Notícias preocupantes paraquem estiver ansioso por viajar a Marte e voltar à Terra: voar até Marte e voltar numa missão única poderá expor os cosmonautas a uma dose de radiação equivalente a dois terços do tempo limite considerado seguro, distribuído ao longo da vida deles, segundo um novo estudo da Nasa.
Cientistas utilizaram medições do Laboratório Mars Science (MSL), a espaçonave que levou a sonda móvel Curiosity para aquele Planeta, em 2012, para estabelecer a ameaça de radiação a que estariam expostos humanos em viagem através do espaço profundo por longos períodos.
Missões até Marte levariam vários anos e, durante este tempo, astronautas enfrentariam riscos à saúde por dois tipos principais de radiação: raios cósmicos e partículas energéticas vindas do Sol, associadas a labaredas solares e ejeções de massa coronal. Ambos os tipos de radiação podem danificar o DNA e aumentar o risco de desenvolvimento de cãncer.
Em missões em órbitas baixas ao redor da Terra, que incluem todos os voos em cápsulas e estadas na Estação Espacial Internacional, os astronautas estão bem protegidos contra os efeitos mais perigosos da radiação, graças ao campo magnético da Terra, que cria uma bolha em torno do planeta, a qual reflete a maior parte da radiação. Entretanto, no espaço interplanetário, os astronautas não dispõem desta proteção.
As diretrizes da Nasa dizem que astronautas não devem ser expostos a mais de 1.000 millisieverts (mSv) de radiação ao longo de suas vidas, o que é associado a um aumento de 5% no risco de desenvolver um câncer fatal. Segundo o estudo mais recente, baseado em dados do Radiation Assessment Detector (RAD) do MSL, astronautas em uma viagem de de ida e volta a Marte, com 360 dias de duração, receberiam uma dose de 662mSv nesta jornada.
"Em termos de acúmulo de dose, equivale a submeter-se a uma tomografia de corpo inteiro a cada cinco ou seis dias," disse Cary Zeitlin, cientista da Divisão de Ciência Espacial e Engenharia do Southwest Research Institute, em Boulder, Colorado, que chefiou o estudo.
Geraint Jones, cientista espacial do University College em Londres disse que uma dose de 662mSv no decorrer de uma só viagem "poderia ser de um nível tal que alterações nas células sanguíneas ocorreriam com facilidade, e representa mais da metade da dose a partir da qual efeitos da radiação, como náuseas, aparecem. O limite anual de exposição para funcionários da indústria nuclear no Reino Unido é de 20mSv, logo, a dose medida é claramente muito mais alta do que isso. A acumulação da exposição medida em menos de um ano situa-se em um nível evidentemente perigoso, não só para a saúde e bem-estar dos astronautas, que deve ser sempre a prioridade, mas também para sua capacidade de executar adequadamente as tarefas em suas missões."
A alta dose significa que espaçonaves destinadas a Marte necessitariam de um bom escudo para proteger suas tripulação. "No caso das bases lunares, já existem planos de enterrar módulos habitáveis – um ou dois metros de solo lunar podem reduzir bastante o nível de exposição," disse Jones. "Proporcionar um blindagem eficaz para uma espaçonave inteira em viagem a Marte é algo quase certamente impraticável - o veículo se tornaria pesado demais e, portanto, mais caro. É mais realista construir uma 'célula de tempestade' no veículo: um módulo altamente protegido onde os astronautas poderiam se abrigar durante vários dias, durante períodos de grande atividade solar."
Lewis Dartnell, astrobiólogo da Universidade de Leicester, acrescentou o argumento de que esta proteção seria apenas parte da solução para potenciais viagens a Marte. Cientistas necessitariam também monitorar atentamente a atividade do Sol e observar ejeções de massa coronal e labaredas que fossem dirigidas à espaçonave, para que pudessem avisar a tripulação a tempo da necessidade de entrar nos abrigos. "Ou isso", disse, "ou começa-se a modificar o nível de risco considerado aceitável para os cosmonautas".
