NASA keert terug naar de maan - niet alleen robots, maar mensen. De komende decennia kunnen we daar habitats, kassen en elektriciteitscentrales verwachten. Astronauten zullen tussen het maanstof en de kraters zijn, verkennen, prospecteren, bouwen.
Goed ding.
Op 20 januari 2005 explodeerde een gigantische zonnevlek genaamd "NOAA 720". De explosie veroorzaakte een zonnevlam van de X-klasse, de krachtigste, en wierp een wolk van miljarden ton geëlektrificeerd gas (een 'coronale massa-uitstoot') de ruimte in. Zonneprotonen die door de explosie tot bijna lichte snelheid versnelden, bereikten het aarde-maansysteem minuten na de uitbarsting - het begin van een dagenlange 'protonenstorm'.
Hier op aarde heeft niemand geleden. De dikke atmosfeer en het magnetische veld van onze planeet beschermen ons tegen protonen en andere vormen van zonnestraling. In feite was de storm goed. Toen de ploeterende coronale massa-uitwerping 36 uur later arriveerde en het magnetische veld van de aarde trof, zagen sterrenkijkers in Europa de helderste en mooiste poollicht in jaren: galerij.
De maan is een ander verhaal.
"De maan is volledig blootgesteld aan zonnevlammen", legt zonnefysicus David Hathaway van het Marshall Space Flight Center uit. "Het heeft geen atmosfeer of magnetisch veld om straling af te buigen." Protonen die naar de maan rennen, raken gewoon de grond - of wie er ook buiten rondloopt.
De protonenstorm van 20 januari was volgens sommige maatregelen de grootste sinds 1989. Hij was bijzonder rijk aan snelle protonen die meer dan 100 miljoen elektronvolt (100 MeV) energie bevatten. Dergelijke protonen kunnen door 11 centimeter water graven. Een ruimtepak met een dunne huid zou weinig weerstand hebben geboden.
"Een astronaut die buiten werd gepakt toen de storm zou zijn ziek geworden", zegt Francis Cucinotta, NASA's stralingsgezondheidsfunctionaris bij het Johnson Space Center. In het begin voelde hij zich goed, maar een paar dagen later verschenen er symptomen van stralingsziekte: braken, vermoeidheid, laag bloedbeeld. Deze symptomen kunnen dagen aanhouden.
Astronauten op het International Space Station (ISS) waren trouwens veilig. Het ISS is zwaar afgeschermd, plus het station draait om de aarde in het beschermende magnetische veld van onze planeet. 'De bemanning heeft waarschijnlijk niet meer dan één rem opgenomen', zegt Cucinotta.
Een rem, afkorting van Roentgen Equivalent Man, is de stralingsdosis die hetzelfde letsel aan menselijk weefsel veroorzaakt als 1 röntgenfoto. Een typische tandheelkundige röntgenfoto levert bijvoorbeeld ongeveer 0,1 rem. Dus voor de bemanning van het ISS was de protonstorm van 20 januari als 10 reizen naar de tandarts - eng, maar geen kwaad gedaan.
Op de maan, schat Cucinotta, zou een astronaut beschermd door niet meer dan een ruimtepak ongeveer 50 rem ioniserende straling hebben geabsorbeerd. Dat is genoeg om stralingsziekte te veroorzaken. 'Maar het zou niet dodelijk zijn geweest', voegt hij eraan toe.
Rechts: de protonenstorm van 20 januari die vanuit de ruimte is gefotografeerd door een coronagraaf aan boord van de Solar and Heliospheric Observatory (SOHO). De vele spikkels zijn zonneprotonen die de digitale camera van het ruimtevaartuig raken. [Meer]
Om te sterven, moet je plotseling 300 rem of meer opnemen.
Het sleutelwoord is plotseling. U kunt 300 remspreiding krijgen over een aantal dagen of weken met weinig effect. Door de dosis te verspreiden, krijgt het lichaam de tijd om zijn eigen beschadigde cellen te herstellen en te vervangen. Maar als die 300 rem in één keer komt ... "we schatten dat 50% van de blootgestelde mensen binnen 60 dagen zonder medische zorg zou sterven", zegt Cucinotta.
Dergelijke doses van een zonnevlam zijn mogelijk. Te weten: de legendarische zonnestorm van augustus 1972.
Het is legendarisch (bij NASA) omdat het gebeurde tijdens het Apollo-programma toen astronauten regelmatig heen en weer naar de maan gingen. Destijds was de bemanning van Apollo 16 in april net teruggekeerd naar de aarde, terwijl de bemanning van Apollo 17 zich voorbereidde op een maanlanding in december. Gelukkig was iedereen veilig op aarde toen de zon in de war raakte.
"Een grote zonnevlek verscheen op 2 augustus 1972 en gedurende de volgende 10 dagen brak hij keer op keer uit", herinnert Hathaway zich. De golf van explosies veroorzaakte "een protonenstorm die veel erger is dan die we zojuist hebben meegemaakt", voegt Cucinotta toe. Onderzoekers hebben het sindsdien bestudeerd.
Cucinotta schat dat een moonwalker die in de storm van augustus 1972 werd gevangen, 400 rem zou kunnen hebben opgenomen. Dodelijk? 'Niet per se', zegt hij. Een snelle reis terug naar de aarde voor medische zorg had de hypothetische astronaut het leven kunnen redden.
Maar zeker, er zal geen astronaut rondlopen op de maan als er een gigantische zonnevlek dreigt te exploderen. "Ze blijven in hun ruimteschip (of leefomgeving)", zegt Cucinotta. Een Apollo-commandomodule met zijn aluminium romp zou de storm van 1972 van 400 rem tot minder dan 35 rem bij de bloedvormende organen van de astronaut hebben afgezwakt. Is dat het verschil tussen een beenmergtransplantatie? of gewoon een hoofdpijnpil.
Moderne ruimteschepen zijn nog veiliger. 'We meten de afscherming van onze schepen in eenheden met een oppervlaktedichtheid - of gram per centimeter in het kwadraat', zegt Cucinotta. Grote aantallen, die dikke rompen vertegenwoordigen, zijn beter:
De romp van een Apollo-commandomodule van 7 tot 8 g / cm2.
Een moderne spaceshuttle heeft 10 tot 11 g / cm2.
De romp van het ISS heeft in de zwaarst afgeschermde gebieden 15 g / cm2.
Toekomstige maanbasissen zullen stormschuilplaatsen hebben gemaakt van polyetheen en aluminium, mogelijk meer dan 20 g / cm2.
Een typisch ruimtepak heeft daarentegen slechts 0,25 g / cm2 en biedt weinig bescherming. "Daarom wil je binnenshuis zijn als de protonstorm toeslaat", zegt Cucinotta.
Maar de maan lonkt en als ontdekkingsreizigers daar aankomen, willen ze niet binnen blijven. Een eenvoudige voorzorgsmaatregel: net als ontdekkingsreizigers op aarde kunnen ze de weersvoorspelling bekijken - de weersvoorspelling voor de ruimte. Zijn er grote plekken op de zon? Wat is de kans op een protonstorm? Komt er een coronale massa-ejectie?
Alles duidelijk? Het is tijd om eruit te stappen.
Oorspronkelijke bron: [e-mail beveiligd] artikel
