Inimeste huvi Marsi vastu on viimase paarikümne aasta jooksul järsult kasvanud. Lisaks kaheksale aktiivsele missioonile, mis praegu toimuvad Punal Planeedil või selle läheduses, saadetakse dekaadi lõpuks Marsile veel seitse robotmoodulit, roverit ja orbiiti. 2030. aastateks plaanivad mitmed kosmoseagentuurid mehitatud missioonide viimist pinnale.
Lisaks on veel üsna palju vabatahtlikke, kes on valmis Marsile ühel viisil minema, ja inimesi, kes pooldavad selle muutmist meie teiseks koduks. Kõik need ettepanekud juhivad meie tähelepanu ka ohtudele, mis tekivad inimeste ootuses Marsil. Külma, kuiva keskkonna, õhupuuduse ja hiiglaslike liivatormide kõrval on probleemiks ka radiatsioon.
Kust tuleb kiirgus Marsilt?
Marsil pole kaitsvat magnetosfääri, nagu Maa seda teeb. Teadlased usuvad, et korraga olid Marsi tuumas konvektsioonivoolud, luues dünamoefekti, mis pani liikuma planeedi magnetvälja. Kuid umbes 4,2 miljardit aastat tagasi - ilmselt kokkupõrke tõttu suure objektiga või südamiku kiire jahtumisega - kadus see dünamoefekt.
Selle tagajärjel järgmise 500 miljoni aasta jooksul aurustas päikesetuul Marsi atmosfääri aeglaselt. Magnetvälja ja atmosfääri kaotuse tõttu on Marsi pind avatud palju kõrgemale radiatsioonitasemele kui Maa. Lisaks kosmiliste kiirte ja päikesetuule pidevale kokkupuutele puutuvad Marsi koos päikesekiirgusega kokku ka surmavad annused steriliseerivat kiirgust.
Reklaamvideo:
Kuidas uurimistöö läks?
2001. aastal saatis NASA Marsile kosmoselaeva Mars Odyssey, mis oli varustatud spetsiaalse instrumendiga MARIE (Marsi kiirguskatse), mis pidi mõõtma Marsi ümbruse kiirguse taset. Kuna Marsi atmosfäär on üsna õhuke, oleks Mars Odüsseia registreeritud kiirgus pidanud olema peaaegu sama kui pinnal.
18-kuulise töötamise ajal on Mars Odyssey sond tuvastanud püsiva kiirguse, mille tase on 2,5 korda kõrgem kui rahvusvahelises kosmosejaamas - 22 millirad päevas ehk 8000 millirad (8 Rad) aastas. Kosmoselaev registreeris ka kaks päikese prootoni sündmust, mille kiirgustase tõusis 2000 milliraadini päevas.
Võrdluseks - arenenud riikide inimesed puutuvad keskmiselt 0,62 kiirgusega kokku aastas. Ja kuigi uuringud on näidanud, et inimkeha suudab ilma kahjustusteta vastu pidada kuni 200 rad-i annusele, võib pikaajaline kokkupuude Marsi-kiirgusega põhjustada igasuguseid terviseprobleeme - ägedat kiiritushaigust, suurenenud vähiriski, geneetilisi kahjustusi ja isegi surma.
Seetõttu järgivad NASA ja muud kosmoseagentuurid missioonide kavandamisel minimaalse riski strateegiat.
Võimalikud lahendused
Esimesed Marsi külastajad peavad kindlasti silmitsi seisma suurenenud kiirguse tasemega pinnal. Kõik Punase planeedi koloniseerimise katsed nõuavad ka meetmeid mõju minimeerimiseks. Mitmed lahendused on juba olemas, nii lühi- kui ka pikaajalised.
Näiteks hoiab NASA mitu satelliiti, mis uurivad päikest, kogu Päikesesüsteemi kosmosekeskkonda ja jälgivad galaktilisi kosmilisi kiiri, lootes saada paremini aru päikese- ja kosmilisest kiirgusest. Samuti otsib amet parimaid võimalusi astronautide ja elektroonika varjestuseks.
NASA käivitas 2014. aastal intensiivse võistluse Reducing Galactic Cosmic Rays Challenge, mille auhind on 12 000 dollarit ja millega autasustatakse parimaid ideid galaktiliste kosmiliste kiirte mõju vähendamiseks astronautidele. Pärast esimest võistlust 2014. aasta aprillis järgnes juulis veel üks võistlus, mille auhind oli 30 000 dollarit aktiivse ja passiivse kaitsega seotud ideede eest.
Pikaajalise viibimise ja koloniseerimise osas on minevikus tekkinud veel mõned ideed. Näiteks nagu Robert Zubrin ja David Baker soovitasid Mars Direxi missiooniplaanis, saab eluruumid ehitada otse maasse, mis on loomulik kilp radiatsiooni eest.
