Επικίνδυνη η κοσμική ακτινοβολία για το DΝΑ του οργανισμού
Επιμέλεια: Στέφανος Κρίκκης skrik@dolnet.gr
Οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν σε βάθος ποιούς κινδύνους εγκυμονεί για τους αστροναύτες η πολύχρονη παραμονή τους στα βάθη του ηλιακού μας συστήματος.
O Ματρόσκα αποδείχτηκε ατρόμητος ταξιδευτής. Είναι το ομοίωμα ενός ανθρώπινου κορμού, χωρίς πόδια και χέρια, που φτιάχτηκε από ειδικό πλαστικό. Μέσα του, τοποθετήθηκαν εξελιγμένοι αισθητήρες για να καταγράφουν τις δόσεις της επικίνδυνης κοσμικής ακτινοβολίας, που διατρέχει το αχανές Διάστημα με ιλιγγιώδη ταχύτητα και η οποία προκαλεί σημαντικές βλάβες στα ζωτικά όργανα των αστροναυτών, εφόσον αυτοί παραμείνουν για αρκετό χρόνο μακριά από την προστατευτική ατμόσφαιρα του πλανήτη μας. Οι επιστήμονες της ΝΑSΑ και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ΕSΑ) που κατασκεύασαν τον Ματρόσκα και τον «δίδυμο αδερφό» του, τον Φρεντ, θέλησαν να διαπιστώσουν στην πράξη πόσο μπορεί να αντέξει ο άνθρωπος στο Διάστημα και τι είδους τεχνολογία μπορεί να αναπτυχθεί για να παρασκευαστούν ασφαλή υλικά που θα προστατέψουν τον άνθρωπο, όταν επιχειρήσει να ταξιδέψει σε κάποιον μακρινό πλανήτη. Η γνώση αυτή είναι βασική προϋπόθεση για οποιαδήποτε επανδρωμένη αποστολή στα βάθη του ηλιακού μας συστήματος.
Από σουπερνόβα
Ο κίνδυνος που παραμονεύει τον άνθρωπο μόλις φύγει από τη Γη, ακούει στο όνομα γαλαξιακή κοσμική ακτινοβολία. Αυτή συνίσταται σε γυμνούς ατομικούς πυρήνες, μερικοί εκ των οποίων έχουν το βάρος των ατόμων του σιδήρου και κινούνται πάρα πολύ γρήγορα, αγγίζοντας σχεδόν την ταχύτητα του φωτός, μόλις ξεπηδήσουν από μακρινά σουπερνόβα, δηλαδή εκρήξεις υπερκαινοφανών αστέρων. Θα πρέπει να σημειωθεί εδώ, ότι οι εκρήξεις σουπερνόβα είναι η κύρια πηγή όλων των βαρύτερων στοιχείων του οξυγόνου και η μοναδική πηγή πολλών σημαντικών συστατικών. Για παράδειγμα, όλο το ασβέστιο στα κόκαλά μας και όλος ο σίδηρος του οργανισμού μας έχουν παραχθεί σε κάποια έκρηξη υπερκαινοφανούς, εδώ και εκατομμύρια χρόνια. Η έκρηξη μεταφέρει αυτά τα βαριά στοιχεία στο μεσοαστρικό χώρο, εμπλουτίζοντας τα μοριακά νέφη (αστρική σκόνη ή αστρόσκονη) που αποτελούν την πρώτη ύλη για τον σχηματισμό των αστέρων και των πλανητών.
Φθορές στα κύτταρα
Εξαιτίας, λοιπόν, της μεγάλης επιτάχυνσης που αποκτούν, της μάζας τους και του θετικού ηλεκτρικού φορτίου που μεταφέρουν, τα σωματίδια (πυρήνες) της γαλαξιακής ακτινοβολίας μπορούν να προκαλέσουν ανεπανόρθωτες φθορές στα κύτταρα του οργανισμού μας. «Το ζητούμενο είναι να διαπιστώσουμε πόση είναι η ποσότητα της ακτινοβολίας που μπορεί να χτυπήσει ένα ανθρώπινο όργανο», λέει ο δρ Φράνσις Κουκινότα, από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων «Τζόνσον» της ΝΑSΑ. Και προσθέτει ότι για να φθάσει η ακτινοβολία στα ζωτικά όργανα του ανθρώπου, θα πρέπει πρώτα να περάσει από τα τοιχώματα του διαστημοπλοίου, τη στολή του αστροναύτη, το δέρμα και άλλους ιστούς του σώματος. Πρόκειται για μια περίπλοκη διαδικασία. Ορισμένες φορές αυτές οι ασπίδες μπορεί να επιβραδύνουν ή να σταματήσουν την ακτινοβολία. Άλλες φορές όμως, όταν τα σωματίδια προσκρούσουν στις ασπίδες μπορεί να δημιουργήσουν τη διάχυση μιας άλλης ακτινοβολίας, που λέγεται δευτερογενής και η οποία είναι εξίσου επικίνδυνη.
