Lidský zájem o Mars v posledních několika desetiletích dramaticky vzrostl. Kromě osmi aktivních misí, které se v současné době odehrávají na Rudé planetě nebo v její blízkosti, bude do konce tohoto desetiletí posláno na Mars dalších sedm robotických modulů, roverů a orbiterů. Do 20. let 20. století plánuje několik vesmírných agentur rozmístit mise s posádkou na povrch.
Kromě toho stále existuje poměrně málo dobrovolníků, kteří jsou připraveni jít na Mars jedním směrem, a lidé, kteří se zasazují o to, aby se náš druhý domov stal. Všechny tyto návrhy také upozorňují na nebezpečí, která čekají na lidi na Marsu. Kromě chladného, suchého prostředí, nedostatku vzduchu a obřích písečných bouří je zde také otázka záření.
Odkud pochází záření na Marsu?
Mars nemá ochrannou magnetosféru jako Země. Vědci se domnívají, že najednou byly v jádru Marsu konvekční proudy, které vytvářely dynamický efekt, který uvedl do pohybu planetární magnetické pole. Ale asi před 4,2 miliardami let - zřejmě kvůli kolizi s velkým objektem nebo rychlému ochlazení jádra - tento dynamický efekt zmizel.
Výsledkem bylo, že během příštích 500 milionů let byla atmosféra Marsu pomalu odpařována slunečním větrem. V důsledku ztráty magnetického pole a atmosféry je povrch Marsu vystaven mnohem vyšším úrovním záření než Země. Kromě neustálého vystavení kosmickým paprskům a slunečnímu větru je Mars vystaven smrtelným dávkám sterilizujícího záření spolu se slunečními erupcemi.
Propagační video:
Jak probíhal výzkum?
V roce 2001 poslala NASA kosmickou loď Mars Odyssey na Mars vybavenou speciálním nástrojem MARIE (Martian Radiation Experiment), který měl měřit úroveň záření kolem Marsu. Protože Mars má poněkud tenkou atmosféru, záření, které zaznamenal Mars Odyssey, by mělo být téměř stejné jako na povrchu.
Během 18 měsíců provozu detekovala sonda Mars Odyssey trvalé záření, jehož úroveň je 2,5krát vyšší než úroveň na Mezinárodní kosmické stanici - 22 milirad za den, nebo 8000 milirad (8 rad) za rok. Kosmická loď také zaznamenala dvě sluneční protonové události, při nichž se úroveň záření zvýšila na 2 000 milirad denně.
Pro srovnání, lidé ve vyspělých zemích jsou vystaveni průměrně 0,62 Rad za rok. A přestože výzkum ukázal, že lidské tělo dokáže vydržet dávku až 200 rad bez poškození, může dlouhodobé vystavení radiačnímu záření na Marsu vést ke všem zdravotním problémům - akutní radiační nemoc, zvýšené riziko rakoviny, genetické poškození nebo dokonce smrt.
NASA a další kosmické agentury proto při plánování misí dodržují strategii minimálního rizika.
Možné řešení
První návštěvníci Marsu budou určitě muset čelit zvýšené hladině záření na povrchu. Navíc jakýkoli pokus o kolonizaci Rudé planety bude také vyžadovat opatření k minimalizaci dopadu. Již existuje několik řešení, krátkodobých i dlouhodobých.
Například NASA udržuje několik satelitů, které studují slunce, kosmické prostředí v celé sluneční soustavě a sledují galaktické kosmické paprsky v naději, že budou lépe porozumět slunečnímu a kosmickému záření. Agentura také hledá nejlepší možnosti pro stínění astronautů a elektroniky.
V roce 2014 zahájila NASA výzvu Reducing Galactic Cosmic Rays Challenge, intenzivní soutěž s cenou 12 000 $, která odmění nejlepší nápady pro snížení dopadu galaktického kosmického záření na astronauty. Po první soutěži v dubnu 2014 následovala další soutěž v červenci s celkovou cenou 30 000 USD za myšlenky související s aktivní a pasivní obranou.
Pokud jde o dlouhodobé pobyty a kolonizaci, v minulosti se objevilo několik dalších nápadů. Například, jak navrhli Robert Zubrin a David Baker v plánu mise Mars Direct, mohou být postavena obydlí přímo v zemi, což bude přirozený štít před zářením.