Samuti tehti ettepanek luua täispuhutavad moodulid, mis on ümbritsetud Marsi pinnase abil valmistatud keraamikaga. See plaan põhineb 3D-printimistehnikal, mida nimetatakse “paagutamiseks”, kus liiv muudetakse röntgenkiirte abil sulaks.
Mittetulundusühing MarsOne, mis lubab lähiaastakümnetel Marsi koloniseerida, pakub välja oma võimaluse kaitsta Marsi asunikke radiatsiooni eest. Organisatsioon on teinud ettepaneku manustada varjestus missiooni kosmoseaparaadi, sõiduki ja eluruumide moodulisse. Päikesepõlengu korral, kui kaitse pole piisav, teevad nad ettepaneku luua spetsiaalne kiirgusvarjupaik (asub õõnesveemahutis) oma Marsi transiidi elupaiga sisse.
Kuid kõige drastilisem leevendamisettepanek hõlmab planeedi tuuma taaskäivitamist, et taastada selle magnetosfäär. Selleks peame välimist südamikku vedeldama, et see saaks uuesti ümber sisemise südamiku ümber kõverduda. Planeedi õige pöörlemine hakkab looma dünamoefekti ja genereeritakse magnetväli.
Texase ülikooli astronoomiaosakonna kraadiõppuri Sam Factori sõnul on selleks kaks võimalust. Esimene on detoneerida terve hulga tuumalõhkepeade planeedi tuuma lähedal ja teine on saata planeedi kaudu elektrivool, tekitades südamikus takistuse, mis soojeneb.
Jaapani riikliku sünteesiteaduse instituudi (NIFS) teadlased viisid 2008. aastal läbi uuringu, milles kaaluti võimalust luua kunstlik magnetväli Maa ümber. Leides, et magnetvälja intensiivsus on viimase 150 aasta jooksul langenud 10%, propageerisid nad planeedi ümbritsevate ülijuhtivate rõngaste loomist, mis võiks korvata tulevased kaotused.
Mõne muudatusega saaks sellist süsteemi Marsi jaoks kohandada. See loob magnetvälja, mis aitab kaitsta pinda mõne kahjuliku kiirguse eest. Ja kui terraformeerijad suudavad Marsil atmosfääri luua, kaitseb selline süsteem seda ka päikesetuule eest.
Lõpuks näitas Šveitsi Mineraloogia ja Petrograafia Instituudi teadlaste 2007. aasta uuring, milline näeb välja Marsi tuum. Teemantkambri abil suutsid teadlased reprodutseerida Marsi keskpunktile vastavaid raua- ja nikkel-väävlisüsteemide rõhutingimusi.
Nad leidsid, et Marsi tuuma temperatuuril (umbes 1227 kraadi Celsiuse järgi) on sisemine tuum vedel, kuid väline on veidi tahkunud. See erineb Maa tuumast väga palju, kuna sisemise tuuma tahkumisel eraldub soojus, mis hoiab välimise sula, tekitades sellega dünamoefekti ja magnetvälja.
Tahke sisemise südamiku puudumine Marsil tähendaks, et ühel päeval pidi vedelal välimisel tuumal olema erinev energiaallikas. Millegipärast see allikas kuivas ja välimine südamik tahkus, lõpetades dünamoefekti. Kuid nende uuring näitas ka seda, et planeedi jahutamine võib tulevikus põhjustada tuuma tahkumist, kuna kas rauarikkad tahked ained satuvad keskele või raudsulfiidid kristalliseeruvad tuumas.
Teisisõnu, Marsi tuum võib ühel päeval tahkeks saada, soojendades välimist südamikku ja sulatades selle. Koos planeedi enda pöörlemisega loob see dünamoefekti, mis taas käivitab planeedi magnetvälja. Kui see on tõsi, siis on Marsi koloniseerimine ja sellel turvaline elamine aja küsimus - tuleb oodata, kuni tuum kristalliseerub.
Muud moodi pole. Praegu on Marsi pinnal kiirgus üsna ohtlik. Seetõttu võetakse tulevaste planeedilendude puhul arvesse kiirguskaitset ja vastumeetmeid. Ja kõik, kes püsivad pikalt Marsil, peavad kas matma end sügavamale maa peale või kaitsma end päikese ja kosmiliste kiirte eest.
Kuid vajadus on leiutamise ema, kas pole? Ja kuna peame hakkama koloniseerima teisi maailmu, kui tahame liigina ellu jääda, peame kasutama innovaatilisi lahendusi.
ILYA KHEL
