Lopen er over tien jaar mensen rond op Mars?

do, 15/11/2018 - 17:05

Bemande ruimtevaart spreekt tot de verbeelding. Het Internationaal Ruimtestation (ISS) wordt sinds 2 november 2000 permanent bewoond door astronauten die er gedurende enkele maanden experimenten uitvoeren en leven. In 2009 verbleef de Belg Frank De Winne er zes maanden. Maar in 2024 wordt het ISS waarschijnlijk “op pensioen gesteld”. Een bemande reis naar Mars lijkt een logische volgende stap. Maar hoe realistisch is dat scenario?

“Marsreizigers worden met allerlei problemen geconfronteerd,” stelt Stijn Calders van het  Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie. “Om te beginnen op logistiek vlak. Er moet onder andere voldoende brandstof worden meegenomen om te kunnen terugkeren van het Marsoppervlak naar de Aarde.” Bovendien kunnen astronauten psychosociale problemen ondervinden als ze langdurig in een (te) kleine ruimte opgesloten zitten. “Onder meer omdat directe communicatie met de achtergebleven familie en vrienden onmogelijk is.” 

Ook op medisch vlak ziet Stijn Calders uitdagingen. “Astronauten moeten geregeld sporten om de negatieve effecten van gewichtloosheid op de spieren - ook ons hart is een spier! - en botten tegen te gaan.” Tot slot worden de astronauten tijdens de vlucht en op het Marsoppervlak blootgesteld aan straling. Daar komt de onderzoeksgroep ruimteweer van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie in Ukkel in het plaatje. “We bestuderen deze ruimtestraling en onderzoeken hoe we astronauten ertegen kunnen wapenen.”

Ruimtestraling

In de context waarover we het hier hebben, bestaat het ruimteweer uit twee componenten: de geladen deeltjes en de straling van de Zon enerzijds, en kosmische deeltjes afkomstig van buiten het zonnestelsel anderzijds. Deze kosmische deeltjes zijn voornamelijk protonen met een zeer hoge energie. “Ze ontstaan bijvoorbeeld tijdens supernova’s, een verschijnsel waarbij een zware ster – met ongeveer acht keer de massa van de zon - op het eind van haar leven explodeert.”

Wat de Zon betreft, die geeft ons licht en warmte. “Ze stoot ook subatomaire geladen deeltjes uit - voornamelijk elektronen en protonen - waartegen we hier op de Aarde gelukkig beschermd worden door het magnetisch veld en de atmosfeer,” zegt Stijn Calders. “Onze Marsreizigers zullen zich echter buiten het aardse magneetveld begeven. Bovendien biedt de aardse atmosfeer bescherming tegen gevaarlijke straling, zoals UV-straling, die onze huid kan beschadigen.”

Gevaren 

Wie zich de kernramp in Tsjernobyl herinnert, weet dat de straling die met de ramp gepaard ging gevaarlijk is. Stijn Calders maakt een eenvoudige vergelijking, waarbij de hoeveelheid straling  wordt uitgedrukt in sievert. “In België worden we aan ongeveer 2,5 millisievert per jaar blootgesteld. Sommige technici bij de kernramp in Fukushima in Japan werden aan waarden van 400 millisievert per uur blootgesteld. Na enkele uren leidt dat al tot stralingsziekte, met symptomen zoals braken en hoofdpijn.”

Maar ook bij een lage stralingsdosis is aanhoudende blootstelling gevaarlijk. “Straling kan direct of indirect wijzigingen in het DNA veroorzaken, die het risico op kanker verhogen. Daarom mogen Europese astronauten over hun hele carrière niet meer dan 1 sievert aan straling ontvangen.” En dat stelt problemen met het oog op bemande Marsreizen. “Recente metingen aan boord van de Europees-Russische Marsverkenner ExoMars Trace Gas Orbiter wijzen uit dat de astronauten alleen al tijdens hun tocht naar en van Mars minstens 60% van deze maximale dosis zullen binnenkrijgen.”

Bescherming 

Hoe kunnen we de Marsreizigers beschermen?  “Er zijn een aantal maatregelen mogelijk, die worden onderverdeeld in drie groepen: een capsule met voldoende afscherming bouwen, voorspellingen maken en biologische bescherming bieden,” somt Calders op.

“Tijdens de bouw van de capsule wordt er rekening gehouden met de straling waaraan de bemanning mag blootgesteld worden. Met simulatiesoftware wordt de samenstelling en dikte van de wanden  berekend. Bovendien worden er proeven gedaan in deeltjesversnellers om te zien hoe goed nieuwe materialen bescherming bieden tegen straling.”

Maar ook tijdens de tocht zelf kunnen de astronauten geholpen worden, door hen voorspellingen door te sturen. “Met die informatie zouden astronauten bijvoorbeeld kunnen schuilen achter een watertank tijdens een zonne-uitbarsting. Water absorbeert immers vrij goed bepaalde soorten straling.”

Tot slot is er ook biologische bescherming mogelijk. “We weten dat bepaalde mensen minder gevoelig zijn aan straling. Dat criterium zou een rol kunnen spelen bij de selectie van de astronauten. Als het dan toch misloopt tijdens de missie, kunnen de astronauten nog bepaalde medicatie nemen die de kans op schade aan het DNA beperkt.” 

Een verre droom

Mogen we concluderen dat bemande reizen naar Mars voorlopig nog een verre droom zijn? Volgens Stijn Calders wel: “We begrijpen de uitdagingen waar de astronauten voor staan wel, maar er zal nog heel wat onderzoek moeten gebeuren vooraleer we concrete oplossingen kunnen aanbieden. ESA en andere ruimtevaartorganisaties denken in de eerste plaats aan de bouw van een maanbasis. Die ervaring kan gebruikt worden als we ooit effectief mensen naar Mars sturen.”

Een Marsreis mag dan wel een verre droom zijn, de Dag van de Wetenschap in Gent is dat allesbehalve! Meer weten over het ruimteweer en de bescherming daartegen? Kom dan op 25 november zeker luisteren. Klik hier voor meer info.