הגנה מקרינה
בדרך לירח

כמעט שנתיים אחרי משימת ארטמיס 1, שבחנה את החללית אוריון בטיסה לא מאוישת סביב הירח, התפרסם השבוע מאמר מדעי ראשון על מדידות רמות הקרינה בדרך לירח. בניסוי השתתפה החברה הישראלית-אמריקאית סטמראד (StemRad), שמפתחת אפוד מגן להגנה על אסטרונאוטים מפני קרינת חלקיקים בעת סערות שמש חזקות. הניסוי נעשה בהשתתפות סוכנות החלל הישראלית ובהובלת חוקרים מסוכנות החלל הגרמנית, DLR, ומסוכנות החלל האמריקאית, נאס"א.

במהלך המשימה נמדדו רמות הקרינה בכמה אזורים בחללית. תרשים של חללית אוריון במשימת ארטמיס 1, בחלקה התחתון הבובות הלגה וזוהר, אחת עם אפוד מגן ואחת בלעדיו | מקור: NASA/Lockheed Martin/DLR

מיגון יעיל

בניסוי נמדדו רמות הקרינה בחיישנים רבים באזורים שונים בחללית, וכן על ובתוך גופן של שתי בובות בגודל אדם, הלגה וזוהר, אחת חשופה ואחת לבשה את אפוד המגן הישראלי. במאמר שהתפרסם בכתב העת Nature, אין בינתיים התייחסות לתפקוד האפוד הישראלי, אלא רק סקירה כללית של רמות הקרינה שנמדדו במהלך המשימה. אלו היו נמוכות במידה מעודדת, מבחינת רמת הסיכון לאסטרונאוטים במשימה כזו. "זאת הפעם הראשונה שמדדנו באופן רציף את רמות הקרינה בחללית המיועדת להטסת בני אדם מחוץ לשדה המגנטי של כדור הארץ. התכנון של חללית אוריון משלב הגנה מפני קרינה, ואנו יכולים לייחס למיגון הזה את המדידות הנמוכות יחסית לאלו שנמדדו בתוכנית אפולו", הסבירה ד"ר כריסטין הלווג (Hellweg), ראשת המחלקה להשפעות ביולוגיות של קרינה במכון לרפואת חלל ותעופה של DLR, בראיון בכתב עם אתר מכון דוידסון.

הקרינה שהמיגון מיועד לבלום מורכבת מחלקיקים טעונים (יונים), בעיקר כאלה שנפלטים מהשמש ונעים בחלל במהירות עצומה, המתקרבת למהירות האור. כדור הארץ מוגן יחסית מהקרינה הזו בזכות השדה המגנטי שלוכד אותן בשתי שכבות, המכונות חגורות ון אלן, על שם החוקר שגילה אותן. במעבר דרך החגורות האלה, בעיקר החגורה הפנימית הצפופה יותר, החללית חשופה לרמות גבוהות יותר של קרינה. בשלב זה האזור הממוגן ביותר שלה, שמכונה "המקלט", ממלא את תפקידו החשוב. "באזורים הפחות ממוגנים רמת הקרינה שנמדדה בעת המעבר בחגורה הפנימית הייתה גבוהה פי ארבעה מאשר באזור הממוגן ביותר", הסבירה הלווג. "המדידה הרציפה של רמות הקרינה לאורך המשימה, מאפשרת לנו לתכנן את משך המשימה ואת מאפייניה על פי כמות הקרינה שהאסטרונאוטים צפויים להיחשף אליה בכל שלב: המעבר דרך החגורות, הטיסה בחלל העמוק, טיסה סביב הירח והנחיתה על פניו, וגם לתכנן מיגון אופטימלי לכל שלב".