Τι έδειξαν οι μετρήσεις
Τα δύο ανθρώπινα ομοιώματα λοιπόν, ο Ματρόσκα και ο Φρεντ, μεταφέρθηκαν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, που βρίσκεται 400 χλμ. από την επιφάνεια της Γης και δέχεται περίπου το 1/3 της ακτινοβολίας που πέφτει στη Γη. Παρέμειναν εκεί για τέσσερις μήνες έχοντας στο εσωτερικό τους 416 δοσίμετρα από λίθιο, καθένα από τα οποία μετρούσε τη δόση ακτινοβολίας που δεχόταν συγκεκριμένο όργανο του σώματος. Τα δοσίμετρα έδειξαν ότι σημαντικά όργανα όπως ο εγκέφαλος, ο θυρεοειδής, η καρδιά, το έντερο και το στομάχι, δέχονταν μεταβαλλόμενες δόσεις ακτινοβολίας με το μεγαλύτερο μέρος από αυτήν, να αποθηκεύεται στους ιστούς του σώματος. Από μια πρώτη εκτίμηση των δεδομένων που συγκεντρώθηκαν, προέκυψε ότι αν ένας αστροναύτης κατευθυνόταν μακρύτερα από τον διαστημικό σταθμό, θα δεχόταν 3 φορές περισσότερη ακτινοβολία που θα ήταν αρκετή για να τους προκαλέσει σημαντικές βλάβες. Κάποιοι από τους αστροναύτες των αποστολών Αpollo ανέπτυξαν καταρράκτη στα μάτια, στη διάρκεια του ολιγοήμερου ταξιδιού τους για το φεγγάρι. Αν πήγαιναν στον Άρη, προφανώς θα έφταναν νεκροί...
Πιο ευαίσθητες οι γυναίκες στο Διάστημα
Οι επιστήμονες της ΝΑSΑ προσπαθούν να καταλάβουν τι πιθανότητες έχει να αναπτύξει καρκίνο ένας αστροναύτης ταξιδεύοντας επί ένα χρόνο περίπου για να φθάσει στον Άρη. Ένα υγιής 40χρονος άντρας που δεν καπνίζει, έχει υποθετικά έως και 20% πιθανότητες να πεθάνει τελικά από καρκίνο. Στο Διάστημα, το ποσοστό αυτό είναι σημαντικά μεγαλύτερο. Μπορεί να είναι από 24% μέχρι και 39%. Αν μάλιστα πρόκειται για γυναίκα αστροναύτη, οι πιθανότητες είναι ακόμη περισσότερες εξαιτίας ευαίσθητων οργάνων όπως οι μαστοί και οι ωοθήκες. Στο Εργαστήριο Διαστημικής Ακτινοβολίας της ΝΑSΑ που βρίσκεται στη Νέα Υόρκη, υπάρχουν επιταχυντές σωματιδίων που προσπαθούν να προσομοιώσουν τις κοσμικές ακτίνες. Ερευνητές εκθέτουν σε αυτές κύτταρα και ιστούς θηλαστικών και στη συνέχεια διερευνούν τις ζημιές που υφίστανται.
Τα υλικά
Μέχρι τώρα, κανείς δεν μπορεί να πει με βεβαιότητα πόσο ευάλωτος είναι ο άνθρωπος στο βαθύ Διάστημα από την ακτινοβολία και κανείς δεν ξέρει με τι είδους υλικά να εξοπλίσει ένα διαστημόπλοιο. Το αγαπημένο υλικό των αεροδιαστημικών κατασκευαστών είναι το αλουμίνιο επειδή είναι ελαφρύ, συμπαγές και προσφιλές εδώ και πολλά χρόνια στους μηχανικούς. Θεωρητικά μπορεί να απορροφήσει τη μισή ποσότητα ακτινοβολίας που πέφτει στο διαστημόπλοιο αλλά αυτό φαίνεται πως δεν αρκεί. Το πλαστικό, φαίνεται να είναι μια καλή λύση. Τα πλαστικά - λένε οι ειδικοί - είναι πλούσια σε υδρογόνο, ένα στοιχείο με μεγάλη απορροφητικότητα. Για παράδειγμα το πολυαιθυλένιο, που είναι το υλικό από το οποίο φτιάχνονται οι σακούλες σκουπιδιών, απορροφά 20% περισσότερη ακτινοβολία απο το αλουμίνιο. Ένα ενισχυμένο πολυαιθυλένιο που φτιάχτηκε στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων «Μάρσαλ» της ΝΑSΑ, είναι 10 φορές δυνατότερο απο το αλουμίνιο και ελαφρύτερο.