Bylo také navrženo vytvořit nafukovací moduly uzavřené v keramice vytvořené pomocí marťanské půdy. Tento plán se bude opírat o 3D tiskovou techniku známou jako „slinování“, kdy se písek přeměňuje na roztavený materiál pomocí rentgenového záření.
MarsOne, nezisková organizace, která slibuje kolonizaci Marsu v příštích několika desetiletích, nabízí vlastní možnost chránit marťanské osadníky před zářením. Organizace navrhla vložit stínění do kosmické lodi, vozidla a obytného modulu mise. V případě sluneční erupce, pokud ochrana nestačí, navrhují vytvořit uvnitř svého stanoviště Mars Transit Habitat vyhrazený radiační kryt (umístěný v nádrži na dutou vodu).
Nejdramatičtější návrh na zmírnění však zahrnuje restart jádra planety, aby se obnovila její magnetosféra. Abychom to mohli udělat, musíme zkapalnit vnější jádro tak, aby mohlo opět kondenzovat kolem vnitřního jádra. Správná rotace planety začne vytvářet dynamo efekt a bude generováno magnetické pole.
Podle Sama Factora, postgraduálního studenta na Astronomickém ústavu na University of Texas, existují dva způsoby, jak toho dosáhnout. První je odpálit řadu termonukleárních hlavic v blízkosti jádra planety a druhý je poslat elektrický proud přes planetu, čímž se v jádru vytvoří odpor, který se zahřeje.
Vědci z Národního institutu pro syntézu (NIFS) v Japonsku provedli v roce 2008 studii, která zvažovala možnost vytvoření umělého magnetického pole kolem Země. Zjistili, že intenzita magnetického pole klesla za posledních 150 let o 10%, obhajovali vytvoření supravodivých prstenců obklopujících planetu, což by mohlo kompenzovat budoucí ztráty.
S několika změnami by takový systém mohl být přizpůsoben pro Mars. Vytvoří magnetické pole, které může pomoci chránit povrch před některými škodlivými zářením. A pokud terraformátoři mohou na Marsu vytvořit atmosféru, takový systém ji také ochrání před slunečním větrem.
A konečně, studie z roku 2007 provedená vědci z Institutu mineralogie a petrografie ve Švýcarsku ukázala, jak vypadá jádro Marsu. Pomocí diamantové komory dokázali vědci reprodukovat tlakové podmínky na systémech železo-síra a železo-nikl-síra, které odpovídají centru Marsu.
Zjistili, že při teplotách marťanského jádra (asi 1227 stupňů Celsia) bude vnitřní jádro tekuté, ale vnější jádro bude mírně ztuhlé. Toto je velmi odlišné od jádra Země, ve kterém ztuhnutí vnitřního jádra uvolňuje teplo, které udržuje roztavené vnější jádro, čímž vzniká dynamický efekt a magnetické pole.
Absence pevného vnitřního jádra na Marsu by znamenala, že jednoho dne tekuté vnější jádro muselo mít jiný zdroj energie. Nějak tento zdroj vyschl a vnější jádro ztuhlo, čímž se ukončil dynamo efekt. Jejich studie však také ukázala, že chlazení planety by mohlo v budoucnu vést ke ztuhnutí jádra, protože buď pevné částice bohaté na železo spadnou do středu, nebo v jádru krystalizují sulfidy železa.
Jinými slovy, jádro Marsu se jednoho dne může stát pevným zahřátím vnějšího jádra a jeho roztavením. V kombinaci s vlastní rotací planety to vytvoří dynamo efekt, který znovu spustí magnetické pole planety. Pokud je to pravda, bude kolonizace Marsu a bezpečný život na něm otázkou času - bude nutné počkat, až jádro krystalizuje.
Jinak to nejde. V současné době je záření na povrchu Marsu docela nebezpečné. Proto jakékoli budoucí mise na planetě budou brát v úvahu radiační ochranu a protiopatření. A každý, kdo zůstane na Marsu po dlouhou dobu, se bude muset pohřbít hlouběji na zemi nebo se chránit před sluncem a kosmickými paprsky.
Ale nutností je matka vynálezu, že? A protože musíme začít kolonizovat jiné světy, chceme-li přežít jako druh, musíme se uchýlit k inovativním řešením.
ILYA KHEL