מעבר לחגורות ון אלן, הקרינה העיקרית שהחללית נחשפה אליה היא קרינה קוסמית גלקטית – כלומר חלקיקים שמקורם מחוץ למערכת השמש שלנו – ורמתה נמוכה בהרבה. גורם סיכון נוסף, וחשוב מאוד, הוא עלייה ברמת הקרינה בעת סערות שמש. אלה אירועים שבהם הפליטה של קרינת החלקיקים מהשמש, או "רוח השמש", מתגברת מאוד. על אף המחזוריות הכללית בפעילות השמש, אין לנו אפשרות לחזות מראש סערות כאלה, ברמת שתאפשר לתכנן לפיהן משימות חלל. ב-25 הימים של משימת ארטמיס 1 לא נרשמה שום התפרצות שמש חריגה. אף על פי כן, אומרת הלווג, הממצאים מצביעים על כך שהחללית תהיה בטוחה גם באירועים כאלה. "מבחינת החשיפה לקרינה, חללית אוריון בטוחה למסע לירח במתווה של תוכנית ארטמיס ובמשך דומה לארטמיס 1 בתקופות 'שקטות' של השמש", היא הבהירה. "במקרה של סערת שמש חזקה, האסטרונאוטים יצטרכו לשהות בחלק הממוגן יותר של החללית. הנתונים מהמשימה, בשילוב הדמיות שעשינו, מראים שגם בסערת שמש חזקה המקלט מספק רמת הגנה טובה, והאסטרונאוטים לא צפויים ללקות במחלת קרינה (התסמינים הנגרמים מחשיפה מהירה למנה גדולה של קרינה – א"נ)".

כך זה נראה בפועל בתוך החללית. הבובות הלגה (מימין) וזוהר עם אפוד המגן בחללית אוריון | צילום:  NASA/Lockheed Martin/DLR

בדרך למאדים

הממצאים על רמת הקרינה במשימת ארטמיס 1 היו כה מעודדים, עד שמחברי המאמר אפילו השתמשו בהם כדי לחשב את רמות החשיפה לקרינה הצפויות בטיסה למאדים בחללית אוריון, או בחללית עם מיגון דומה. זאת אף על פי שמשימה כזו תהיה ארוכה הרבה יותר – רק הטיסות למאדים וממנו צפויות להימשך כשנה וחצי. "התחזיות למשימה מאוישת למאדים מצביעות על רמת קרינה נמוכה בשלושים אחוז ממה שחישבו עד כה, מה שאומר שבמשימה כזו, כולל שהות קצרה על פני מאדים, האסטרונאוטים לא יחרגו מהרמה המרבית של חשיפה מצטברת לקרינה שהגדירה נאס"א, אם רמת הפעילות של השמש תהיה דומה לרמתה בימי משימת ארטמיס 1", הסבירה הלווג.

כאמור, המאמר הזה לא בחן את החלק הישראלי בניסוי: השפעתו של אפוד המגן, "אסטרוראד", ומידת ההגנה שהוא מספק מפני קרינה. הנתונים האלה צפויים להתפרסם בחודשים הקרובים במאמר המשך, לאחר שכפי שכבר דיווחנו כאן, ניתוח ראשוני של הממצאים הראה כי הוא אכן הגן ביעילות על הבובה זוהר. "אפוד אסטרוראד מגן על איברים פנימיים רגישים לקרינה באירועי פעילות מוגברת של השמש", ציינה  הלווג. "בזמן סערות שמש חלשות או בינוניות הא יאפשר לאסטרונאוטים להמשיך את הפעילות הרגילה בחללית אוריון. בעת סערות חזקות או קיצוניות, כשהאסטרונאוטים יצטרכו להצטופף באזור הממוגן של החללית, הוא יספק שכבת הגנה נוספת, שתפחית את מינון הקרינה שהאסטרונאוטים סופגים, תבטיח שהיא לא תחצה את הרמה המסוכנת, ותצמצם את הסיכון להשפעות ארוכות טווח של הקרינה, כמו סרטן".   

"הנתונים על האפוד שהגן על זוהר במסע הזה יתפרסמו בקרוב וימחישו את החשיבות שלו, הן ברמה הבריאותית והן ברמה האופרטיבית", אמר מנכ"ל סטמראד, ד"ר אורן מילשטיין, לאתר מכון דוידסון. "המאמר שהתפרסם כעת ב-Nature מראה את היכולות של חללית אוריון לקחת אותנו רחוק יותר – לירח ואף למאדים. להגנה מקרינה תהיה חשיבות הולכת וגדלה ככל שנתקדם במסע המרתק הזה של האנושות".