Får du kreft av å bo på Mars?

Strålingen på Mars er hundre ganger høyere enn på Jorda. Det får konsekvenser.

Jordas magnetfelt blir til når elektrisk ladet materiale inne i planeten beveger seg, samtidig som kloden roterer. Dette gir en dynamoeffekt som skaper en usynlig magnetosfære, som blant annet påvirker strømmen av ladde partikler fra Sola vi kaller for solvinden. Partiklene i solvinden fanges inn av magnetfeltet og styres mot nord og sør på planeten, der treffer de atmosfæren og blir synlige for oss som nordlys og sørlys.

Magnetfeltet beskytter også livet på Jorda mot skurene av energirike partikler som slynges ut i Solsystemet etter kraftige utbrudd på Sola. I verste fall kan partikkelstrålingen være dødelig for mennesker, noe som gjør astronauter som beveger seg utenfor Jordas magnetfelt svært sårbare.

Månen ligger utenfor den tette delen av magnetfeltet, og NASA har erkjent at partiklene fra et kraftig sol-utbrudd i verste fall kunne ha drept Apollo-astronauter. Man tok sjansen og hadde flaks.

Magnetfeltet til Jorda versus feltet til Mars.

Magnetfeltet på Mars er helt ulikt Jordas. Det er rundt 40 ganger svakere og fordelt på en annen måte, med lokale magnetfelt hovedsaklig samlet på planetens sørlige halvkule. Når solvinden treffer Mars kan det fremdeles oppstå nordlys, men uten noe magnetfelt til å konsentrere det nær polene blir lyset fordelt over hele planeten. Partiklene i solvind og solutbrudd blir heller ikke bremset eller stanset før de når overflaten, og en astronaut på Mars er dermed nesten like ubeskyttet som ute i rommet.

Mye tyder på at magnetfeltet var mye sterkere for fire milliarder år siden, da Mars også hadde flytende vann, en tett atmosfære og kanskje liv. Etter at feltet nesten ble borte må den økte strålingen fra verdensrommet ha drept eventuelle organismer eller ha drevet dem ned i bakken. Solvinden kan også røske med seg molekyler i atmosfæren, så tapet av magnetfeltet kombinert med lavere gravitasjon sørget for å strippe vekk Mars’ atmosfære. Den er nå en hundredel så tett som Jordas.

En så tynn atmosfære uten oksygen har heller ikke noe ozonlag, så ultrafiolett stråling fra Sola bombarderer overflaten med full styrke. Jordsmonnet på Mars blir i praksis sterilisert hver dag. En tykk atmosfære beskytter også mot kosmisk stråling, det vil si partikler fra Melkeveien og resten av universet som kan være skadelige for alle former for liv.

Kosmisk stråling øker faren for kreft på Mars

For astronauter på Mars er den ultrafiolette strålingen knapt et problem. Romdrakten og filtre i glasset på hjelmen gir god nok beskyttelse. Partikkelstråling fra Sola er langt mer alvorlig, men her er vi i den heldige situasjonen at vi som regel vet når den når et farlig nivå. Forandringer i solvinden som ofte kalles «space weather» eller romvær, overvåkes nøye og gjør det mulig å lage nordlysvarsler på Jorda. På Mars blir romværvarsler uunværlige.

Den kosmiske bakgrunnsstrålingen kan vi derimot ikke gjøre noe med. Den er der hele tiden, og målinger fra romsonder ved planeten viser at overflaten til Mars stort sett er dårlig beskyttet. Figuren under viser strålingsdosen på overflaten (blått er lavest, rødt er høyest). Dosen varierer en god del pga høydeforskjeller. Lavtliggende områder har mer atmosfære over seg og er dermed bedre beskyttet.

Stråledosen på Mars varierer en del, mest fordi lavtliggende områder har mer atmosfære over seg og dermed er bedre beskyttet (kilde: NASA)

Den samlede stråledosen på Mars er ca 250 millisievert (mSv) per år, der sievert er en enhet for mottatt dose i biologisk materie. Tilsvarende tall på Jorda er 2,6 mSv, bakgrunnsstrålingen på Mars er altså hundre ganger høyere enn her. Anbefalt øvre dose i kjernekraftindustrien er ca 50 mSv i året, mens NASA en øvre grense for astronauter på 4000 mSv i løpet av et yrkesliv. Den grensen passerer en ubeskyttet Mars-kolonist på bare 15 år.

Spørsmålet er ikke om dette gir økt kreftrisiko, men hvor stor den økte faren er. Dette er et komplisert forskningsfelt, og studiene som er gjort har fokusert på ekspedisjoner. Kreftrisikoen varierer med alder, kjønn og type kreft, men for en 18 måneder lang ekspedisjon til Mars spenner anslagene fra 5% til 10% økt risiko i løpet av astronautens gjenværende levetid. For kolonister vil disse tallene ikke bare bli høyere, konsekvensene blir også alvorligere på grunn av avstanden til et fullverdig helsevesen.

Kan stråling gi hjertesykdom?

En forskningsstudie fra 2016 sammenlignet astronauter som oppholdt seg i lav jordbane med Apollo-astronautene, som er de eneste som har opplevd et strålingsmiljø lik det Mars-astronauter vil utsettes for. Konklusjonen var at Apollo-astronautene var opptil fem ganger mer utsatt for hjerte/karsykdommer. Dette er uansett et klart hint om at det kan finnes andre langsiktige helseeffekter av høy bakgrunnsstråling vi ennå ikke har oppdaget.

Strålevern må altså få høyeste prioritet for kolonistene, og heldigvis er mange av tiltakene enkle. Et metertykt lag med jord over boligene på Mars vil gi samme beskyttelse som Jordas atmosfære, eventuelt kan man plassere boenheter i en av hulene som er funnet på planeten. For opphold utendørs vil kolonistene gjøre som kjernekraftansatte og ha på seg et dosimeter som måler hvor mye stråling de mottar, og når grensen er nådd.

Alle deler av en Mars-koloni som påvirkes av stråling, vil ligge under et tjukt lag jord (kilde: Wikipedia)

En grense på 50 mSv i året vil fremdeles tillate utendørs aktivitet, men unge mennesker og ikke minst barn vil få strenge restriksjoner på utetid. Lange ekspedisjoner i ubeskyttede marsbiler kan fort bli overlatt til koloniens eldste, rett og slett fordi kreftsykdommen som eventuelt oppstår bruker så lang tid på å utvikle seg at pasienten antagelig har dødd av alderdom først.