Come proteggere dalle radiazioni cosmiche per gli astronauti diretti su Marte?

Un astronauta in missione su Marte potrebbe ricevere dosi di radiazioni fino a 700 volte più alte rispetto a quelle cui sarebbe esposto sul nostro pianeta. Un problema che può rappresentare un importante ostacolo per l’esplorazione del nostro Sistema Solare. Un team di esperti europei sta collaborando con l’ESA per proteggere la salute dei futuri equipaggi sulla loro strada verso la Luna e oltre.

Il campo magnetico terrestre e i raggi cosmici

Il campo magnetico terrestre e l’atmosfera ci proteggono dal costante bombardamento dei raggi cosmici galattici: particelle energetiche che viaggiano vicino alla velocità della luce e penetrano nel corpo umano.

Le radiazioni cosmiche potrebbero aumentare i rischi di cancro durante le missioni di lunga durata. Il danno al corpo umano si estende al cervello, al cuore e al sistema nervoso centrale e pone le basi per le malattie degenerative. Negli astronauti, ad esempio, è stata riportata una percentuale maggiore di cataratta ad insorgenza precoce.

“Un giorno nello spazio è equivalente alla radiazione ricevuta sulla Terra per un anno intero”, spiega il fisico Marco Durante, che studia le radiazioni cosmiche sulla Terra.

Marco sottolinea che secondo il recente studio della Twins della NASA, la maggior parte dei cambiamenti nell’espressione genica degli astronauti sono ritenuti essere il risultato dell’esposizione alle radiazioni. Questa ricerca ha mostrato danni al DNA nell’astronauta Scott Kelly rispetto al suo identico gemello e compagno astronauta Mark Kelly, rimasto sulla Terra (vedi articolo sullo studio dei gemelli).

Le radiazioni da particelle solari

Una seconda fonte di radiazione spaziale proviene da imprevedibili eventi di particelle solari che erogano alte dosi di radiazioni in un breve periodo di tempo, portando a “malattie da radiazioni” a meno che non vengano adottate misure protettive.

“Il vero problema è la grande incertezza che circonda i rischi. Non capiamo molto bene le radiazioni spaziali e gli effetti a lungo termine sono sconosciuti “, spiega Marco, che fa anche parte di una squadra dell’ESA formata proprio per indagare sulle radiazioni.

Dal 2015, questo forum di esperti fornisce consulenza in settori quali scienze spaziali, biologia, epidemiologia, medicina e fisica per migliorare la protezione dalle radiazioni.

“La ricerca sulla radiazione spaziale è un’area che attraversa l’intera area della vita e delle scienze fisiche con importanti applicazioni sulla Terra. La ricerca in questo settore rimarrà di massima priorità per l’ESA “, afferma Jennifer Ngo-Anh, team leader dell’ESA per la ricerca umana, la biologia e le scienze fisiche.

Rischi spaziali

Mentre gli astronauti non sono considerati lavoratori esposti alle radiazioni in tutti i paesi, sono esposti a 200 volte più radiazioni sulla Stazione Spaziale Internazionale rispetto a un pilota di linea o un’infermiera di radiologia.

Le radiazioni sono sotto i riflettori della Stazione Spaziale ogni giorno. Una console del controllo missione della NASA a Houston, in Texas, mostra costantemente informazioni meteorologiche spaziali.

Se viene rilevata una raffica di radiazione spaziale, le squadre sulla Terra possono interrompere una passeggiata nello spazio, istruire gli astronauti a spostarsi in aree più schermate e persino a modificare l’altitudine della Stazione per minimizzare l’impatto.

Una delle principali raccomandazioni del team è sviluppare un modello di rischio con i limiti di dose di radiazioni per gli equipaggi che viaggiano oltre la Stazione Spaziale Internazionale.

Il chirurgo di volo e radiologo dell’ESA Ulrich Straube ritiene che il modello dovrebbe “fornire informazioni sui rischi che potrebbero causare problemi di salute come cancro e non-cancro per gli astronauti che vanno sulla Luna e su Marte in accordo con tutte le agenzie spaziali”.

In un viaggio verso Marte

Dati recenti di ExoMars Trace Gas Orbiter hanno dimostrato che in un viaggio di sei mesi verso il Pianeta Rosso un astronauta potrebbe essere esposto ad almeno il 60% del limite totale di dose di radiazioni raccomandato per tutta la sua carriera.

“Così com’è oggi, non possiamo andare su Marte a causa delle radiazioni. Sarebbe impossibile raggiungere limiti accettabili di dose”, ricorda Marco.

Il 14 febbraio 2018, l’ESA e FAIR hanno firmato un accordo di cooperazione che si baserà su un quadro esistente di cooperazione tra l’Agenzia e GSI e vedranno i due cooperare nei settori della biologia delle radiazioni, componenti elettronici, ricerca dei materiali, materiali di schermatura e calibrazione dello strumento.

Misure di protezione

L’ESA ha collaborato con cinque acceleratori di particelle in Europa in grado di ricreare le radiazioni cosmiche “sparando” particelle atomiche a velocità prossime alla velocità della luce. I ricercatori hanno bombardato cellule e materiali biologici con le radiazioni per capire come proteggere al meglio gli astronauti.

“La ricerca sta dando i suoi frutti. Il litio si presenta come un materiale promettente per la schermatura nelle missioni planetarie”, afferma Marco.

L’ESA ha misurato la dose di radiazioni sulla Stazione Spaziale Internazionale per sette anni con i rivelatori di radiazioni passive nell’esperimento DOSIS 3D. Gli astronauti dell’ESA Andreas Mogensen e Thomas Pesquet indossavano un nuovo dosimetro mobile durante le loro missioni che fornivano loro un’istantanea in tempo reale della loro esposizione.

 

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