O laboratório científico da missão Marte da NASA a bordo do “Jipe” Curiosidade (Curiosity) que está explorando o solo do Planeta Vermelho desde 2012 está fornecendo as informações necessárias para projetar sistemas capazes de proteger os exploradores humanos da exposição à radiação em expedições no espaço sideral no futuro. Faz parte desse laboratório um aparelho que mede a radiação no ambiente no sentido de avaliar a radiação a qual estariam expostos os seres humanos que venham a integrar uma missão exploratória a Marte. Os resultados vão reduzir a incerteza sobre a eficácia da proteção contra radiações e fornecer informações vitais para os projetistas de missões espaciais que precisam construir sistemas de proteção para os ocupantes de naves espaciais no futuro. Os resultados estão publicados na edição de 31 de maio da revista Science, e indicam que a exposição dos exploradores humanos à radiação poderia exceder os limites atuais estabelecidos pela NASA para os astronautas.
Dois tipos de radiação representam riscos a saúde dos astronautas no espaço sideral. O primeiro tipo é representado pelos raios cósmicos galáticos (GCRs), que são partículas resultantes de explosões de supernovas e outros eventos de alta energia que acontecem fora do sistema solar. O outro é representado pelas partículas energéticas solares (SEP) associados a erupções solares e ejeções de massa coronal do sol.
Os raios cósmicos galáticos representam uma das barreiras mais importantes quanto aos planos de viagens interplanetárias por espaçonaves tripuladas. Os raios cósmicos são partículas energéticas provenientes do espaço exterior que viajam para todas as direções no universo e também colidem com a atmosfera da Terra. Quase 90% de todas as partículas de raios cósmicos são simples prótons, enquanto cerca de 10%, são núcleos de átomos de hélio (partículas alfa), e pouco menos de 1% é constituído por outros elementos mais pesados. Elétrons (partículas beta) ou fótons de raios gama com origem semelhante também foram inicialmente incluídos sob a denominação “raios cósmicos”.
O termo “raio” é um apelido errôneo adotado em consequência da primeira interpretação dos cientistas que observaram o fenômeno. Pensava-se que os “raios cósmicos” eram constituídos primariamente de radiação eletromagnética. No jargão moderno as partículas de alta energia dotadas de massa intrínseca são conhecidas como “raios cósmicos”, enquanto fótons (que são “quanta” de radiação eletromagnética, e por isso não têm massa intrínseca) são conhecidos por seus nomes comuns, como “raios gama” ou “raios-X”, de acordo com suas respectivas frequências. Os raios cósmicos atraem grande interesse na prática, devido aos danos que infligem aos circuitos microeletrônicos em satélites de comunicação lançados pelo homem, e pela ameaça a vida em ambientes exteriores a proteção de uma atmosfera e de uma campo magnético semelhante a magnetosfera terrestre. As energias de alguns dos raios cósmicos galáticos denominados “raios cósmicos de ultra-alta energia (UHECRs)” já observados se aproximam de 3 × 10e20 eV,ou seja, cerca de 40 milhões de vezes maior que a energia das partículas aceleradas pelo Large Hadron Collider (o maior acelerador de partículas do mundo,construido no subsolo entre a França e Suíça) LHC. Pensem que os raios cósmicos de ultra-alta energia tem energias elevadas comparáveis à energia cinética de uma bola de basebol arremessada a 90 quilômetros por hora (Imaginem a energia de uma partícula subatômica que se move com essa velocidade).
Os raios cósmicos fornecem algumas amostras da matéria de fora do sistema solar. Os campos magnéticos da nossa galáxia, o sistema solar, e a Terra desviam as trajetórias destas partículas tanto que se torna impossível traça-las até suas respectivas origens. Os raios cósmicos também representam uma ameaça à eletrônica colocados a bordo de sondas enviadas ao espaço. Em 2010, uma avaria a bordo da sonda espacial Voyager 2 foi creditado a um único “bit” provavelmente causado por um raio cósmico. Estratégias como blindagem física e magnética para naves espaciais têm sido considerados, a fim de minimizar os danos à eletrônica e aos seres humanos causados por raios cósmicos.
A segunda forma de “radiação” capaz de aumentar os níveis de risco para uma “missão Marte” é representada pelas partículas energéticas solares (SEP). Trata-se de partículas de alta energia provenientes do sol. Eles consistem de prótons, elétrons e partículas alfa e íons HZE (que têm uma carga elétrica maior do que +2), que são altamente energéticos. Esses íons são de particular interesse e importância, pois podem colocar em risco a vida no espaço sideral. Partículas energéticas solares podem ser originadas a partir de dois processos: i) partículas aceleradas em um ponto de evento solar ou; ii) pelas ondas de choque associadas a ejeções de massa coronal (CMEs). No entanto, apenas cerca de 1% dos CMEs podem produzir fortes eventos SEP.
A exposição à radiação é medida em unidades de Sievert (Sv) ou milisievert (Sv um milésimo do Sievert). Estudos epidemiológicos populacionais de longo prazo (como os estudos de coorte) revelaram que a exposição à radiação aumenta o risco de uma pessoa contrair câncer. A exposição a uma dose de 1 Sv, acumulada ao longo do tempo, está associada com um aumento de 5 % no risco de desenvolver cancer fatal. A NASA estabeleceu em 3 % o limite máximo como um limite aceitável para seus astronautas que operam atualmente em órbita baixa da Terra. de exposição a radiação capaz de elevar o risco de câncer fatal. O laboratório a bordo do Curiosidade mostrou que esse Jipe foi exposto a uma média de 1,8 milisievert por dia em sua viagem a Marte. Apenas cerca de 5 % dessa dose de radiação foi associado às partículas solares. “Em termos de dose acumulada, é como ser submetido a uma tomografia computadorizada (TC) de corpo inteiro uma vez a cada cinco ou seis dias”, disse Cary Zeitlin, o principal cientista do Southwest Research Institute (SwRI), em San Antonio, Texas e principal autor do artigo sobre o resultados. “Compreender o ambiente de radiação dentro de uma nave espacial levando os seres humanos a Marte ou outros destinos no espaço exterior é fundamental para o planejamento de futuras missões tripuladas.”
Os dados RAD irá ajudar a informar discussões atuais nos Estados Unidos comunidade médica, que está trabalhando para estabelecer a exposição, os limites para os exploradores do espaço profundo no futuro.
Referências:
1. Radiation Measured by NASA’s Curiosity on Voyage to Mars has Implications for Future Human Missions; Access: (accessed on: May 30, 2013);
2. Cosmic ray; http://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_ray Access: (accessed on: May 31, 2013);
3. Cosmic rays: What are cosmic rays?; Access: http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/cosmic_rays.html (accessed on: May 31, 2013);
4. HZE ions; Access: http://en.wikipedia.org/wiki/HZE_ions (accessed on: May 31, 2013);
5. Image: Access: http://www.popsci.com/science/article/2013-04/apply-now-one-way-trip-mars (accessed on: May 31, 2013)
