Säteilyn vaikutus avaruuslentäjään

Säteily on haitallista useimmille eläville soluille. Maan pinnalla ihminen on alttiina luonnon taustasäteilylle ja oman toimintansa tuottamille keinotekoisille säteilylähteille. Pienet säteilyannokset eivät ole välitön terveysriski ja esimerkiksi röntgenkuvan ottamisen aiheuttaman säteilyn haitat jäävät pienemmiksi kuin kuvasta saatu lääketieteellinen hyöty.

Avaruudessa aurinko on merkittävä säteilylähde. Avaruudessa on myös muuta, niin sanottua kosmista säteilyä, jota tulee muista tähdistä ja jota on jäljellä alkuräjähdyksestä. Erityisesti kuitenkin auringon pinnalla ajoittain tapahtuvat auringonpurkaukset sinkoavat matkaan suurienergisiä hiukkasia. Maan ilmakehä ja magneettikenttä estää suurimman osan säteilystä pääsemästä maan pinnalle. Napa-alueiden taivaalla öisin loimuavat revontulet ovat merkki tästä suojasta: hiukkaset menettävät elämää tuhoavan energiansa ja me näemme vain kauniin valoilmiön.

Ilmakehän ulkopuolella avaruuslentäjillä on toisenlainen tilanne. Matalalla maata kiertävällä radalla avaruussukkula ja Kansainvälinen avaruusasema miehistöineen on osittaisessa suojassa, sillä maan magneettikentän suojavaikutus vähentää säteilyä.

Maan ulkopuolella, esimerkiksi Kuussa, ihmisellä ei ole mitään luonnon suojaa. Samoin vaikkapa Marsiin lähtevä matkalainen on matkansa aikana vailla muuta suojaa kuin mukanaan kuljettamansa.

Esimerkiksi tammikuussa 2005 auringossa tapahtui massiivinen purkaus. Arvioiden mukaan purkautuvilla protoneilla oli jopa 100 miljoonan elektronivoltin energia, jolla protonit olisivat pystyneet tunkeutumaan 11 senttimetriä veteen. Näin suurienergiset hiukkaset läpäisevät vaivatta avaruuspuvut ja johtaisivat säteilysairauteen.

Tammikuun 2005 purkauksen aikana Kansainvälisellä avaruusasemalla olleet Leroy Chiao ja Salizhan Sharipov olivat kuitenkin turvassa, sillä maan magneettisen suojan lisäksi itse asema on rakennettu vahvasti suojaavaksi. Miesten saamaksi säteilyannokseksi arvioidaan enintään 10 mSv. Normaali hammaslääkärillä otettu röntgenkuva on vaikutukseltaan noin 1 mSv, eli asemalla saatu säteilyannos vastasi kymmentä hammaslääkärikäyntiä.

Jos joku olisi ollut avaruuspuvussa Kuussa purkauksen aikana, olisi säteilyannos ollut noin 500 mSv ja aiheuttanut säteilysairauden oireita, mutta annos ei olisi vielä ollut sellaisenaan kuolemaan johtava.

Suomalaisen keskimääräinen säteilyannos vuodessa on noin 3,7 mSv, josta 2 mSv aiheutuu huoneistojen ja työpaikkojen sisäilman radon-kaasusta.

Jos ihminen saa lyhyessä ajassa 3 Sv (3000 mSv) säteilyannoksen, 50 prosenttia annoksen saaneista ihmistä kuolee 60 päivän kuluessa ilman hoitoa. Kuitenkin esimerkiksi luuydinsiirrolla voidaan suuria säteilyannoksia saaneita yrittää pelastaa.

Kaikella säteilyllä on syöpäriskiä kasvattava vaikutus. Avaruusmatkailu on säteilytyötä, joka lisää syöpäriskiä. Esimerkiksi pitkään kestävä matka Marsiin on ilman muuta riski, mutta vielä tänään tutkijat eivät tiedä kuinka suuri riski.

Elokuussa vuonna 1972 tapahtui auringossa tammikuun 2005 purkausta huomattavasti massiivisempi purkaus, jonka säteilyvaikutus pelkän avaruuspuvun suojaamaan kuukävelijään olisi voinut olla jopa 4 Sv. Jos avaruusmatkalainen olisi ollut Apollo-lennoilla käytetyssä komentomoduulissa, olisi sen suojaavien alumiiniseinien ansiosta annos jäänyt 350 mSv.

Vuonna 1972 oli onnea, sillä auringon purkaus tapahtui kahden Apollo-lennon välissä, jolloin kaikki astronautit olivat maan kamaralla turvassa. Mutta jos Yhdysvaltojen suunnitelma perustaa pysyvä tukikohta kuuhun ja lentää myös Marsiin toteutuu, on säteily ja säteilyltä suojautuminen aivan elintärkeä kysymys.

* * *

Artikkelissa mainitut säteilyannosta ilmaisevat lyhenteet:

Sv, sievert, 1 Sv eli 1000 mSv on 100 rem
mSv, millisievert, 1 mSv eli 0,001 Sv on 0,1 rem
Sievert on SI-järjestelmän mukainen yksikkö ja rem on poistunut käytöstä.

Artikkelissa lähteenä käytettyjä kirjoituksia muualla verkkossa:

Nasan tiedeartikkeli Sickening Solar Flares (englanniksi).
Nasan tiedeartikkeli Can People Go to Mars? (englanniksi).
Nasan tutkimusprojekti säteilystä Space Radiation Health Project (englanniksi).
Suomen säteilyturvakeskuksen artikkeli ionisoivasta säteilystä (suomeksi).

- - - - - -
Julkaistu: 24.2.2005