O estudo de Zeitlin não dá a palavra final sobre a questão da exposição de astronautas à radiação uma viagem a Marte. Dartnell mostrou que o MSL fez sua jornada a Marte durante uma fase relativamente tranquila do ciclo de atividade do Sol. Ele acrescentou que a Nasa ainda tinha de falar sobre os níveis de radiação na superfície de Marte, onde os astronautas poderiam permanecer por um ano ou mais durante uma missão, aumentando assim ainda mais suas doses de radiação.
The estimated radiation dose was calculated using data from the Mars Science Laboratory as it travelled to the Red Planet. Nasa/JPL-Caltech/Rex
Worrying news for anyone keen on taking a trip to Mars: flying to the Red Planet and back could, in a single mission, expose you to a dose of radiation equivalent to two-thirds of the safe lifetime limit for astronauts, according to a new study led by Nasa.
Scientists used measurements from the Mars Science Laboratory (MSL), the spacecraft that took the Curiosity rover to the Red Planet in 2012, to work out the radiation threat to humans travelling through deep space for long periods of time.
Missions to the Red Planet would take several years to complete and, during that time, astronauts would face health risks from two main types of radiation: cosmic rays and energetic particles from the sun, associated with solar flares and coronal mass ejections. Both types of radiation can damage DNA and increase the risk of an astronaut developing cancer.
On missions in low-Earth orbit, which include all shuttle flights and stays on the International Space Station, astronauts are largely protected from the most harmful effects of the radiation thanks to the Earth's magnetic field, which creates a bubble around the planet that deflects much of the radiation. In interplanetary space, however, astronauts will not have this protection.
Nasa's guidelines say that astronauts should not be exposed to more than 1,000 millisieverts (mSv) of radiation in a lifetime, which is associated with a 5% increase in risk of developing a fatal cancer. According to the latest study, based on data from MSL's Radiation Assessment Detector (RAD), astronauts on a 360-day round trip to Mars would get a dose of 662mSv on their journey.
"In terms of accumulated dose, it's like getting a whole-body CT scan once every five or six days," said Cary Zeitlin, a principal scientist in the Space Science and Engineering Division of the Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, who led the study.
Geraint Jones, a space scientist at University College London, said that a dose of 662mSv over the course of a single trip would be "at a level where changes in blood cells can easily be observed, and over half the dose at which radiation effects such as nausea kick in. The annual exposure limit for nuclear industry employees in the UK is 20mSv, so the measured dose is clearly well in excess of that. The accumulation of the measured exposure in less than a year is clearly at a dangerous level, not only for astronauts' health and wellbeing, which should always be the priority, but also for their ability to perform their mission tasks successfully."
The high dose means that spacecraft bound for Mars will need good shielding to protect their human inhabitants. "For moon bases, there are already plans to bury habitation modules – a metre or two of lunar soil can reduce the exposure level significantly," said Jones. "Providing effective shielding for an entire spacecraft travelling to Mars is almost certainly impractical - it would be too heavy and therefore costly. It's more realistic to build a 'storm cellar' into the design: a highly shielded module where astronauts could shelter for up to several days during periods of high solar activity."
Lewis Dartnell, an astrobiologist at the University of Leicester, added that shielding was only part of the solution for potential trips to Mars. Scientists would also need to monitor closely the activity of the sun and watch for coronal mass ejections and flares that were headed towards the spacecraft, so they could give the crew timely warnings to get into their shelters. Either that, he said, "or you start changing the level of risk that you deem to be acceptable for your astronauts".
Zeitlin's study is not the final word in working out an astronaut's radiation exposure on a Mars trip. Dartnell pointed out that MSL made its journey to Mars during a relatively quiet phase in the sun's activity cycle. He added that Nasa still had to report on the levels of radiation on the surface of Mars, where astronauts might spend a year or longer during a mission, thus increasing their radiation dose even further.
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