Mekkora dózissal járna egy marsutazás?

Utána tudsz nézni, legalább közelítő adatoknak, ha utánaolvasol, hogy kábé milyen mértékű sugárzás éri az ISS-en lévőket. Erről vannak adatok, még ha jobbára csak angol nyelvű oldalakon is találkozni velük.

"Exposures on the ISS average 150 mSv per year, although frequent crew rotations minimize individual risk.[11] Astronauts on Apollo and Skylab missions received on average 1.2 mSv/day and 1.4 mSv/day respectively."

[link]

És itt tudsz utánanézni az egészségügyi értékeknek:

[link]

Nem az alfa részecskék okozzák a fő problémát. Az alfa részecske alfa bomlásoknál távozik az atommagból, de az a nehéz elemek bomlásainál történik. A Nap belsejében hélium keletkezik hidrogénből, de az meg nem távozik a magból. Ott leginkább gamma sugárzás keletkezik, amely a (z egyik) fő problémaforrás.

Mi az a HZE? Valamint az utolsó angol sor mit jelent? Így nem vágom mire gondolsz.

A röntgen, és különösen a gamma sugarak áthatolóképessége olyan nagy, hogy ahhoz akár többtíz centi ólom, bizmut vagy hasonlóan sűrű nehézfém kellene, hogy valamennyire az egészségügyi határérték közelében tudják tartani a sugárzás szintjét. Az űrhajó tömegét (és ezzel együtt a tehetetlenségét) ez viszont extrém mértékben növelné meg, tehát csak korlátozott vastagságban lehet alkalmazni. Más anyagokból egyelőre nem megy, de kísérleteznek vele.

A másik dolog, hogy az űrben csak tolóerőt lehet kifejteni, húzóerőt nem. Tehát a fele úttól már mindenképp meg kell majd fordulnia az űrhajónak, hogy a tolóerőt a lassításra tudja majd használni. Innentől pedig mindkét oldalát le kell szigetelni az űrhajónak, amely az utazás során a Nap felé néz.

Én is nagyjából ezzel foglalkoztam az elmúlt időben, de sajnos nem igazán találni olyan oldalt, ahol ezt pontosan leírják. Nagyon fontos megjegyezni, hogy a sugárzás szintje a Nemzetközi Űrállomáson közel sem tükrözi a valós sugárzásmennyiséget a bolygóközi térben.

Egyrészt mivel az ISS a Föld magnetoszférájában még elég mélyen benne van és ezért a töltött részecskék nagy részétől védve vannak az ottaniak. Emellett a kozmikus, Naprendszeren kívüli eredetű sugárzások csak egyik oldalról érkezhetnek a Föld árnyékoló hatása miatt, ez ismét csak bezavar.

A nagyobb ionok úgy juthatnak át az űrhajó falán, hogy sokkal gyorsabbak. Nem tudom, hogy a napszél részecskéi pontosan mennyivel képesek haladni, de az biztos, hogy a Naprendszeren kívülről érkező részecskék sebessége relativisztikus méreteket ölt, akár közel fénysebesség is lehet. Ezeket nem könnyű leárnyékolni, ha mégis sikerül, a másodlagos sugárzás is veszélyessé válhat (az a sugárzás, amit már maga a fal bocsájt ki az elnyelés hatására).

Nem értek a mértékegységekhez, de van egy másik biológiai károsodást mérő, Sieverthez hasonló egység, azt hiszem Rem. Olyat olvastam egy magyar oldalon, ahol egy NASA tanulmányra hivatkoztak elérhetőség nélkül, hogy egy Mars utazás során az ember 100Rem sugárdózist kapna (3 év alatt). Összevetendő a 0.36Rem átlag éves sugárdózissal a Földön. Nem tudom mire kellenek ezek az adatok, de ha valami sugázásvédelem tervezésére, akkor az anyagok árnyékoló hatásának leírása miatt (felezési tömeg/vastagság) elég csak az arányt figyelni, de sok probléma van az előbb említett forrással:

Nem tudjuk, hogy ez már megtervezett űrhajóra van-e kiszámítva, mert akkor hozzá kéne adni azt, amit a NASA tudósok flegmaságával megtervezett aluminium nyomásrétegek leárnyékolnak, hogy megkapjuk a "csupasz" sugárdózist.

Az árnyékolásról pedig a következő: meg lehet azt csinálni, hogy az űrhajót pont úgy forgatjuk, hogy a meghajtórendszere, félig kiürült üzemanyagtartálya jobban leárnyékolja a Nap felől érkező sugárzást. Ez csak akkor kifizetődő, ha a napszél dominánsabb, mint a Naprendszeren kívülről érkező sugárzás, de erre totál biztos, hogy nem találsz magyar forrást, de akár még angolt sem.

Elvégeztem egy közelítő számítást: Ha a Földtől kiinduló űrhajó 200 tonnás és hidrogénmeghajtású, akkor a Föld-Mars odaútra körülbelül 60 tonna jut. Ha az űrhajó lakómodulja van a nappal ellentétes irányban és az az utolsó űrhajó modul abba az irányba, emellett sikerül 50 tonnát elszeparálni a Nap felé, akkor a fedélzeten örszörös sugárdózisra leszorítva kb. 59 négyzetmétert lehet leárnyékolni. Ez körkeresztmetszetben 8.7 méteres átmérőt jelent, gömb alakú lakómodul esetén pedig 345 köbméter térfogatot... otthonos.

Amúgy egy előző válaszolónak: a marskörüli pályára állás elvégzése az odaútnak csak egy nagyon kicsi része, és elég volna csak az út végén visszaforgatni a hajót a megfelelő irányba, addig nézhet a nap felé.

Bocs mindenkitől, hogy ennyire elragadtattam magam :DDD