst binnen de zes tot twaalf maanden na de piek van zonneactiviteit, terwijl de intensiteit van zonne-energetische deeltjes het grootst is tijdens het zonnemaximum.” Berekeningen van de wetenschappers tonen aan dat het mogelijk is om een ruimtevaartuig af te schermen van hoogenergetische deeltjes, omdat tijdens het zonnemaximum de gevaarlijkste en meest energetische deeltjes van verre sterrenstelsels worden afgebogen door de verhoogde zonneactiviteit.
Al met al tonen de bevindingen aan dat een tripje naar Mars zeker in het vat zou kunnen zitten. “Onze studie toont aan dat hoewel ruimtestraling strikte beperkingen oplegt aan het ruimtevaartuig en het tijdstip van lancering, een dergelijke missie toch levensvatbaar is,” besluit Shprits.
