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O primeiro passo na Lua foi uma das conquistas mais surpreendentes da humanidade. Agora os cientistas estão planejando – e sonhando – com viagens de volta terça-feira Além.
Quando olhamos para o céu noturno, vemos estrelas e planetas próximos. Se você tiver a sorte de viver em algum lugar sem poluição luminosa, poderá ver meteoros deslizando pelo céu. Mas os raios cósmicos – prótons, núcleos de hélio, íons pesados e elétrons – permanecem ocultos. Eles fluem de estrelas em explosão (raios cósmicos interestelares) e do nosso próprio Sol (eventos de partículas solares).
Eles não discriminam. Essas partículas carregam tanta energia que podem expulsar elétrons dos átomos e perturbar as estruturas moleculares de qualquer substância. Dessa forma, eles podem danificar tudo em seu caminho, tanto máquinas quanto humanos.
O campo magnético e a atmosfera da Terra protegem-nos deste perigo. Mas fora da protecção da Terra, os viajantes espaciais estão rotineiramente expostos. No espaço profundo, os raios cósmicos podem quebrar cadeias de ADN, perturbar proteínas e danificar outros componentes celulares, aumentando o risco de doenças graves como o cancro.
O desafio da investigação é simples: medir como os raios cósmicos afectam os organismos e, em seguida, conceber estratégias para minimizar os seus danos.
Idealmente, os cientistas estudariam estes efeitos enviando tecidos, Organoides (estruturas semelhantes a órgãos artificiais) ou animais de laboratório (como ratos) diretamente no espaço. Pode acontecer, mas é caro e difícil. Uma abordagem mais prática é simular raios cósmicos na Terra usando aceleradores de partículas.
Simuladores de raios cósmicos NÓS E Alemanha Tecidos, plantas e animais são expostos sequencialmente a diferentes componentes dos raios cósmicos. Uma Nova Internacional Instalação do acelerador O que está sendo construído na Alemanha atingirá energias ainda mais elevadas, correspondendo aos níveis observados no espaço que nunca foram testados em organismos vivos.
Mas estas simulações não são totalmente realistas. Muitos testes fornecem todo o volume da tarefa em um único tratamento. Isto é semelhante a usar tsunamis para estudar os efeitos da chuva.
No espaço real, os raios cósmicos surgem como uma mistura de partículas de alta energia que atingem simultaneamente, e não um tipo de cada vez. Meus colegas e eu recomendo Desenvolvimento de um acelerador multiramo que pode disparar múltiplos feixes de partículas sintonizáveis simultaneamente, reproduzindo radiação composta do espaço profundo sob condições controladas de laboratório. Por enquanto, esse tipo de instalação é apenas uma proposta.
Além de melhores testes, precisamos de melhor segurança. A armadura corporal parece ser a primeira defesa óbvia. Substâncias ricas em hidrogênio, como Polietileno e absorvente de água Hidrogéis Partículas carregadas podem ser desaceleradas. Embora sejam usados ou destinados a serem usados como materiais para naves espaciais, suas vantagens são limitadas.
Os raios cósmicos interestelares, em particular, vindos de estrelas distantes em explosão, são poderosos o suficiente para penetrar em armaduras corporais. Eles podem até produzir radiação secundária que aumenta a exposição. Portanto, uma proteção eficaz usando apenas coletes à prova de balas é um grande desafio.
Escudo da natureza
É por isso que os cientistas estão explorando estratégias biológicas. Uma abordagem é usar antioxidantes. Essas moléculas protegem o DNA de substâncias químicas nocivas produzidas quando os raios cósmicos atingem as células vivas.
CDDO-EA, um antioxidante sintético, reduz danos cognitivos causados por radiação cósmica simulada em ratos fêmeas. No estudo, os ratos expostos à radiação cósmica simulada aprenderam uma tarefa simples mais lentamente em comparação com os ratos não expostos. No entanto, os ratos que receberam oxigênio artificial tiveram um desempenho normal, apesar de terem sido expostos à radiação cósmica simulada.
Outra abordagem envolve aprender com organismos com habilidades incomuns. Criaturas adormecidas Resistente à radiação durante a hibernação. Os mecanismos pelos quais a hibernação protege contra a radiação ainda não são totalmente compreendidos. No entanto, é possível induzir condições semelhantes às da hibernação em animais que não hibernam e torná-los mais radiotolerantes.
Tardígrados – Criaturas microscópicas – também conhecidas como ursos d’água – são altamente resistentes à radiação, especialmente quando desidratadas. Embora os astronautas não possam hibernar ou desidratar, as estratégias que estes organismos utilizam para proteger os componentes celulares podem ajudar a proteger outros organismos durante longas missões espaciais.
MicrorganismosSementes, alimentos simples e até animais que mais tarde poderão se tornar nossos companheiros podem ser preservados por um tempo. Em condições calmas, eles podem retornar à plena operação. Portanto, compreender e utilizar estes mecanismos de segurança será fundamental para futuras missões espaciais.
Uma terceira estratégia centra-se no apoio às respostas ao stress dos próprios organismos. Os factores de stress na Terra, como a fome ou o calor, levam os organismos a desenvolver defesas celulares que protegem o ADN e outros componentes celulares. Recentemente Pré-impressão (um artigo ainda a ser revisado por pares), meu colega e eu sugerimos que a ativação desses mecanismos por meio de dietas ou medicamentos específicos pode fornecer proteção adicional no espaço.
A armadura corporal por si só não é suficiente. Mas com técnicas biológicas, mais experiências no espaço e na Terra, e a construção de novos complexos aceleradores dedicados, a humanidade está cada vez mais perto de tornar os voos espaciais convencionais uma realidade. No ritmo atual, estamos a décadas de resolver totalmente a proteção contra raios cósmicos. Um maior investimento na investigação da radiação espacial poderia encurtar esse prazo.
O objectivo final é viajar para além da bolha protectora da Terra sem a ameaça constante de partículas invisíveis de alta energia danificarem os nossos corpos e as nossas naves espaciais.
